ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು: ಸಣ್ಣ ನಿಯತಾಂಕದ ಹಿಂದಿನ ದೊಡ್ಡ ಅರ್ಥ.

ಆಧುನಿಕ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ಸಾಂದ್ರ ರಚನೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಎದ್ದು ಕಾಣುತ್ತವೆ. ಸಂವಹನ, ಆರೋಗ್ಯ ರಕ್ಷಣೆ, ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಸಂವೇದನೆ/ಶ್ರೇಣಿಯಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅವು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುವಾಗ, ಸರಳವೆಂದು ತೋರುವ ಆದರೆ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾದ ನಿಯತಾಂಕವಾದ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಡೆಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ, ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ, ಪರಿಣಾಮಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಹತ್ವವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರ ಎಂದರೇನು?

ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ಆಯಾಮವಿಲ್ಲದ ಅನುಪಾತವಾಗಿದ್ದು, ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಸಂಕೇತದ ಒಂದು ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ "ಆನ್" ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸಮಯದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶೇಕಡಾವಾರು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂತ್ರ: ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರ=(ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ/ನಾಡಿ ಅವಧಿ) × 100%. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಲೇಸರ್ ಪ್ರತಿ 10 ಮೈಕ್ರೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಗೆ 1-ಮೈಕ್ರೋಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊರಸೂಸಿದರೆ, ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು: (1 μs/10 μs)×100%=10%.

2. ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರ ಏಕೆ ಮುಖ್ಯ?

ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಅನುಪಾತವಾಗಿದ್ದರೂ, ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ಲೇಸರ್‌ನ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆ, ಜೀವಿತಾವಧಿ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅದರ ಮಹತ್ವವನ್ನು ವಿಭಜಿಸೋಣ:

① ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಜೀವಿತಾವಧಿ

ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನದ ಪಲ್ಸ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ನಡುವೆ ದೀರ್ಘ "ಆಫ್" ಸಮಯಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದರಿಂದ ಉಷ್ಣ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು.

② ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಇಂಟೆನ್ಸಿಟಿ ಕಂಟ್ರೋಲ್

ಹೆಚ್ಚಿನ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸರಾಸರಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಸರಾಸರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ ಅನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದರಿಂದ ಪೀಕ್ ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸದೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಶ್ರುತಿಗೊಳಿಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

③ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು LiDAR ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಯೋಜನೆಗಳ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ, ಸರಿಯಾದ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವುದರಿಂದ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪತ್ತೆ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಳತೆಯ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಎರಡನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

3. ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

① ಲಿಡಾರ್ (ಲೇಸರ್ ಪತ್ತೆ ಮತ್ತು ಶ್ರೇಣಿ)

1535nm ಲೇಸರ್ ರೇಂಜ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ದೀರ್ಘ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಪತ್ತೆ ಮತ್ತು ಕಣ್ಣಿನ ಸುರಕ್ಷತೆ ಎರಡನ್ನೂ ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಡಿಮೆ-ಕರ್ತವ್ಯ-ಚಕ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪೀಕ್ ಪಲ್ಸ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.1% ಮತ್ತು 1% ರ ನಡುವೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸುರಕ್ಷಿತ, ತಂಪಾದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೀಕ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

② ವೈದ್ಯಕೀಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು

ಚರ್ಮರೋಗ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳು ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯಂತಹ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯ ಚಕ್ರಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಮತ್ತು ಚಿಕಿತ್ಸಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯ ಚಕ್ರವು ನಿರಂತರ ತಾಪನವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಕಾರ್ಯ ಚಕ್ರವು ತ್ವರಿತ ಪಲ್ಸ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.

③ ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ

ಲೇಸರ್ ಗುರುತು ಮತ್ತು ವೆಲ್ಡಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ಹೇಗೆ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಕೆತ್ತನೆಯ ಆಳ ಮತ್ತು ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ನುಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ.

4. ಸರಿಯಾದ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು?

ಸೂಕ್ತ ಕಾರ್ಯ ಚಕ್ರವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ:

① (ಓದಿ)ಕಡಿಮೆ ಸುಂಕದ ಚಕ್ರ (<10%)

ರೇಂಡಿಂಗ್ ಅಥವಾ ನಿಖರ ಗುರುತು ಮಾಡುವಿಕೆಯಂತಹ ಹೈ-ಪೀಕ್, ಶಾರ್ಟ್-ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

② (ಮಾಹಿತಿ)ಮಧ್ಯಮ ಸುಂಕ ಚಕ್ರ (10%–50%)

ಹೆಚ್ಚಿನ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

③ ③ ಡೀಲರ್ಹೈ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ (>50%)

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಂಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಂವಹನಗಳಂತಹ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ನಿರಂತರ ತರಂಗ (CW) ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವುದು.

ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಇತರ ಅಂಶಗಳೆಂದರೆ ಉಷ್ಣ ಪ್ರಸರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಚಾಲಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ.

5. ತೀರ್ಮಾನ

ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೂ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವು ಪ್ರಮುಖ ವಿನ್ಯಾಸ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಭವಿಷ್ಯದ ಲೇಸರ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರದ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಬಳಕೆಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ನಾವೀನ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಲೇಸರ್ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಅಥವಾ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳ ಕುರಿತು ನಿಮಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ, ನಮ್ಮನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ಅಥವಾ ಕಾಮೆಂಟ್ ಮಾಡಲು ಮುಕ್ತವಾಗಿರಿ. ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ನಾವು ಇಲ್ಲಿದ್ದೇವೆ!