ملخص بسيط عن ليزر اشباه الموصلات

[المهندسه86]

السلام عليكم ....
تختلف ليزرات أنصاف النواقل عن ليزرات الحالة الصلبة الإعتيادية في طريقة الضخ الطاقي و في احتوائها على حزم عريضة من مستويات الطاقة بدلا من المستويات المفردة التي تحدث بينها الإنتقالات التي تشارك في عملية الإنبعاث الليزري، حيث تحتوي كل حزمة على عدد كبير من المستويات الطاقية المتقاربة و التي لا يقترن وجودها بذرات معينة و إنما تشترك فيها المادة البلورية كلا و يكون ازدياد قيمة عامل الكسب الضوئي متعلقا بمقدار التيار الذي يمر عبر وصلة الوسط شبه الموصل. إن ليزر أشباه الموصلات ( ديود الليزر) هو ليزر من مادة شبه موصلة تتميز بأنها ذات فجوة حزمية مباشرة و أكثر أنواعه شيوعا هو ديود زرنيخ الغاليوم (GaAs) الذي يصدر إشعاعا تحت أحمر بطول موجي 0.85 ميكرون .
يحدث الفعل الليزري في ديود الليزر نتيجة الإنتقال المحثوث للإلكترونات بين المستويات الإلكترونية لحزمة الوصيل(Conduction Band) و المستويات الإلكترونية لحزمة التكافؤ (Valence Band) و لذلك فإن الإنتقالات قد تحدث بين أوضاع الكترونية ذات طاقات مختلفة و ليس كالإنتقالات التي تكون بين مستويات طاقية محددة .
لقد تم اكتشاف هذا النوع من الليزر سنة 1961 وله كثير من التطبيقات العملية أهمها في حقل الإتصالات و قد استخدم أيضا في ضخ أنواع أخرى من الليزر حيث يتميز هذا النوع من الليزر(ليزر شبه الموصلات- ديود الليزر) بما يلي:
1- صغر الحجم.
2- إمكان الضخ المباشر باستخدام تيار كهربائي صغير نوعا ما (150 – 15) ميلي أمبير.
3- الكفاءة العالية التي قد تصل إلى 32%.
4- إمكانية التحكم بشدة الشعاع الخارج مباشرة بواسطة التيار الكهربائي .
5- رخيص الثمن.
6- خاصية التنغيم أي إمكانية الحصول على أي طول موجي من بين أطوال موجية متعددة من الليزر نفسه.
7- تتميز بإمكانية الفتح و الغلق بسرعة كبيرة مما يمكننا من التحكم به بشكل أفضل.
8- شدة الإضاءة العالية ( أي أنه يصدر كمية كبيرة من الضوء مركزة في منطقة ضيقة).
9- نصف قطر المنطقة المضاءة صغير نسبة لنصف قطر مقدمة الديود(على افتراض أنه دائري في أغلب الأحيان).
10- ذات عمر تشغيلي طويل مما يمكننا من الإعتماد عليه في الإستخدامات التي يكون من الصعب القيام بعمليات تبديل القطع فيها أي أنه ذو كفاءة عالية.
11- يتميز بأن يصدر كمية من الحرارة مقارنة مع المصابيح المتوهجة و هذه ميزة جيدة لصالحه.
إن لديود الليزر إنتقالات متعددة أي يمكن للإلكترونات أن تنتقل بين عدة طبقات و ذلك على اختلاف الذرات و تؤدي هذه الإنتقالات إلى حدوث انبعاث ليزري و يمكن اجمال أهم الإنتقالات بما يلي:
1- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للذرات الشائبة المضفة إلى المادة الأصلية.
2- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للأنطقة الموجودة في المواد النصف ناقلة النقية.
3- الإنتقالات بين المستويات المغناطيسية.
يتم تصنيع ديود الليزر للإستخدامات التي تحتاج إلى طول موجة صغير من زرنيخ الغاليوم و الألمينوم GaAlAs أما الأجهزة التي تحتاج إلى طول موجة كبير بيصنع الديود من InGaAsP.
و يبين الشكل بعض الصور الحقيقة لديودات الليزر بأشكال متنوعة:





بنية ديود الليزر:
يتكون كما ذكرنا من وصلة P-N هي عبارة عن الوسط الفعال و الذي تضخ إليه الطاقة باستخدام التيار الكهربائي و يحيط بهذا المتصل طلاء عاكس تطلى به النهايتان المتقابلتان من رقاقة الليزر نصف الناقل و لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.
و نلاحظ وجود نوعين رئيسيين لبنية شريحة ديود الليزر و ذلك حسب الشكل و طريقة الإشعاع أو بالأحرى منطقة الضوء الصادر.
فالنوع الأول يصدر الضوء عمودي على الوسط الفعال و الآخر موازي له و الشكل المجاور يوضح ذلك





