የሌዘር ባር አወቃቀርን ይፋ ማድረግ፡- ከፍተኛ ኃይል ካላቸው ሌዘሮች ጀርባ ያለው “ማይክሮ አሬይ ሞተር”

በከፍተኛ ኃይል ባላቸው ሌዘሮች መስክ፣ የሌዘር አሞሌዎች አስፈላጊ የሆኑ ዋና ዋና ክፍሎች ናቸው። እንደ መሰረታዊ የኃይል ውፅዓት አሃዶች ብቻ ሳይሆን የዘመናዊ ኦፕቶኤሌክትሮኒክ ምህንድስና ትክክለኛነትን እና ውህደትን ያካትታሉ።—የሌዘር ስርዓቶችን "ሞተር" የሚል ቅጽል ስም አስገኝቶላቸዋል። ነገር ግን የሌዘር ባር አወቃቀር በትክክል ምንድን ነው፣ እና ከጥቂት ሚሊሜትር ብቻ በአስር ወይም በመቶዎች የሚቆጠሩ ዋት ውጤቶችን እንዴት ያቀርባል? ይህ ጽሑፍ በሌዘር አሞሌዎች ጀርባ ያለውን ውስጣዊ አርክቴክቸር እና የምህንድስና ሚስጥሮችን ይዳስሳል።

1. የሌዘር ባር ምንድን ነው?

የሌዘር ባር በአንድ ንጣፍ ላይ በጎን የተደረደሩ በርካታ የሌዘር ዳዮድ ቺፖችን ያቀፈ ከፍተኛ ኃይል የሚያመነጭ መሳሪያ ነው። የአሠራር መርህ ከአንድ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ጋር ተመሳሳይ ቢሆንም፣ የሌዘር ባር ከፍተኛ የኦፕቲካል ኃይል እና የበለጠ የታመቀ የቅርጽ ሁኔታ ለማግኘት ባለብዙ-ኢምተር አቀማመጥ ይጠቀማል።

የሌዘር አሞሌዎች በኢንዱስትሪ፣ በሕክምና፣ በሳይንሳዊ እና በመከላከያ ዘርፎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ ወይ እንደ ቀጥተኛ የሌዘር ምንጮች ወይም ለፋይበር ሌዘር እና ለሶልድ-ስቴት ሌዘር እንደ ፓምፕ ምንጮች።

2. የሌዘር ባር መዋቅራዊ ቅንብር

የሌዘር ባር ውስጣዊ መዋቅር አፈፃፀሙን በቀጥታ ይወስናል። በዋናነት የሚከተሉትን ዋና ዋና ክፍሎች ያቀፈ ነው፡

①አመላካቾች አደራደር

የሌዘር አሞሌዎች በተለምዶ ከ10 እስከ 100 የሚደርሱ አመንጪዎችን (የሌዘር ክፍተቶች) ጎን ለጎን የተደረደሩ ናቸው። እያንዳንዱ አመንጪ 50 አካባቢ ነው።-150μስፋት ያለው ሲሆን እንደ ገለልተኛ የጌይን ክልል ሆኖ ያገለግላል፣ የፒኤን መጋጠሚያ፣ የሬዞናንት ዋሻ እና የሌዘር ብርሃን ለማመንጨት እና ለማመንጨት የሞገድ መሪ መዋቅር አለው። ሁሉም አመንጪዎች ተመሳሳይ ንጣፍ ቢጋሩም፣ ብዙውን ጊዜ በኤሌክትሪክ በትይዩ ወይም በዞኖች ይንቀሳቀሳሉ።

②የሴሚኮንዳክተር ንብርብር መዋቅር

በሌዘር አሞሌው እምብርት ላይ የሴሚኮንዳክተር ንብርብሮች ክምችት አለ፣ ከእነዚህም ውስጥ የሚከተሉት ይገኙበታል፡

- የP-type እና N-type epitaxial ንብርብሮች (የPN መጋጠሚያ የሚፈጥሩ)

- ንቁ ንብርብር (ለምሳሌ፣ የኳንተም ጉድጓድ መዋቅር)፣ ይህም የተነቃቃ ልቀት ይፈጥራል

- የሞገድ መመሪያ ንብርብር፣ በጎን እና በአቀባዊ አቅጣጫዎች የሞድ ቁጥጥርን ያረጋግጣል

- የሌዘር አቅጣጫዊ ውጤትን የሚያሻሽሉ የብራግ አንጸባራቂዎች ወይም የHR/AR ሽፋኖች

③የንዑስ ክፍል እና የሙቀት አስተዳደር መዋቅር

አመንጪዎቹ የሚበቅሉት ሞኖሊቲክ ሴሚኮንዳክተር ንጣፍ (በተለምዶ GaAs) ላይ ነው። ውጤታማ የሙቀት ስርጭት እንዲኖር፣ የሌዘር አሞሌው እንደ መዳብ፣ W-Cu ቅይጥ ወይም CVD አልማዝ ባሉ ከፍተኛ-ኮንዳክቲቭ ንዑስ ማውንቶች ላይ ተሽጦ ከሙቀት ማጠቢያዎች እና ንቁ የማቀዝቀዣ ስርዓቶች ጋር ተጣምሯል።

