ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଦ୍ରୁତ ଉନ୍ନତି ସହିତ, ସେମାନଙ୍କର ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା, କମ୍ପାକ୍ଟ ଆକାର ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେସନର ସହଜତା ପାଇଁ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକ ଟେଲିକମ୍ୟୁନିକେସନ୍, ଔଷଧ, ଶିଳ୍ପ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଏବଂ LiDAR ଭଳି ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି। ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୂଳରେ ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ରହିଛି, ଯାହା ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ଏହା ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ“ଶକ୍ତି ଉତ୍ସ"ଯାହା ଲେଜର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରି ଉତ୍ତେଜିତ ନିର୍ଗମନ ଏବଂ ଲେଜର ଜେନେରେସନକୁ ସକ୍ଷମ କରେ'ର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ, ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ ସମ୍ଭାବନା।
୧. ଲାଭର ମାଧ୍ୟମ କ'ଣ?
ନାମରୁ ଜଣାପଡ଼ିଥିବା ପରି, ଏକ ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ହେଉଛି ଏକ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଆମ୍ପ୍ଲିଫିକେସନ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ। ବାହ୍ୟ ଶକ୍ତି ଉତ୍ସ (ଯେପରିକି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ କିମ୍ବା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପମ୍ପିଂ) ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ତେଜିତ ହେଲେ, ଏହା ଉତ୍ତେଜିତ ନିର୍ଗମନର ଯନ୍ତ୍ର ମାଧ୍ୟମରେ ଆକସ୍ମିକ ଆଲୋକକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଯାହା ଲେଜର ଆଉଟପୁଟ୍ ଆଡ଼କୁ ନେଇଯାଏ।
ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକରେ, ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ସାଧାରଣତଃ PN ଜଙ୍କସନରେ ସକ୍ରିୟ ଅଞ୍ଚଳକୁ ନେଇ ଗଠିତ, ଯାହାର ସାମଗ୍ରୀ ଗଠନ, ଗଠନ ଏବଂ ଡୋପିଂ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ଥ୍ରେଶୋଲ୍ଡ କରେଣ୍ଟ, ନିର୍ଗମନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ, ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ତାପଜ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ଭଳି ପ୍ରମୁଖ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରଭାବିତ କରେ।
୨. ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଲେଜରରେ ସାଧାରଣ ଲାଭ ସାମଗ୍ରୀ
III-V ଯୌଗିକ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ହେଉଛି ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ଲାଭ ସାମଗ୍ରୀ। ସାଧାରଣ ଉଦାହରଣଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
①GaAs (ଗାଲିୟମ୍ ଆର୍ସେନାଇଡ୍)
850 ରେ ନିର୍ଗତ ହେଉଥିବା ଲେଜର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ–୯୮୦ ଏନଏମ ପରିସର, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ଏବଂ ଲେଜର ପ୍ରିଣ୍ଟିଂରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ।
②InP (ଇଣ୍ଡିୟମ୍ ଫସଫାଇଡ୍)
ଫାଇବର-ଅପ୍ଟିକ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, 1.3 µm ଏବଂ 1.55 µm ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ନିର୍ଗମନ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
ସେମାନଙ୍କର ରଚନାଗୁଡ଼ିକୁ ବିଭିନ୍ନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଟ୍ୟୁନ୍ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ଟ୍ୟୁନେବଲ୍-ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଲେଜର ଡିଜାଇନ୍ ପାଇଁ ଆଧାର ଗଠନ କରିଥାଏ।
ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକରେ ସାଧାରଣତଃ ସିଧାସଳଖ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ଗଠନ ରହିଥାଏ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ଫୋଟନ୍ ନିର୍ଗମନ ସହିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍-ହୋଲ୍ ପୁନଃସଂଯୋଗରେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦକ୍ଷ କରିଥାଏ, ଯାହା ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ଲେଜର ଲାଭ ମାଧ୍ୟମରେ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
3. ଲାଭ ଗଠନର ବିବର୍ତ୍ତନ
ଫେବ୍ରିକେସନ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅଗ୍ରଗତି ହେବା ସହିତ, ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକରେ ଲାଭ ଗଠନ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ହୋମୋଜଙ୍କସନରୁ ହେଟେରୋଜଙ୍କସନକୁ ଏବଂ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ୱେଲ୍ ଏବଂ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ଡଟ୍ ବିନ୍ୟାସକୁ ବିକଶିତ ହୋଇଛି।
①ବିଷମସଂଯୋଗ ଲାଭ ମଧ୍ୟମ