و هذا شكل مبسط لبنية ديود الليزر بشكل عام:





توضع الرقاقة نصف الناقلة المولدة لأشعة الليزر ضمن تشكيلة هيكلية لحمايتها من التعرض المباشر للبيئة المحيطة و لتأمين أسلاك التوصيل إلى الرقاقة بشكل عملي
و يضاف إليها عدسات لتقويم الإنتشار الذي قد ينشأ في بعض الأحيان و لتضيق حزمة الضوء في منطقة صغيرة أو لزيادة مساحة المنطقة المضاءة حسب الطلب و هذا ما يوضحه الشكل :



أنواع ديودات الليزر:
توجد بنيتان رئيسيتان لديود الليزر هما:
1- بينة فابري- بيترو أو FP.
2- البنية ذات التغذية العكسية المجزأة أو DFB.
يتميز النوع الأول FP بأنه اقتصادي أكثر من الثاني و لكنه أكثر ضجيجا من الثاني و أبطأ في الإستجابه بينما يتميز النوع الثاني DFB بأنه أهدأ و أسرع و ذو طيف إصدار أضيق من الأول و هو بالتالي ذو سعر أعلى و لكنه يقدم أداء أفضل و يتميز بإصداره لضوء نقي وحيد اللون بينما يصدر الFP ضوءا ذو أطوال موجية مختلفة.
أما عن استخدام كل من النوعين:
يستخدم الDFB في الدارات الرقمية التي تتطلب سرعة كبيرة و يستخدم أيضا في أغلب الدارات التشابهية و ذلك بسبب سرعته و ضجيجه المنخفض بالإضافة إلى امتلاكه لخطية متفوقة على الFP و هو ما نحتاجه في الدارات التشابهية.
أما النوع الثاني FP فهو يقسم إلى قسمين:
النوع الأول BH(buried hetero) و النوع الثاني MQW(multi-quantum well)
و قد ساد النوع الأول BH لسنوات عدة في أغلب الإستخدامات و الصناعات التي تستخدم الFP إلا أن النوع الثاني MQW آخذ بالإنتشار على حساب النوع الأول في الوقت الحالي و ذلك بسبب إيجابياته التي يتفوق بها على كل الأنواع الأخرى من الFP و من هذه الخصائص ما يلي:
1- تيار فتح(عبتة) صغير و بالتالي لن نحتاج إلى استخدام منابع كبيرة .
2- ذو كفاءة أعلى من غيره.
3- ذو ضجيج منخفض مقارنة مع بقية الأنواع.
4- أكثر خطية.
5- ذو استقرار عالي فيما يتعلق بدرجات الحرارة و تغيراتها أي عدم تأثره بدرجات الحرارة.
و لكن من سيئاته أنه قد يسبب بعض الإنعكاسات التي قد تؤثر على عمل بعض الأجهزة كما في الألياف البصرية.
و بالحديث عن أنواع ديودات الليزر بالنسبة للبنية لابد لنا من التطرق إلى أحدث أنواعه و هو ما يسمى ب VCSEL و يتميز بأنه يصدر الضوء بشكل عمودي على سطحه على عكس الأنواع القديمة التي تصدر الضوء من السطح الأفقي و الشكل المجاور يبين بنيته.
يشابه الVCSEL في عمله عمل الأنواع العادية من ليزرات المواد النصف ناقلة و التي تتميز بإصدار الضوء من السطح الأفقي.
يتكون الVCSEL من قلب يدعى بالقطاع الفعال أو قطاع التضخيم ووظيفته إصدار الضوء، بينما تقوم طبقات من المواد نصف الناقلة المتنوعة التي تتوضع فوق و تحت القلب بالعمل كمرايا تعكس كل منها مجالا ضيقا من أطوال الموجة للأشعة الصادرة عن القلب و تتجه هذه الأشعة المنعكسة إلى ثقب الإصدار مكونة إشعاعا ذو طول موجة واحد لأن كل طبقة من الطبقات السابقة تمتلك خصائص تمكنها من عكس أمواج صادرة عن القلب بتردد معين محولة إياها إلى أمواج ذات طول موجة واحد.
أما عن ميزات هذا النوع فنذكر:
1- الحجم الصغير.
2- المرايا المكونة من المواد النصف ناقلة و التي تمنحه تيار عتبة صغير لا يتجاور 1mA .
3- ذو استقرار حراري عالي ، لا يتأثر بتغيرات درجة الحرارة.
* استخدامات ديود الليزر
1- الألياف البصرية :
يستخدم ديود الليزر في العديد من الصناعات و الأجهزة التي نستخدمها كل يوم و خاصة في مجال الإتصالات باستخدام الألياف البصرية التي يدخل ديود الليزر في تصاميمها كمنبع للضوء من طرف يوصل الليف ضوءه إلى مستقبل واقع على الطرف الثاني.
و لكن ما هي العوامل التي تؤثر على عمل الديود و التي يجب مراعاتها عند الإستخام في الألياف البصرية ؟
1- طول الموجة الأصغري
و نعني بذلك طول الموجة الذي يشع عنده الديود أقصى طاقة ممكنة أي أنه يعمل بطاقته القصوى فيجب الإنتباه إلى مقدار الضياعات الضوئية في الليف و لزوجة الليف و التي تسبب خسارة في في الشدة الضوئية و بالتالي اختيار النوع الأنسب من ديودات الليزر لاستخدامه.
2- عرض طيف الإصدار
عند دراسة ديود الليزر بشكل نظري و على اعتبار أنه مثالي فإن هذه الدراسة تظهر أن ديود الليزر يصدر ضوءا وحيد طول الموجة ( طول الموجة الأصغري) غالبا، و لكن في المجال العملي يلاحظ أن الضوء الصادر لا يكون وحيدا و إنما يتألف من عدة أطوال موجة تزيد و تنقص قليلا عن طول الموجة الأصغري و هذا المجال الذي تتوضع فيه أطوال الموجة يدعى بعرض طيف الإصدار للمنبع.
3- نموذج الإصدار للديود
يؤثر نموذج الإصدار لديود الليزر على كمية الضوء الذي يمكن تجميعه في الليف البصرية و بالتالي إرساله عبره مما يؤثر على مدى الإرسال و دقته و للحصول على أفضل النتائج يجب أن يكون نصف قطر المساحة المضاءة بالليزر مساوية لنصف قطر نواة الليف البصري و الشكل التالي يوضح نموذج الإصدار لديود الليزر و الذي من الممكن أن يعدل و يقوم لأداء أفضل عن طريق إضافة بعض العدسات المقومة في طريق الشعاع لمحرقته في مساحة صغيرة.



