సెమీకండక్టర్ లేజర్లలో డ్యూటీ సైకిల్‌ను అర్థం చేసుకోవడం: ఒక చిన్న పరామితి వెనుక ఉన్న పెద్ద అర్థం

ఆధునిక ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ టెక్నాలజీలో, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు వాటి కాంపాక్ట్ నిర్మాణం, అధిక సామర్థ్యం మరియు వేగవంతమైన ప్రతిస్పందనతో ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి. కమ్యూనికేషన్లు, ఆరోగ్య సంరక్షణ, పారిశ్రామిక ప్రాసెసింగ్ మరియు సెన్సింగ్/రేంజింగ్ వంటి రంగాలలో అవి ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. అయితే, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల పనితీరు గురించి చర్చించేటప్పుడు, ఒక సరళమైన కానీ చాలా ముఖ్యమైన పరామితి - డ్యూటీ సైకిల్ - తరచుగా విస్మరించబడుతుంది. ఈ వ్యాసం సెమీకండక్టర్ లేజర్ వ్యవస్థలలో డ్యూటీ సైకిల్ యొక్క భావన, గణన, చిక్కులు మరియు ఆచరణాత్మక ప్రాముఖ్యతను పరిశీలిస్తుంది.

1. డ్యూటీ సైకిల్ అంటే ఏమిటి?

డ్యూటీ సైకిల్ అనేది ఒక పరిమాణం లేని నిష్పత్తి, ఇది పునరావృతమయ్యే సిగ్నల్ యొక్క ఒక పీరియడ్‌లో లేజర్ "ఆన్" స్థితిలో ఉన్న సమయ నిష్పత్తిని వివరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది సాధారణంగా శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. సూత్రం: డ్యూటీ సైకిల్=(పల్స్ వెడల్పు/పల్స్ పీరియడ్) × 100%. ఉదాహరణకు, ఒక లేజర్ ప్రతి 10 మైక్రోసెకన్లకు 1-మైక్రోసెకన్ పల్స్‌ను విడుదల చేస్తే, డ్యూటీ సైకిల్: (1 μs/10 μs)×100%=10%.

2. డ్యూటీ సైకిల్ ఎందుకు ముఖ్యమైనది?

ఇది కేవలం ఒక నిష్పత్తి అయినప్పటికీ, డ్యూటీ సైకిల్ లేజర్ యొక్క థర్మల్ నిర్వహణ, జీవితకాలం, అవుట్‌పుట్ శక్తి మరియు మొత్తం సిస్టమ్ డిజైన్‌ను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. దాని ప్రాముఖ్యతను విడదీయండి:

① థర్మల్ నిర్వహణ మరియు పరికర జీవితకాలం

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్డ్ ఆపరేషన్లలో, తక్కువ డ్యూటీ సైకిల్ అంటే పల్స్‌ల మధ్య ఎక్కువ "ఆఫ్" సమయాలు, ఇది లేజర్‌ను చల్లబరచడానికి సహాయపడుతుంది. ఇది ముఖ్యంగా అధిక-శక్తి అనువర్తనాల్లో ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ డ్యూటీ సైకిల్‌ను నియంత్రించడం వలన ఉష్ణ ఒత్తిడి తగ్గుతుంది మరియు పరికర జీవితాన్ని పొడిగించవచ్చు.

② అవుట్‌పుట్ పవర్ మరియు ఆప్టికల్ ఇంటెన్సిటీ కంట్రోల్

అధిక డ్యూటీ సైకిల్ సగటు ఆప్టికల్ అవుట్‌పుట్‌ను పెంచుతుంది, అయితే తక్కువ డ్యూటీ సైకిల్ సగటు శక్తిని తగ్గిస్తుంది. డ్యూటీ సైకిల్‌ను సర్దుబాటు చేయడం వలన పీక్ డ్రైవ్ కరెంట్‌ను మార్చకుండా అవుట్‌పుట్ ఎనర్జీని చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

③ సిస్టమ్ రెస్పాన్స్ మరియు సిగ్నల్ మాడ్యులేషన్

ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు LiDAR వ్యవస్థలలో, డ్యూటీ సైకిల్ ప్రతిస్పందన సమయం మరియు మాడ్యులేషన్ పథకాలను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, పల్స్డ్ లేజర్ రేంజ్‌లో, సరైన డ్యూటీ సైకిల్‌ను సెట్ చేయడం వల్ల ఎకో సిగ్నల్ డిటెక్షన్ మెరుగుపడుతుంది, కొలత ఖచ్చితత్వం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ రెండింటినీ పెంచుతుంది.

