অপটোইলেকট্রনিক প্রযুক্তির দ্রুত অগ্রগতির সাথে সাথে, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি টেলিযোগাযোগ, চিকিৎসা, শিল্প প্রক্রিয়াকরণ এবং LiDAR এর মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে উঠেছে, তাদের উচ্চ দক্ষতা, কম্প্যাক্ট আকার এবং মড্যুলেশনের সহজতার জন্য ধন্যবাদ। এই প্রযুক্তির মূলে রয়েছে লাভ মাধ্যম, যা একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি"শক্তির উৎস"যা উদ্দীপিত নির্গমন এবং লেজার জেনারেশন সক্ষম করে, লেজার নির্ধারণ করে'এর কর্মক্ষমতা, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং প্রয়োগের সম্ভাবনা।
১. লাভের মাধ্যম কী?
নাম থেকেই বোঝা যায়, লাভ মাধ্যম হলো এমন একটি উপাদান যা অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফিকেশন প্রদান করে। বাহ্যিক শক্তির উৎস (যেমন বৈদ্যুতিক ইনজেকশন বা অপটিক্যাল পাম্পিং) দ্বারা উত্তেজিত হলে, এটি উদ্দীপিত নির্গমনের প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আপতিত আলোকে প্রশস্ত করে, যার ফলে লেজার আউটপুট তৈরি হয়।
সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলিতে, লাভ মাধ্যমটি সাধারণত পিএন জংশনে সক্রিয় অঞ্চল দিয়ে গঠিত হয়, যার উপাদান গঠন, গঠন এবং ডোপিং পদ্ধতিগুলি থ্রেশহোল্ড কারেন্ট, নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য, দক্ষতা এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যের মতো মূল পরামিতিগুলিকে সরাসরি প্রভাবিত করে।
2. সেমিকন্ডাক্টর লেজারে সাধারণ লাভের উপকরণ
III-V যৌগিক অর্ধপরিবাহী হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত লাভ উপকরণ। সাধারণ উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে:
①GaAs (গ্যালিয়াম আর্সেনাইড)
850-এ লেজার নির্গত করার জন্য উপযুক্ত–৯৮০ এনএম পরিসর, অপটিক্যাল যোগাযোগ এবং লেজার প্রিন্টিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত।
②ইনপি (ইন্ডিয়াম ফসফাইড)
ফাইবার-অপটিক যোগাযোগের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, ১.৩ µm এবং ১.৫৫ µm ব্যান্ডে নির্গমনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
③ইনগাএএসপি / আলগাএএস / ইনগাএন
তাদের রচনাগুলিকে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য অর্জনের জন্য সুর করা যেতে পারে, যা টিউনেবল-তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজার ডিজাইনের ভিত্তি তৈরি করে।
এই উপকরণগুলিতে সাধারণত সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ কাঠামো থাকে, যা ফোটন নির্গমনের সাথে ইলেকট্রন-গর্ত পুনর্মিলনে অত্যন্ত দক্ষ করে তোলে, যা সেমিকন্ডাক্টর লেজার লাভ মাধ্যমের ব্যবহারের জন্য আদর্শ।
৩. লাভ কাঠামোর বিবর্তন
ফ্যাব্রিকেশন প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলিতে লাভ স্ট্রাকচারগুলি প্রাথমিক হোমোজংশন থেকে হেটেরোজংশনে এবং আরও উন্নত কোয়ান্টাম ওয়েল এবং কোয়ান্টাম ডট কনফিগারেশনে বিবর্তিত হয়েছে।
