ניו-טק מגזין | יולי 2025 | המהדורה הדיגיטלית

ד"ר עופר אלוף, בית הספר להנדסת חשמל ומחשבים, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב » סוגי מעגלי ומערכות לייזר הפותחים את השער ליישומים מדעיים יעילים

מתרחש פליטה מאולצת. חלל הלייזר מורכב ממוליך גל שתחום בשני קצותיו במראה. המעגל השקול השלם של דיודת הלייזר מחולק לשני חלקים. החלק הראשון מייצג את המעגל החשמלי הפנימי של שבב הלייזר. החלק השני הוא המעגל החשמלי של המארז, כולל הרכיבים הפרזיטיים העיקריים. הרכיבים של המעגל השקול הפנימי של הלייזר נגזרים ממשוואות קצב מצומדות שמתארות את הקשר ההדדי בין נשאי המטען המוזרקים לבין צפיפות הפוטונים באזור הפעיל של דיודת הלייזר. אנו מגדירים את ההשפעות הפרזיטיות של תהליך הפליטה המאולצת כתקופת השהיה. משוואות הקצב הדיפרנציאליות המצומדות עם השהיה עבור מצב יחיד של דיודת הלייזר נתונות על ידי משוואות DDEs – Delay דיפרנציאליות עם השהיה ( .) 1 ) (ראה משוואה Differential Equations מוגדר כמשתנה צפיפות הפוטונים. N ph כאשר q אחר הוא צפיפות האלקטרונים, N e משתנה הוא d הוא המטען החשמלי של אלקטרון, הוא שטח פס המגע a עובי האזור הפעיל, היא N om הוא הזרם המוזרק, I של הדיודה, צפיפות האלקטרונים המינימלית הדרושה הוא קבוע הקשור A לקבלת הגבר חיובי,

על ידי שימוש בלייזר פיקושנייה או פמטושנייה, ניתן להשיג צפיפות הספק שיא גבוהה מאוד. סוגי לייזר אלו יכולים לשמש לעיבוד חומרים שקופים בדרך כלל, כמו סיליקה או ספיר. ספיגה לא ליניארית מאפשרת לאור אינטראקציה עם חומרים שקופים, וגורמת לחימום ואידוי חזקים מאוד וממוקדים. עוצמת תהליך האידוי של הלייזר גורמת לכך שהתהליך יפיק מעט מאוד פסולת. לייזר וואט 10 15 בעוצמה גבוהה פטה-וואט, כולל מערכות בקרה בזמן אמת ומערכות תזמון מדויקות ברמת הפמטושנייה. ניתן לסנכרן את פעולת הלייזרים עם שעון קרן מסוים ולקבל מערכת מתיחת דופק רחבת-ספקטרום עם דחיסת דופק. p - n דיודות לייזר מורכבות מדיודה מסוג עם אזור פעיל שבו אלקטרונים וחורים מתאחדים וכתוצאה מכך נפלט אור. . מעגלי דיודת לייזר 1 יודה לייזר מורכבת מדיודה מסוג ד עם אזור פעיל שבו אלקטרונים p - n וחורים מתאחדים וכתוצאה מכך נפלט אור. דיודת הלייזר מכילה חלל אופטי שבו

הקדמה מעגלים ומערכות לייזר מגיעים במבנים טופולוגיים רבים וכוללים יישומים ייחודיים רבים אשר עונים על מאפיינים מדעיים והנדסיים מסוימים. הסוגים העיקריים של לייזרים מסווגים לפי תווך הלייזר, וכוללים: דיודת לייזר (לייזר מוליך למחצה), לייזר טיטניום-ספיר ) לייזר תעלה-יון ולייזר Ti : Sapphire ( באורך גל ארוך, לייזר במצב מוצק, לייזר Q - switched , לייזר מיקרו שבב Nd : YAG בתחום התת-אדום האמצעי, לייזר גז, לייזר באורך גל כפול, לייזר הליום-נאון, לייזר פחמן דו-חמצני, לייזר אדי מתכת, לייזר יוני גז אציל, לייזר אקסימר, לייזר כימי, ולייזר דינמי-גזי פחמן דו-חמצני. בנוסף, קיימים לייזר צבע, לייזר אלקטרון ולייזר קוונטי X ) ,לייזר קרני FEL חופשי ( מסוג קסקדה, לייזר עופרת-מלחים, לייזר אנטימוניד ולייזר פמטושנייה. מערכת עיבוד מיקרו בלייזר פמטושנייה משמשת לעיבוד אולטרה-מהיר. לעיתים במשך הדופק ביחס 20 קיצור של פי למערכת פיקושנייה נותן יתרונות מבחינת האינטראקציה עם החומר.

New-Tech Magazine l 38