④የልቀት ወለል እና የኮሊሜሽን ስርዓት

የሚወጡት ጨረሮች ሰፊ የመለየት ማዕዘኖች በመኖራቸው፣ የሌዘር አሞሌዎች በተለምዶ ለማጣመር እና ለጨረር ቅርጽ ለመስጠት ማይክሮ-ሌንስ አደራደሮች (FAC/SAC) የተገጠሙ ናቸው። ለተወሰኑ አፕሊኬሽኖች፣ ተጨማሪ ኦፕቲክስ—እንደ ሲሊንደሪክ ሌንሶች ወይም ፕሪዝም ያሉ—የሩቅ መስክ ልዩነትን እና የጨረር ጥራትን ለመቆጣጠር ያገለግላሉ።

3. በአፈጻጸም ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ቁልፍ መዋቅራዊ ምክንያቶች

የሌዘር ባር አወቃቀር መረጋጋትን፣ ቅልጥፍናን እና የአገልግሎት ህይወቱን በመወሰን ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። በርካታ ቁልፍ ገጽታዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

①የሙቀት አስተዳደር ዲዛይን

የሌዘር አሞሌዎች ከፍተኛ የኃይል ጥግግት እና የተከማቸ ሙቀት አላቸው። ዝቅተኛ የሙቀት መቋቋም አስፈላጊ ነው፣ ይህም በAuSn ብየዳ ወይም በኢንዲየም ትስስር አማካኝነት የሚገኝ ሲሆን ለተለመደ የሙቀት ስርጭት ከማይክሮቻናል ማቀዝቀዣ ጋር ተጣምሮ።

②የጨረር ቅርጽ እና አሰላለፍ

ብዙ አመንጪዎች ብዙውን ጊዜ ደካማ ወጥነት እና የሞገድ ፊት ለፊት አለመመጣጠን ይሰቃያሉ። የሌንስ ትክክለኛ ዲዛይን እና አሰላለፍ የሩቅ መስክ ጨረር ጥራትን ለማሻሻል ወሳኝ ናቸው።

③የጭንቀት ቁጥጥር እና አስተማማኝነት

በሙቀት ማስፋፊያ ኮፊሸንት ውስጥ ያሉ የቁሳቁስ አለመጣጣሞች ወደ መዛባቶች ወይም ማይክሮክራክቶች ሊያመሩ ይችላሉ። ማሸጊያው ሜካኒካል ውጥረትን በእኩል ለማሰራጨት እና የሙቀት ዑደትን ሳይበላሽ ለመቋቋም የተነደፈ መሆን አለበት።

4. በሌዘር ባር ዲዛይን ውስጥ የወደፊት አዝማሚያዎች

ለከፍተኛ ኃይል፣ ለአነስተኛ መጠን እና ለከፍተኛ አስተማማኝነት ያለው ፍላጎት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የሌዘር ባር መዋቅሮች መሻሻላቸውን ቀጥለዋል። ቁልፍ የልማት አቅጣጫዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

①የሞገድ ርዝመት መስፋፋት፡ ወደ 1.5 የሚዘልቅμm እና መካከለኛ-ኢንፍራሬድ ባንዶች

②አነስተኛነት፡- በታመቁ መሳሪያዎች እና በከፍተኛ ደረጃ በተዋሃዱ ሞጁሎች ውስጥ መጠቀምን ማንቃት

③ስማርት ማሸጊያ፡ የሙቀት ዳሳሾችን እና የሁኔታ ግብረመልስ ስርዓቶችን ማካተት

④ከፍተኛ-ጥግነት መደራረብ፡- በታመቀ አሻራ ውስጥ የኪሎዋት-ደረጃ ውጤት ለማግኘት የተደራረቡ ድርድሮች

5. መደምደሚያ

እንደ"ልብ"ከፍተኛ ኃይል ባላቸው የሌዘር ስርዓቶች ውስጥ፣ የሌዘር አሞሌዎች መዋቅራዊ ዲዛይን በቀጥታ የአጠቃላይ ስርዓቱን የኦፕቲካል፣ የኤሌክትሪክ እና የሙቀት አፈፃፀም ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በደርዘን የሚቆጠሩ አመንጪዎችን ወደ ሚሊሜትር ስፋት ባለው መዋቅር ውስጥ ማዋሃድ የላቁ የቁሳቁስ እና የማምረቻ ቴክኒኮችን ብቻ ሳይሆን በዛሬው ጊዜ ያለውን ከፍተኛ የውህደት ደረጃንም ይወክላል።'የፎቶኒክስ ኢንዱስትሪ።

ወደፊት ስንመለከት፣ ቀልጣፋና አስተማማኝ የሌዘር ምንጮች ፍላጎት እየጨመረ ሲሄድ፣ በሌዘር ባር መዋቅር ውስጥ ያሉ ፈጠራዎች የሌዘር ኢንዱስትሪን ወደ አዲስ ከፍታ ለማድረስ ቁልፍ አንቀሳቃሽ ሆነው ይቀጥላሉ።

እርስዎ ከሆኑ'በሌዘር ባር ማሸጊያ፣ በሙቀት አስተዳደር ወይም በምርት ምርጫ ላይ የባለሙያ ድጋፍ እየፈለጉ ከሆነ እኛን ለማነጋገር ነፃነት ይሰማዎ።'ከእርስዎ የተወሰኑ የመተግበሪያ ፍላጎቶች ጋር የሚስማሙ ብጁ መፍትሄዎችን ለማቅረብ እዚህ መጥተዋል።