ବିଭିନ୍ନ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସହିତ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀକୁ ମିଶ୍ରଣ କରି, ବାହକ ଏବଂ ଫୋଟନଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଅଞ୍ଚଳରେ ସୀମିତ କରାଯାଇପାରିବ, ଲାଭ ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ ଏବଂ ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ କରେଣ୍ଟ ହ୍ରାସ କରିପାରିବ।
②କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କୂପ ଗଠନ
ନାନୋମିଟର ସ୍କେଲରେ ସକ୍ରିୟ ଅଞ୍ଚଳର ଘନତା ହ୍ରାସ କରି, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକୁ ଦୁଇଟି ପରିମାଣରେ ଆବଦ୍ଧ କରାଯାଏ, ଯାହା ବିକିରଣ ପୁନଃସଂଯୋଗ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରେ। ଏହା ନିମ୍ନ ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ କରେଣ୍ଟ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ତାପଜ ସ୍ଥିରତା ସହିତ ଲେଜର ସୃଷ୍ଟି କରେ।
③କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ଡଟ୍ ଗଠନ
ସ୍ୱୟଂ-ସଂସ୍ଥାପନ କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରି, ଶୂନ୍ୟ-ପରିମାଣ ନାନୋଷ୍ଟ୍ରକଚରଗୁଡ଼ିକ ଗଠିତ ହୁଏ, ଯାହା ତୀକ୍ଷ୍ଣ ଶକ୍ତି ସ୍ତର ବଣ୍ଟନ ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏହି ଗଠନଗୁଡ଼ିକ ଉନ୍ନତ ଲାଭ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଉଚ୍ଚ-କାର୍ୟ୍ୟକ୍ଷମ ଅର୍ଦ୍ଧପରିମାଣ ଲେଜର ପାଇଁ ଏକ ଗବେଷଣା ହଟସ୍ପଟ୍ କରିଥାଏ।
୪. ଲାଭ ମଧ୍ୟମ କ’ଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ?
①ନିର୍ଗମନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ
ସାମଗ୍ରୀର ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ଲେଜରକୁ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ's ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, InGaAs ନିକଟ-ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ଲେଜର ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, ଯେତେବେଳେ InGaN ନୀଳ କିମ୍ବା ବାଇଗଣୀ ଲେଜର ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
②ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଶକ୍ତି
ବାହକ ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ ଅଣ-ରେଡିଆଟିଭ୍ ପୁନଃସଂଯୋଗ ହାର ଅପ୍ଟିକାଲ୍-ରୁ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରୂପାନ୍ତର ଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ।
③ଥର୍ମାଲ୍ ପରଫର୍ମାନ୍ସ
ବିଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନର ବିଭିନ୍ନ ଉପାୟରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରନ୍ତି, ଯାହା ଶିଳ୍ପ ଏବଂ ସାମରିକ ପରିବେଶରେ ଲେଜରର ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ।
④ମୋଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା
ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ଲେଜରକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ's ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଗତି, ଯାହା ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ପ୍ରୟୋଗରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।
୫. ନିଷ୍କର୍ଷ
ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ଜଟିଳ ଗଠନରେ, ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ପ୍ରକୃତରେ ଏହାର "ହୃଦୟ"।—କେବଳ ଲେଜର ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ନୁହେଁ ବରଂ ଏହାର ଜୀବନକାଳ, ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ ପରିସ୍ଥିତିକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିବା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ଦାୟୀ। ସାମଗ୍ରୀ ଚୟନ ଠାରୁ ଗଠନାତ୍ମକ ଡିଜାଇନ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ମାକ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଠାରୁ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଲାଭ ମାଧ୍ୟମର ପ୍ରତ୍ୟେକ ସଫଳତା ଲେଜର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଅଧିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ଗଭୀର ଅନୁସନ୍ଧାନ ଆଡ଼କୁ ଠେଲି ଦେଉଛି।
ସାମଗ୍ରୀ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ନାନୋ-ଫାବ୍ରିକେସନ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ନିରନ୍ତର ଉନ୍ନତି ସହିତ, ଭବିଷ୍ୟତର ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ଅଧିକ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳତା, ବ୍ୟାପକ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ କଭରେଜ୍ ଏବଂ ସ୍ମାର୍ଟ ଲେଜର ସମାଧାନ ଆଣିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି।—ବିଜ୍ଞାନ, ଶିଳ୍ପ ଏବଂ ସମାଜ ପାଇଁ ଅଧିକ ସମ୍ଭାବନା ଉନ୍ମୁକ୍ତ କରୁଛି।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୧୭-୨୦୨୫