आधुनिक अप्टोइलेक्ट्रोनिक प्रविधिमा, अर्धचालक लेजरहरू तिनीहरूको कम्प्याक्ट संरचना, उच्च दक्षता र द्रुत प्रतिक्रियाको साथ फरक देखिन्छन्। तिनीहरूले सञ्चार, स्वास्थ्य सेवा, औद्योगिक प्रशोधन, र सेन्सिङ/रेन्जिङ जस्ता क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। यद्यपि, अर्धचालक लेजरहरूको कार्यसम्पादनको बारेमा छलफल गर्दा, एउटा सरल देखिने तर अत्यन्त महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर - कर्तव्य चक्र - लाई प्रायः बेवास्ता गरिन्छ। यो लेखले अर्धचालक लेजर प्रणालीहरूमा कर्तव्य चक्रको अवधारणा, गणना, प्रभाव र व्यावहारिक महत्त्वमा डुब्छ।
१. ड्युटी साइकल भनेको के हो?
ड्युटी साइकल भनेको दोहोरिने सिग्नलको एक अवधि भित्र लेजर "चालु" अवस्थामा रहेको समयको अनुपात वर्णन गर्न प्रयोग गरिने आयामविहीन अनुपात हो। यसलाई सामान्यतया प्रतिशतको रूपमा व्यक्त गरिन्छ। सूत्र यस्तो छ: ड्युटी साइकल=(पल्स चौडाइ)/पल्स अवधि) × १००%. उदाहरणका लागि, यदि लेजरले प्रत्येक १० माइक्रोसेकेन्डमा १-माइक्रोसेकेन्ड पल्स उत्सर्जन गर्छ भने, कर्तव्य चक्र हुन्छ: (१ μs/१० μs)×१००%=१०%.
२. ड्युटी साइकल किन महत्त्वपूर्ण छ?
यद्यपि यो केवल एक अनुपात हो, कर्तव्य चक्रले लेजरको थर्मल व्यवस्थापन, आयु, आउटपुट पावर, र समग्र प्रणाली डिजाइनलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। यसको महत्त्वलाई तोडौं:
① थर्मल व्यवस्थापन र उपकरण जीवनकाल
उच्च-फ्रिक्वेन्सी पल्स्ड अपरेशनहरूमा, कम ड्युटी साइकलको अर्थ पल्सहरू बीच लामो "अफ" समय हो, जसले लेजरलाई चिसो हुन मद्दत गर्दछ। यो विशेष गरी उच्च-शक्ति अनुप्रयोगहरूमा लाभदायक छ, जहाँ ड्युटी साइकल नियन्त्रण गर्नाले थर्मल तनाव कम गर्न र उपकरणको आयु बढाउन सक्छ।
② आउटपुट पावर र अप्टिकल तीव्रता नियन्त्रण
उच्च ड्युटी साइकलले औसत अप्टिकल आउटपुट बढी दिन्छ, जबकि कम ड्युटी साइकलले औसत पावर घटाउँछ। ड्युटी साइकल समायोजन गर्नाले पिक ड्राइभ करेन्ट परिवर्तन नगरी आउटपुट ऊर्जाको फाइन-ट्युनिङ गर्न अनुमति दिन्छ।
③ प्रणाली प्रतिक्रिया र सिग्नल मोड्युलेसन
अप्टिकल कम्युनिकेसन र LiDAR प्रणालीहरूमा, कर्तव्य चक्रले प्रतिक्रिया समय र मोड्युलेसन योजनाहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव पार्छ। उदाहरणका लागि, पल्स्ड लेजर रेन्जिङमा, सही कर्तव्य चक्र सेट गर्नाले इको सिग्नल पत्ता लगाउने क्षमतामा सुधार हुन्छ, मापन शुद्धता र आवृत्ति दुवै बढाउँछ।
३. ड्युटी साइकलका आवेदन उदाहरणहरू
① LiDAR (लेजर पत्ता लगाउने र दायरा)
१५३५nm लेजर रेन्जिङ मोड्युलहरूमा, कम-ड्युटी-चक्र, उच्च-शिखर पल्स कन्फिगरेसन सामान्यतया लामो-दायरा पत्ता लगाउने र आँखा सुरक्षा दुवै सुनिश्चित गर्न प्रयोग गरिन्छ। ड्युटी चक्रहरू प्रायः ०.१% र १% बीचमा नियन्त्रित हुन्छन्, सुरक्षित, शीतल सञ्चालनको साथ उच्च शिखर शक्ति सन्तुलनमा राख्दै।
② मेडिकल लेजरहरू
छालासम्बन्धी उपचार वा लेजर शल्यक्रिया जस्ता अनुप्रयोगहरूमा, फरक-फरक कर्तव्य चक्रले फरक-फरक थर्मल प्रभाव र चिकित्सकीय परिणामहरू निम्त्याउँछ। उच्च कर्तव्य चक्रले निरन्तर ताप निम्त्याउँछ, जबकि कम कर्तव्य चक्रले तत्काल स्पन्दित पृथक्करणलाई समर्थन गर्दछ।
③ औद्योगिक सामग्री प्रशोधन
लेजर मार्किङ र वेल्डिङमा, कर्तव्य चक्रले सामग्रीहरूमा ऊर्जा कसरी जम्मा हुन्छ भन्ने कुरालाई असर गर्छ। कर्तव्य चक्र समायोजन गर्नु उत्कीर्णन गहिराइ र वेल्डिङ प्रवेश नियन्त्रण गर्ने महत्वपूर्ण कुरा हो।
४. सही ड्युटी साइकल कसरी छनौट गर्ने?
इष्टतम कर्तव्य चक्र विशिष्ट अनुप्रयोग र लेजर विशेषताहरूमा निर्भर गर्दछ:
①कम शुल्क चक्र (<१०%)
रेन्जिङ वा प्रेसिजन मार्किङ जस्ता उच्च-शिखर, छोटो-पल्स अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श।
②मध्यम ड्युटी साइकल (१०%–५०%)
उच्च-दोहोरिने स्पंदित लेजर प्रणालीहरूको लागि उपयुक्त।
③उच्च शुल्क चक्र (>५०%)
अप्टिकल पम्पिङ र सञ्चार जस्ता अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने निरन्तर तरंग (CW) सञ्चालनको नजिक।
विचार गर्नुपर्ने अन्य कारकहरूमा थर्मल डिसिपेशन क्षमता, ड्राइभर सर्किट प्रदर्शन, र लेजरको थर्मल स्थिरता समावेश छ।
५. निष्कर्ष
सानो भए पनि, अर्धचालक लेजर प्रणालीहरूमा कर्तव्य चक्र एक प्रमुख डिजाइन प्यारामिटर हो। यसले प्रदर्शन आउटपुट मात्र नभई प्रणालीको दीर्घकालीन स्थिरता र विश्वसनीयतालाई पनि असर गर्छ। भविष्यको लेजर विकास र प्रयोगमा, प्रणाली दक्षता बढाउन र नवीनता सक्षम पार्न कर्तव्य चक्रको सटीक नियन्त्रण र लचिलो प्रयोग महत्त्वपूर्ण हुनेछ।
यदि तपाईंसँग लेजर प्यारामिटर डिजाइन वा अनुप्रयोगहरूको बारेमा थप प्रश्नहरू छन् भने, हामीलाई सम्पर्क गर्न वा टिप्पणी छोड्न नहिचकिचाउनुहोस्। हामी मद्दत गर्न यहाँ छौं!
पोस्ट समय: जुलाई-०९-२०२५