कल्पना कीजिए कि अंतरिक्ष की विशालता से पृथ्वी के वायुमंडल के माध्यम से एक सटीक लेजर बीम छेद रहा है, हवा के क्षेत्र में सूक्ष्म भिन्नताओं का पता लगा रहा है।यह भविष्यवादी तकनीक एक महत्वपूर्ण घटक पर निर्भर करती हैहालांकि, वर्तमान एलडीए प्रौद्योगिकी को विश्वसनीयता, जीवन काल और दक्षता में महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।विशेष रूप से जब 2 माइक्रोन ठोस-राज्य सुसंगत लेजर के लिए पंप स्रोतों के रूप में सेवा.
लेजर डायोड सरणी डायोड पंप किए गए ठोस अवस्था वाले लेजर प्रणालियों का मूल है, और उनका प्रदर्शन सीधे समग्र प्रणाली की क्षमताओं को निर्धारित करता है।एलडीए ठोस अवस्था वाले लेजर मीडिया को ऊर्जा प्रदान करते हैं, उच्च स्थानिक और वर्णक्रमीय गुणवत्ता के साथ सुसंगत लेजर बीम उत्पन्न करता है। ठोस-राज्य लेजरों का डिजाइन और लेजर सामग्री की विशेषताएं ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य, धड़कन अवधि,और लेजर डायोड की शक्ति आवश्यकताएं.
व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले 1-माइक्रोन लेजर की तुलना में, उच्च-इंपल्स-ऊर्जा 2-माइक्रोन ठोस-राज्य लेजर अपनी पंपिंग आवश्यकताओं में काफी अधिक चुनौतियां पेश करते हैं।वैश्विक अंतरिक्ष आधारित पवन प्रोफाइलिंग और विमानों के दूरस्थ स्पष्ट-हवा उथल-पुथल का पता लगाने जैसे अनुप्रयोगों की विश्वसनीयता और जीवन काल की मांग वर्तमान एलडीए क्षमताओं से बहुत अधिक है.
हाल ही में उच्च-पल्स-पीक-पावर क्वासी-कंटीन्यूइज-वेव एलडीए में प्रगति हुई है।इन घटनाक्रमों के बावजूद, अंतरिक्ष आधारित और हवाई सुसंगत लीडर आवश्यकताओं को पूरा करने वाले एलडीए अभी भी जीवनकाल और विश्वसनीयता के मुद्दों का सामना करते हैं।
मध्यम से उच्च पल्स ऊर्जा वाले 2-माइक्रोन सॉलिड-स्टेट लेजर के लिए 792 नैनोमीटर पर 1 मिलीसेकंड की न्यूनतम पल्स अवधि के साथ उच्च शक्ति वाले क्वासी-सीडब्ल्यू एलडीए की आवश्यकता होती है।यह अपेक्षाकृत लंबी पल्स अवधि सीमित सरणी जीवनकाल के लिए महत्वपूर्ण रूप से योगदान देता है, क्योंकि यह लेजर डायोड के सक्रिय क्षेत्रों को उच्च तापमान और गंभीर थर्मल साइकिल के अधीन करता है। सक्रिय क्षेत्र में थर्मल साइकिल को तेजी से एलडीए पावर गिरावट का प्राथमिक कारण माना जाता है,जबकि अत्यधिक तापमान वृद्धि से शीघ्र विफलता होती है.
धड़कनों के दौरान अत्यधिक तापमान वृद्धि स्थानीय ताप और बारों, सब्सट्रेट,और बंधन सामग्रीजबकि सावधानीपूर्वक लेजर हेड डिजाइन गर्मी अपव्यय में सुधार करके और अधिकतम रेटिंग से बहुत नीचे काम करने वाले डायोड द्वारा थर्मल गिरावट को कम कर सकता है, अधिक व्यापक समाधानों की आवश्यकता है।
एलडीए के प्रदर्शन की गहन जांच के लिए एक विशेष लेजर डायोड एरे विशेषता मंच (एलडीसीएफ) विकसित किया गया है। मंच में दो प्रमुख माप स्टेशन शामिल हैंः
एलडीए के जीवनकाल और दक्षता को बढ़ाने के लिए, छह 100W उत्सर्जक सलाखों को शामिल करते हुए एक कस्टम डिजाइन पैकेज विकसित किया गया था।यह प्रयोगात्मक एलडीए पारंपरिक बीओओ सब्सट्रेट और तांबे के हीट स्प्रेडर के बजाय हीरे के सब्सट्रेट और हीट स्प्रेडर का उपयोग करता है, सक्रिय क्षेत्र से गर्मी के अपव्यय में काफी सुधार।
थर्मल प्रदर्शन का मूल्यांकन 80A निरंतर धारा और 10Hz दोहराव दर पर एरे को संचालित करके किया गया जबकि विभिन्न पल्स चौड़ाई में आउटपुट तरंग दैर्ध्य और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक दक्षता को मापा गया।तुलनात्मक विश्लेषण से पता चला कि हीरे आधारित पैकेज में कम थर्मल प्रतिरोध का प्रदर्शन किया गया, जो बेहतर गर्मी अपव्यय को दर्शाता है जो परिचालन जीवनकाल को काफी बढ़ा सकता है।
उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड सरणी 2-माइक्रोन ठोस-राज्य सुसंगत लेजर के लिए महत्वपूर्ण घटक बने हुए हैं, उनके प्रदर्शन का समग्र प्रणाली क्षमताओं पर सीधा प्रभाव पड़ता है।चल रहे शोध में पैकेज डिजाइनों को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है, थर्मल सामग्रियों में सुधार करना और उन्नत लीडर अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए नई लेजर डायोड संरचनाओं का अन्वेषण करना।
निरंतर नवाचार के माध्यम से, शोधकर्ताओं का उद्देश्य वर्तमान सीमाओं को दूर करना है।अंतरिक्ष आधारित पवन क्षेत्र मानचित्रण और वायुमंडलीय निगरानी सहित महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में 2-माइक्रोन ठोस-राज्य सुसंगत लेजर की व्यापक तैनाती को सक्षम करना.
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