①হেটেরোজংশন লাভ মাধ্যম
বিভিন্ন ব্যান্ডগ্যাপের সাথে সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলিকে একত্রিত করে, বাহক এবং ফোটনগুলিকে কার্যকরভাবে নির্দিষ্ট অঞ্চলে সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে, লাভ দক্ষতা বৃদ্ধি করে এবং থ্রেশহোল্ড কারেন্ট হ্রাস করে।
②কোয়ান্টাম ওয়েল স্ট্রাকচার
সক্রিয় অঞ্চলের পুরুত্ব ন্যানোমিটার স্কেলে হ্রাস করে, ইলেকট্রনগুলিকে দুটি মাত্রায় সীমাবদ্ধ করা হয়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে বিকিরণ পুনর্মিলনের দক্ষতা বৃদ্ধি করে। এর ফলে নিম্ন থ্রেশহোল্ড স্রোত এবং উন্নত তাপীয় স্থিতিশীলতা সহ লেজার তৈরি হয়।
③কোয়ান্টাম ডট স্ট্রাকচার
স্ব-সমাবেশ কৌশল ব্যবহার করে, শূন্য-মাত্রিক ন্যানোস্ট্রাকচার তৈরি করা হয়, যা তীক্ষ্ণ শক্তি স্তর বিতরণ প্রদান করে। এই কাঠামোগুলি বর্ধিত লাভ বৈশিষ্ট্য এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থিতিশীলতা প্রদান করে, যা এগুলিকে পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলির জন্য একটি গবেষণা কেন্দ্র করে তোলে।
৪. লাভের মাধ্যম কী নির্ধারণ করে?
①নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য
উপাদানের ব্যান্ডগ্যাপ লেজার নির্ধারণ করে's তরঙ্গদৈর্ঘ্য। উদাহরণস্বরূপ, InGaAs কাছাকাছি-ইনফ্রারেড লেজারের জন্য উপযুক্ত, যেখানে InGaN নীল বা বেগুনি লেজারের জন্য ব্যবহৃত হয়।
②দক্ষতা এবং শক্তি
বাহক গতিশীলতা এবং অ-বিকিরণশীল পুনর্মিলনের হার অপটিক্যাল-থেকে-বৈদ্যুতিক রূপান্তর দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।
③তাপীয় কর্মক্ষমতা
বিভিন্ন উপকরণ বিভিন্ন উপায়ে তাপমাত্রা পরিবর্তনের প্রতি সাড়া দেয়, যা শিল্প ও সামরিক পরিবেশে লেজারের নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে।
④মডুলেশন প্রতিক্রিয়া
লাভ মাধ্যম লেজারকে প্রভাবিত করে'এর প্রতিক্রিয়ার গতি, যা উচ্চ-গতির যোগাযোগ অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
৫. উপসংহার
সেমিকন্ডাক্টর লেজারের জটিল কাঠামোতে, লাভের মাধ্যমটি আসলে এর "হৃদয়"—লেজার তৈরির জন্যই কেবল দায়ী নয়, বরং এর জীবনকাল, স্থিতিশীলতা এবং প্রয়োগের পরিস্থিতিগুলিকে প্রভাবিত করার জন্যও দায়ী। উপাদান নির্বাচন থেকে শুরু করে কাঠামোগত নকশা, ম্যাক্রোস্কোপিক কর্মক্ষমতা থেকে শুরু করে মাইক্রোস্কোপিক প্রক্রিয়া পর্যন্ত, লাভ মাধ্যমের প্রতিটি অগ্রগতি লেজার প্রযুক্তিকে বৃহত্তর কর্মক্ষমতা, বিস্তৃত প্রয়োগ এবং গভীর অনুসন্ধানের দিকে চালিত করছে।
পদার্থ বিজ্ঞান এবং ন্যানো-ফ্যাব্রিকেশন প্রযুক্তির চলমান অগ্রগতির সাথে সাথে, ভবিষ্যতের লাভ মাধ্যমগুলি উচ্চতর উজ্জ্বলতা, বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্য কভারেজ এবং স্মার্ট লেজার সমাধান নিয়ে আসবে বলে আশা করা হচ্ছে।—বিজ্ঞান, শিল্প এবং সমাজের জন্য আরও সম্ভাবনার উন্মোচন।
পোস্টের সময়: জুলাই-১৭-২০২৫