4- القدرة الضوئية
يتم الحصول على أفضل النتائج نتيجة لاستخدام ديود الليزر عندما نتمكن من تجميع أكبر كمية ممكنة من الضوء و دفعها خلال الليف البصري و بالتالي تكون استطاعة الخرج للديود كافية لجعل الحساس الضوئي في الطرف الآخر من الليف يتحسس للشعاع المنقول مع مراعاة ليونة الليف و الطياعات في مناطق الإتصال و الممانعات الأخرى التي تؤثر على الشعاع في الليف، و بالرغم من هذه العوامل كلها تبقى ديودات الليزر آقوى من الليدات العادية و بالتالي استخدامها في الألياف البصرية أكثر فاعلية بكثير.
5- السرعـــــــــــة
و نعني بالسرعة سرعة الإطفاء و الإشعال لديود الليزر و التي يجب أن تستطيع مجاراة عرض حزمة المعلومات التي ينقلها النظام و تتعلق السرعة بالزمن الذي يحتاجه الديود للإنتقال من 10% إلى 90% من الإستطاعة العظمى له، و مرة أخرى نجد أن ديود الليزر يتفوق على الليد في هذه العلمية ( السرعة).
6- الخطيـــــــــــــــة
تعتبر الخطية من الخصائص المهمة الواجب مراعاتها عند استعمال ديودات الليزر في الإتصالات و الملاحظ أن الخطية تمثل علاقة تيار الدخل ( التيار الأمامي ) باستطاعة الخرج للديود و هي تتعلق أيضا بدرجة الحرارة.
عند تصميم نظام رقمي للإتصالات باستخدام الألياف الضوئية فلا تعطى خطية العناصر أهيمة تذكر أما في التطبيقات التشابهية التي تعتمد على ديودات الليرز فيجب الإنتباه إلى خطية العناصر لأن عدم الخطية أو ضعفها يؤدي إلى عدم وصول المعلومات بشكل ملائم إلى الطرف الآخر من الليف.
7- الحــــــــــــــــرارة
تتأثر ديودات الليزر كغيرها من العناصر الإلكترونية بالحرارة حيث تتغير عتبة الإصدار و هي قيمة التيار التي يبدأ عندها الديود بإصدار إشعاع الليزر، فند تغير درجة الحرارة يمكن أن تحدث عدة عوامل منها :
- تغير عتبة التيار: حيث كلما انخفضت درجة الحرارة كلما انخفضت عتبة التيار.
- تغير ميل منحني الكفاءة : و الذي هو نفس المنحني السابق و الذي يعبر عن تغير الإستطاعة مع تغير شدة التيار، حيث يقل هذا الميل كلما ارتفعت درجة الحرارة .
و لهذا يتطلب الليزر الحفاظ على تيار العتبة عند قيمة معينة و يتم ذلك باستخدام ديود مستقبل للضوء حيث يعمل التيار المتولد عنه على تأمين تغذية عكسية لديود الليزر و بالتالي الحفاظ على عتبة الإصدار عند قيمة معينة عن طريق التحكم بالتيار الأمامي للديود.
يبين الشكل أدناه علاقة الإستطاعةالضوئية الصادرة بالتيار الأمامي للديود



