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लेजर डायोड और प्रकाश उत्सर्जक डायोड में उनके संचालन के सिद्धांत के संबंध में कई तत्व हैं। हालांकि ऑपरेशन के लेजर डायोड सिद्धांत में अधिक तत्व शामिल होते हैं, जो अतिरिक्त प्रक्रियाओं में ले जाता है जिससे यह सुसंगत प्रकाश प्रदान करता है।
जबकि लेजर डायोड के कई अलग-अलग रूप हैं, ऑपरेशन के लेजर डायोड सिद्धांत का आधार बहुत समान है - बुनियादी उपदेश समान हैं, हालांकि उनके लागू होने के तरीके में कई छोटे अंतर हैं।
लेजर डायोड सिद्धांत मूल बातें
अर्धचालक में तीन मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं जो प्रकाश से जुड़ी होती हैं:
- प्रकाश अवशोषण: अवशोषण तब होता है जब प्रकाश एक अर्धचालक में प्रवेश करता है और अतिरिक्त मुक्त इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को उत्पन्न करने के लिए इसकी ऊर्जा अर्धचालक में स्थानांतरित होती है। इस प्रभाव का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और फोटो-डिटेक्टर और सौर कोशिकाओं जैसे उपकरणों को संचालित करने में सक्षम बनाता है।
- स्वत: उत्सर्जन: सहज उत्सर्जन के रूप में जाना जाने वाला दूसरा प्रभाव एल ई डी में होता है। इस तरीके से उत्पन्न प्रकाश को असंगत कहा जाता है। दूसरे शब्दों में आवृत्ति और चरण यादृच्छिक हैं, हालांकि प्रकाश स्पेक्ट्रम के दिए गए हिस्से में स्थित है।
- प्रेरित उत्सर्जन: उत्तेजित उत्सर्जन अलग है। सेमीकंडक्टर जाली में प्रवेश करने वाला एक प्रकाश फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन पर हमला करेगा और दूसरे प्रकाश फोटॉन के रूप में ऊर्जा जारी करेगा। जिस तरह से यह होता है यह समान तरंग दैर्ध्य और चरण के इस नए फोटॉन को जारी करता है। इस तरह से उत्पन्न प्रकाश को सुसंगत कहा जाता है।
लेज़र डायोड ऑपरेशन की कुंजी अत्यधिक डोप किए गए पी और एन प्रकार क्षेत्रों के जंक्शन पर होती है। पी-एन जंक्शन के पार एक सामान्य पी-एन जंक्शन वर्तमान में बहता है। यह क्रिया हो सकती है क्योंकि p- प्रकार क्षेत्र से छेद और n- प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉनों गठबंधन। लेजर डायोड जंक्शन डायोड जंक्शन से गुजरने में एक विद्युत चुम्बकीय तरंग (इस उदाहरण प्रकाश में) के साथ यह पाया जाता है कि फोटो-उत्सर्जन प्रक्रिया होती है। यहां फोटॉन प्रकाश के आगे फोटॉन को जारी करते हैं जब वे छेद और इलेक्ट्रॉनों के पुनर्संयोजन के दौरान इलेक्ट्रॉनों पर हमला करते हैं।
स्वाभाविक रूप से प्रकाश का कुछ अवशोषण होता है, जिसके परिणामस्वरूप छेद और इलेक्ट्रॉनों की पीढ़ी होती है लेकिन स्तर में समग्र लाभ होता है।
लेज़र डायोड की संरचना एक ऑप्टिकल गुहा बनाता है जिसमें प्रकाश फोटॉन में कई प्रतिबिंब होते हैं। जब फोटोन उत्पन्न होते हैं तो केवल एक छोटी संख्या गुहा को छोड़ने में सक्षम होती है। इस तरह जब एक फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन से टकराता है और दूसरे फोटॉन को उत्पन्न होने में सक्षम बनाता है तो प्रक्रिया खुद को दोहराती है और फोटॉन घनत्व या प्रकाश स्तर का निर्माण शुरू होता है। यह बेहतर ऑप्टिकल कैविटीज के डिजाइन में है कि लेजर पर वर्तमान में बहुत काम किया जा रहा है। प्रकाश को ठीक से परिलक्षित करना डिवाइस के संचालन की कुंजी है।
