आधुनिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानामध्ये, सेमीकंडक्टर लेसर त्यांच्या कॉम्पॅक्ट स्ट्रक्चर, उच्च कार्यक्षमता आणि जलद प्रतिसादामुळे वेगळे दिसतात. ते कम्युनिकेशन्स, हेल्थकेअर, इंडस्ट्रियल प्रोसेसिंग आणि सेन्सिंग/रेंजिंग सारख्या क्षेत्रात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. तथापि, सेमीकंडक्टर लेसरच्या कामगिरीबद्दल चर्चा करताना, एक साधे पण अत्यंत महत्त्वाचे पॅरामीटर - ड्युटी सायकल - अनेकदा दुर्लक्षित केले जाते. हा लेख सेमीकंडक्टर लेसर सिस्टीममधील ड्युटी सायकलची संकल्पना, गणना, परिणाम आणि व्यावहारिक महत्त्व यावर चर्चा करतो.
१. ड्युटी सायकल म्हणजे काय?
ड्युटी सायकल हा एक आयामहीन गुणोत्तर आहे जो पुनरावृत्ती होणाऱ्या सिग्नलच्या एका कालावधीत लेसर "चालू" स्थितीत किती वेळ असतो याचे प्रमाण वर्णन करण्यासाठी वापरला जातो. तो सामान्यतः टक्केवारी म्हणून व्यक्त केला जातो. सूत्र असे आहे: ड्युटी सायकल=(पल्स रुंदी)/नाडी कालावधी) × १००%. उदाहरणार्थ, जर लेसर दर १० मायक्रोसेकंदांनी १-मायक्रोसेकंद पल्स उत्सर्जित करत असेल, तर कर्तव्य चक्र असे आहे: (१ μs/१० μs)×१००%=१०%.
२. ड्युटी सायकल का महत्त्वाचे आहे?
जरी ते फक्त एक गुणोत्तर असले तरी, कर्तव्य चक्र लेसरच्या थर्मल व्यवस्थापनावर, आयुष्यमानावर, आउटपुट पॉवरवर आणि एकूण सिस्टम डिझाइनवर थेट परिणाम करते. चला त्याचे महत्त्व समजून घेऊया:
① थर्मल व्यवस्थापन आणि डिव्हाइस लाइफटाइम
उच्च-फ्रिक्वेन्सी स्पंदित ऑपरेशन्समध्ये, कमी ड्युटी सायकल म्हणजे पल्स दरम्यान जास्त "ऑफ" वेळ असतो, ज्यामुळे लेसर थंड होण्यास मदत होते. हे विशेषतः उच्च-पॉवर अनुप्रयोगांमध्ये फायदेशीर आहे, जिथे ड्युटी सायकल नियंत्रित केल्याने थर्मल ताण कमी होऊ शकतो आणि डिव्हाइसचे आयुष्य वाढू शकते.
② आउटपुट पॉवर आणि ऑप्टिकल तीव्रता नियंत्रण
जास्त ड्युटी सायकलमुळे सरासरी ऑप्टिकल आउटपुट जास्त मिळते, तर कमी ड्युटी सायकलमुळे सरासरी पॉवर कमी होते. ड्युटी सायकल समायोजित केल्याने पीक ड्राइव्ह करंट न बदलता आउटपुट उर्जेचे फाइन-ट्यूनिंग करता येते.
③ सिस्टम प्रतिसाद आणि सिग्नल मॉड्युलेशन
ऑप्टिकल कम्युनिकेशन आणि LiDAR सिस्टीममध्ये, ड्युटी सायकल थेट प्रतिसाद वेळ आणि मॉड्युलेशन योजनांवर प्रभाव पाडते. उदाहरणार्थ, स्पंदित लेसर रेंजिंगमध्ये, योग्य ड्युटी सायकल सेट केल्याने इको सिग्नल डिटेक्शन सुधारते, मापन अचूकता आणि वारंवारता दोन्ही वाढते.
३. ड्युटी सायकलची अर्ज उदाहरणे
① LiDAR (लेसर डिटेक्शन आणि रेंजिंग)
१५३५nm लेसर रेंजिंग मॉड्यूल्समध्ये, कमी-ड्युटी-सायकल, उच्च-पीक पल्स कॉन्फिगरेशन सामान्यतः लांब-श्रेणी शोध आणि डोळ्यांची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी वापरले जाते. ड्युटी सायकल बहुतेकदा ०.१% आणि १% दरम्यान नियंत्रित केली जातात, सुरक्षित, थंड ऑपरेशनसह उच्च पीक पॉवर संतुलित करतात.
② वैद्यकीय लेसर
त्वचारोग उपचार किंवा लेसर शस्त्रक्रिया यासारख्या अनुप्रयोगांमध्ये, वेगवेगळ्या कर्तव्य चक्रांमुळे वेगवेगळे थर्मल इफेक्ट्स आणि उपचारात्मक परिणाम मिळतात. उच्च कर्तव्य चक्रामुळे सतत उष्णता निर्माण होते, तर कमी कर्तव्य चक्रामुळे तात्काळ स्पंदित पृथक्करण होण्यास मदत होते.
③ औद्योगिक साहित्य प्रक्रिया
लेसर मार्किंग आणि वेल्डिंगमध्ये, ड्युटी सायकल सामग्रीमध्ये ऊर्जा कशी जमा केली जाते यावर परिणाम करते. खोदकाम खोली आणि वेल्डिंग प्रवेश नियंत्रित करण्यासाठी ड्युटी सायकल समायोजित करणे महत्त्वाचे आहे.
४. योग्य ड्युटी सायकल कशी निवडावी?
इष्टतम कर्तव्य चक्र विशिष्ट अनुप्रयोग आणि लेसर वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते:
①कमी शुल्क चक्र (<१०%)
रेंजिंग किंवा प्रिसिजन मार्किंग सारख्या हाय-पीक, शॉर्ट-पल्स अनुप्रयोगांसाठी आदर्श.
②मध्यम ड्युटी सायकल (१०%–५०%)
उच्च-पुनरावृत्ती स्पंदित लेसर प्रणालींसाठी योग्य.
③उच्च शुल्क चक्र (>५०%)
ऑप्टिकल पंपिंग आणि कम्युनिकेशन्स सारख्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सतत लहरी (CW) ऑपरेशनच्या जवळ येत आहे.
विचारात घेण्यासारख्या इतर घटकांमध्ये थर्मल डिसिपेशन क्षमता, ड्रायव्हर सर्किट कामगिरी आणि लेसरची थर्मल स्थिरता यांचा समावेश आहे.
५. निष्कर्ष
जरी लहान असले तरी, सेमीकंडक्टर लेसर सिस्टीममध्ये ड्युटी सायकल हा एक महत्त्वाचा डिझाइन पॅरामीटर आहे. हे केवळ कामगिरीच्या आउटपुटवरच नव्हे तर सिस्टमच्या दीर्घकालीन स्थिरता आणि विश्वासार्हतेवर देखील परिणाम करते. भविष्यातील लेसर विकास आणि अनुप्रयोगात, सिस्टम कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी आणि नावीन्यपूर्णतेला सक्षम करण्यासाठी ड्युटी सायकलचा अचूक नियंत्रण आणि लवचिक वापर महत्त्वपूर्ण असेल.
लेसर पॅरामीटर डिझाइन किंवा अनुप्रयोगांबद्दल तुमचे काही प्रश्न असल्यास, आमच्याशी संपर्क साधा किंवा टिप्पणी द्या. आम्ही मदत करण्यासाठी येथे आहोत!
पोस्ट वेळ: जुलै-०९-२०२५