ن الخطية في ديود الليزر من اللميزات التي تجعله أفضل من الليد العادي في التطبيقات التشابهية حيث نلاحظ أن منحني الكفاءة ( الإستطاعة الضوئية بالنسبة للتيار) يصبح ذو ميل أقل كلما ازداد التيار الأمامي للديود و بالتالي يفقد الليد خطيته و لذلك فهو لا يصلح لتطبيقات التشابهية و يبين الشكلان التاليان مقارنة بين منحني إصدار الليد و منحني إصدار ديود الليزر:





2- قارئات الأقراص المضغوطة CD و أقراص العالية الدقة المستخدمة في الأفلام DVD :
حيث تستخدم ديودات ليزر تصدر أشعة قريبة من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة يقارب 780nm و باستطاعة قدرها 5mw إلا أن هذه الأشعة يمكن رؤيتها بالعين المجردة حيث تبدو على شكل بقعة حمراء اللون يمكن ملاحظها على ورقة بيضاء في غرفة معتمة و ذلك لتفادي النظر المباشر إلى الشعاع الذي يؤدي إلى تلف شبكية العين و بالتالي قد يسبب العمى على المدى الطويل.
و يلاحظ أن السواقات الليزرية التي تستطيع التسجيل على الأقراص تحتوي على رأسين ( كل منهما يحتوي على ديود ليزر) أحدهما للقراءة و الآخر للكتابة و الملاحظ أن استطاعة رأس الكتابة أكبر من استطاعة رأس القراءة لكي يتمكن من نزع طبقة الدهان الموجودة مسبقا على إحدى طبقات القرص.
و على الرغم من استطاعة و دقة شعاع الليزر الغازي أكبر من استطاعة و دقة ديود الليزر إلا أن هذا الأخير هو المستخدم في السواقات الليزرية لصغر حجمه و سرعة استجابته و هو ما يهم كثيرا في عملية القراءة و الكتابة حيث يحمل هذا الأخير على ألية ميكانيكة و عند دوران القرص ( باستخدام محرك خطوي) تقوم دارة السواقة بتشغيل و إطفاء الليزر للقيام بعملية الكتابة .
أما عملية القراءة فتتم بشكل مشابه كما يلي:
حيث يوجد في السواقة نظام الليزر و العدسات ومهمته قراءة النتوءات الموجودة على القرص و تتم هذه العملية بتحريك شعاع الليزر على المسار الحلزوني بينما يدور القرص و تكون آلية التحريك قادرة على تحريك الشعاع بمقدار جزء من المكرون، و عندما يتم مرور الشعاع خلال طبقة البولي كربونات و ينعكس هذا الشعاع و يصطدم بجهاز الكتروبصري يمكنه اكتشاف التغيرات في الضوء، فالنتوءات تعكس الضوء بشكل مختلف عن باقي السطح و يقوم الحساس الإلكتروبصري بالتعرف على التغير في العاكسية و من ثم يقوم يقوم جزء الكتروني ضمن الجهاز بالتعامل مع هذه التغيرات في العاكسية و تحويلها إلى بيانات و معلومات.
و الشكل التالي يبين بينة السواقة الليزرية التي تحتوي على ديود الليزر :





