സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകളിലെ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ മനസ്സിലാക്കൽ: ഒരു ചെറിയ പാരാമീറ്ററിന് പിന്നിലെ വലിയ അർത്ഥം.

ആധുനിക ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾ അവയുടെ ഒതുക്കമുള്ള ഘടന, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണം എന്നിവയാൽ വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു. ആശയവിനിമയം, ആരോഗ്യ സംരക്ഷണം, വ്യാവസായിക പ്രോസസ്സിംഗ്, സെൻസിംഗ്/റേഞ്ചിംഗ് തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ അവ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകളുടെ പ്രകടനത്തെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുമ്പോൾ, ലളിതവും എന്നാൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ടതുമായ ഒരു പാരാമീറ്റർ - ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ - പലപ്പോഴും അവഗണിക്കപ്പെടുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളിന്റെ ആശയം, കണക്കുകൂട്ടൽ, പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ, പ്രായോഗിക പ്രാധാന്യം എന്നിവയെക്കുറിച്ച് ഈ ലേഖനം ആഴത്തിൽ പരിശോധിക്കുന്നു.

1. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ എന്താണ്?

ആവർത്തിച്ചുള്ള സിഗ്നലിന്റെ ഒരു പിരീഡിനുള്ളിൽ ലേസർ "ഓൺ" അവസ്ഥയിലായിരിക്കുന്ന സമയത്തിന്റെ അനുപാതത്തെ വിവരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അളവില്ലാത്ത അനുപാതമാണ് ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ. ഇത് സാധാരണയായി ഒരു ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഫോർമുല ഇതാണ്: ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ=(പൾസ് വീതി/പൾസ് പിരീഡ്) × 100%. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ലേസർ ഓരോ 10 മൈക്രോസെക്കൻഡിലും 1-മൈക്രോസെക്കൻഡ് പൾസ് പുറപ്പെടുവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ഇതാണ്: (1 μs/10 μs)×100%=10%.

2. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ പ്രധാനമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

ഇത് വെറുമൊരു അനുപാതമാണെങ്കിലും, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ലേസറിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റ്, ആയുസ്സ്, ഔട്ട്പുട്ട് പവർ, മൊത്തത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം ഡിസൈൻ എന്നിവയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. അതിന്റെ പ്രാധാന്യം നമുക്ക് വിശകലനം ചെയ്യാം:

① തെർമൽ മാനേജ്മെന്റും ഉപകരണ ആയുസ്സും

ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പൾസ്ഡ് പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, കുറഞ്ഞ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ എന്നാൽ പൾസുകൾക്കിടയിൽ കൂടുതൽ "ഓഫ്" സമയങ്ങൾ എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്, ഇത് ലേസർ തണുപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും പ്രയോജനകരമാണ്, കാരണം ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് താപ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുകയും ഉപകരണത്തിന്റെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

② ഔട്ട്പുട്ട് പവറും ഒപ്റ്റിക്കൽ തീവ്രത നിയന്ത്രണവും

ഉയർന്ന ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ശരാശരി ഒപ്റ്റിക്കൽ ഔട്ട്‌പുട്ട് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ശരാശരി പവർ കുറയ്ക്കുന്നു. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ക്രമീകരിക്കുന്നത് പീക്ക് ഡ്രൈവ് കറന്റ് മാറ്റാതെ ഔട്ട്‌പുട്ട് എനർജിയുടെ മികച്ച ട്യൂണിംഗ് നടത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു.

③ സിസ്റ്റം പ്രതികരണവും സിഗ്നൽ മോഡുലേഷനും

ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനിലും LiDAR സിസ്റ്റങ്ങളിലും, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ പ്രതികരണ സമയത്തെയും മോഡുലേഷൻ സ്കീമുകളെയും നേരിട്ട് സ്വാധീനിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പൾസ്ഡ് ലേസർ റേഞ്ചിംഗിൽ, ശരിയായ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ സജ്ജീകരിക്കുന്നത് എക്കോ സിഗ്നൽ കണ്ടെത്തൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് അളവെടുപ്പ് കൃത്യതയും ആവൃത്തിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

3. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉദാഹരണങ്ങൾ

① ലിഡാർ (ലേസർ ഡിറ്റക്ഷൻ ആൻഡ് റേഞ്ചിംഗ്)

1535nm ലേസർ റേഞ്ചിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളിൽ, ദീർഘദൂര കണ്ടെത്തലും കണ്ണിന്റെ സുരക്ഷയും ഉറപ്പാക്കാൻ സാധാരണയായി ഒരു ലോ-ഡ്യൂട്ടി-സൈക്കിൾ, ഹൈ-പീക്ക് പൾസ് കോൺഫിഗറേഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളുകൾ പലപ്പോഴും 0.1% നും 1% നും ഇടയിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു, ഉയർന്ന പീക്ക് പവർ സുരക്ഷിതവും തണുത്തതുമായ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ സന്തുലിതമാക്കുന്നു.

② മെഡിക്കൽ ലേസറുകൾ

ഡെർമറ്റോളജിക്കൽ ചികിത്സകൾ അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ സർജറി പോലുള്ള പ്രയോഗങ്ങളിൽ, വ്യത്യസ്ത ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളുകൾ വ്യത്യസ്ത താപ പ്രഭാവങ്ങൾക്കും ചികിത്സാ ഫലങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു. ഉയർന്ന ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ സ്ഥിരമായ ചൂടാക്കലിന് കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ തൽക്ഷണ പൾസ്ഡ് അബ്ലേഷനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

③ വ്യാവസായിക മെറ്റീരിയൽ സംസ്കരണം

ലേസർ മാർക്കിംഗിലും വെൽഡിങ്ങിലും, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ വസ്തുക്കളിലേക്ക് ഊർജ്ജം എങ്ങനെ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതിനെ ബാധിക്കുന്നു. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ ക്രമീകരിക്കുന്നത് കൊത്തുപണിയുടെ ആഴവും വെൽഡിംഗ് നുഴഞ്ഞുകയറ്റവും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് പ്രധാനമാണ്.

4. ശരിയായ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം?

ഒപ്റ്റിമൽ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷനെയും ലേസർ സവിശേഷതകളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു:

① (ഓഡിയോ)ലോ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ (<10%)

റേഞ്ചിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ പ്രിസിഷൻ മാർക്കിംഗ് പോലുള്ള ഹൈ-പീക്ക്, ഷോർട്ട്-പൾസ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യം.

② (ഓഡിയോ)മീഡിയം ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ (10%–50%)

ഉയർന്ന ആവർത്തന പൾസ്ഡ് ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യം.

③ ③ മിനിമംഹൈ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ (>50%)

ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗ്, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ് തുടങ്ങിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന തുടർച്ചയായ തരംഗ (CW) പ്രവർത്തനത്തെ സമീപിക്കുന്നു.

പരിഗണിക്കേണ്ട മറ്റ് ഘടകങ്ങളിൽ താപ വിസർജ്ജന ശേഷി, ഡ്രൈവർ സർക്യൂട്ട് പ്രകടനം, ലേസറിന്റെ താപ സ്ഥിരത എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

5. ഉപസംഹാരം

ചെറുതാണെങ്കിലും, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ഒരു പ്രധാന ഡിസൈൻ പാരാമീറ്ററാണ് ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ. ഇത് പ്രകടന ഔട്ട്‌പുട്ടിനെ മാത്രമല്ല, സിസ്റ്റത്തിന്റെ ദീർഘകാല സ്ഥിരതയെയും വിശ്വാസ്യതയെയും ബാധിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ ലേസർ വികസനത്തിലും പ്രയോഗത്തിലും, സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും നവീകരണം പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിനും ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളിന്റെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണവും വഴക്കമുള്ള ഉപയോഗവും നിർണായകമാകും.

ലേസർ പാരാമീറ്റർ രൂപകൽപ്പനയെക്കുറിച്ചോ ആപ്ലിക്കേഷനുകളെക്കുറിച്ചോ നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ ചോദ്യങ്ങളുണ്ടെങ്കിൽ, ബന്ധപ്പെടാൻ മടിക്കേണ്ടതില്ല അല്ലെങ്കിൽ ഒരു അഭിപ്രായം ഇടുക. സഹായിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഇവിടെയുണ്ട്!