3. డ్యూటీ సైకిల్ యొక్క అప్లికేషన్ ఉదాహరణలు

① లిడార్ (లేజర్ డిటెక్షన్ మరియు రేంజింగ్)

1535nm లేజర్ రేంజింగ్ మాడ్యూల్స్‌లో, తక్కువ-డ్యూటీ-సైకిల్, హై-పీక్ పల్స్ కాన్ఫిగరేషన్ సాధారణంగా లాంగ్-రేంజ్ డిటెక్షన్ మరియు కంటి భద్రత రెండింటినీ నిర్ధారించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. డ్యూటీ సైకిల్స్ తరచుగా 0.1% మరియు 1% మధ్య నియంత్రించబడతాయి, సురక్షితమైన, కూల్ ఆపరేషన్‌తో హై పీక్ పవర్‌ను బ్యాలెన్స్ చేస్తాయి.

② మెడికల్ లేజర్‌లు

చర్మసంబంధ చికిత్సలు లేదా లేజర్ సర్జరీ వంటి అనువర్తనాల్లో, వేర్వేరు డ్యూటీ సైకిల్స్ వేర్వేరు థర్మల్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు చికిత్సా ఫలితాలకు దారితీస్తాయి. అధిక డ్యూటీ సైకిల్ స్థిరమైన వేడిని కలిగిస్తుంది, అయితే తక్కువ డ్యూటీ సైకిల్ తక్షణ పల్స్ అబ్లేషన్‌కు మద్దతు ఇస్తుంది.

③ ఇండస్ట్రియల్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్

లేజర్ మార్కింగ్ మరియు వెల్డింగ్‌లో, పదార్థాలలో శక్తి ఎలా జమ అవుతుందో విధి చక్రం ప్రభావితం చేస్తుంది. చెక్కే లోతు మరియు వెల్డింగ్ చొచ్చుకుపోవడాన్ని నియంత్రించడానికి విధి చక్రాన్ని సర్దుబాటు చేయడం కీలకం.

4. సరైన డ్యూటీ సైకిల్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి?

సరైన విధి చక్రం నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ మరియు లేజర్ లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

① (ఆంగ్లం)తక్కువ డ్యూటీ సైకిల్ (<10%)

రేంజింగ్ లేదా ప్రెసిషన్ మార్కింగ్ వంటి హై-పీక్, షార్ట్-పల్స్ అప్లికేషన్లకు అనువైనది.

② (ఐదులు)మీడియం డ్యూటీ సైకిల్ (10%–50%)

అధిక-పునరావృత పల్సెడ్ లేజర్ వ్యవస్థలకు అనుకూలం.

③ ③ లుహై డ్యూటీ సైకిల్ (>50%)

ఆప్టికల్ పంపింగ్ మరియు కమ్యూనికేషన్స్ వంటి అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించే నిరంతర తరంగ (CW) ఆపరేషన్‌ను చేరుకోవడం.

పరిగణించవలసిన ఇతర అంశాలు థర్మల్ డిస్సిపేషన్ సామర్థ్యం, ​​డ్రైవర్ సర్క్యూట్ పనితీరు మరియు లేజర్ యొక్క థర్మల్ స్టెబిలిటీ.

5. ముగింపు

చిన్నదే అయినప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ లేజర్ వ్యవస్థలలో డ్యూటీ సైకిల్ ఒక కీలకమైన డిజైన్ పరామితి. ఇది పనితీరు అవుట్‌పుట్‌ను మాత్రమే కాకుండా వ్యవస్థ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం మరియు విశ్వసనీయతను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. భవిష్యత్తులో లేజర్ అభివృద్ధి మరియు అప్లికేషన్‌లో, సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు ఆవిష్కరణలను ప్రారంభించడానికి డ్యూటీ సైకిల్ యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ మరియు సౌకర్యవంతమైన ఉపయోగం చాలా కీలకం.

లేజర్ పారామీటర్ డిజైన్ లేదా అప్లికేషన్ల గురించి మీకు మరిన్ని ప్రశ్నలు ఉంటే, సంకోచించకండి లేదా వ్యాఖ్యానించండి. మేము సహాయం చేయడానికి ఇక్కడ ఉన్నాము!