3- الطابعات الليزرية
التي تستخدم ديود ليزر ذو طاقة عالية نسبيا لتقوم بعملية تشريد أو شحن للورق ومن ثم تمر الورقة بالعملية التالية ألا و هي نفث الحبر المشحون أصلا و هو عبارة عن حبر خاص غير سائل و إنما على شكل بودرة ذات جزئيات دقيقة جدا تكون شحنتها معاكسة لشحنة الورق و بالتالي يحدث جذب بينهما، و لعل استخدام الليزر ذو الدقة العالية و الذي يمكن التحكم بنصف قطر شعاعه يمكننا من الحصول على دقة طباعة عالية و و توفير في الحبر و الوقت لأنه لن يكون هناك الكثير من الحركة الميكانيكية كما في الطابعات النافثة للحبر و الطابعات النقطية و الجدير بالذكر أن أغلب الطابعات الليزرية تستخدم شعاع ليزر بطول موجة يتراوح بين 780nmو 650nm مما يعني أنه يجب تفادي فتح الطابعة عند العمل خوفا من إصابة الشعاع للعين و بالتالي تلف الشبكية.
نذكر أيضا من استخدامات ديود الليزر:
مؤشرات الليزر المستخدمة بكثرة هذه الأيام و الماسحات الضوئية و أجهزة الBAR CODE في المكتبات و محلات البيع .

[Qasaimeh]

بارك الله فيكِ أختي

من الواضح انك متمكنه ما شاء الله في علم الليزر



ولقد لاحظت ان لليزر أشباه الموصلات استخدامات كثيرة في التكنولوجيا التي نستخدما يوميا ونحن لا ندري


طيب سؤال

الليزر كم نوع؟

على ما أعتقد 4؟؟؟؟؟ صح؟؟


وسأعود ان شاء الله بأسئله أخرى

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

ماشاء الله بالفعل موضوع قيم جدا


اشكرك المهندسه86

سعدت بقرأته

وبالنسبة لانواع الليزر فهي عديدة ولها اكثر من تصنيف اما حسب نوع المادة التي تنتج الليزر او حسب الطريقة التي تنتج الليزر او هل هو من النوع المستمر او النبضات


واذا شفت المحاضرة ماقبل الاخيرة في الموقع ستجد شرح لانواع الليزرات


اشكرك المهندسة86 وان شاء الله نقرأ لك باستمرار عن الليزر

تحياتي

[المهندسه86]

طيب سؤال

الليزر كم نوع؟

على ما أعتقد 4؟؟؟؟؟ صح؟؟


وسأعود ان شاء الله بأسئله أخرى
السلام عليكم اخي الكريم وشكرا للمتابعه
لو اني قلت لك ان عدد انواع الليزر لنفرض 100 فبعد 5دقائق سيصبح 101 لان انواع كثيره ومتنوعه تكتشف يوميا ولا استطيع ان احصرها لك بعدد معين
واي سؤال انشاء الله وبالتوفيق منه اجيبك عليه
وشكرا جزيلا مره اخرى

[المهندسه86]

ماشاء الله بالفعل موضوع قيم جدا


اشكرك المهندسه86

سعدت بقرأته

وبالنسبة لانواع الليزر فهي عديدة ولها اكثر من تصنيف اما حسب نوع المادة التي تنتج الليزر او حسب الطريقة التي تنتج الليزر او هل هو من النوع المستمر او النبضات


واذا شفت المحاضرة ماقبل الاخيرة في الموقع ستجد شرح لانواع الليزرات


اشكرك المهندسة86 وان شاء الله نقرأ لك باستمرار عن الليزر

تحياتي

شكرا يادكتور حازم على مرورك الكريم ويشرفني ان تقرأ مواضيعي وتعطي رايك فيها شكرا جزيلا

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

ملاحظة بسيطة
ارجو تزويدنا بالصور المصاحبة للموضوع وساقوم بنشره على موقع مجلة المنتدى


اشكرك المهندسة86


تحياتي

[Qasaimeh]

شكرا لكم وشكرا دكتور


سأراها ان شاء الله

[المهندسه86]

ان شاء الله.......ولكن يوجد عندي مشكله وهي اني في كل مره اقوم بأرفاق صور لاتظهر !!!! ولا اعلم لماذا؟؟!!
فأرجوا ان تعذروني مؤقتا عن ارفاق الصور حتى اعرف مصدر الخطأ اين
وشكرا

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم

بارك الله فيك يا المهندسة 86

والله موضوع رائع

تدرين كان مشروع التخرج هو عن الليزر دايود
وكان بعنوان
"injection current of laser diode"

تدرين اختي المهندسة ليش متنزل الصور لانه انت تاخذيها نسخ ومن ثم لاصق فلا تظهر

حاولي تحميلها على موقع للتحميل ومن ثم قومي بوضعها على شكل لنك للصورة

خذي هذا الموقع للتحميل حملي الصور ثم قومي بوضعها في موضوعج

http://www.iraqup.com/

شكر وجزاك الله خيرا

[المهندسه86]

شكرا اختي بس شو معرفت اشلون انزلها ؟؟؟؟؟؟!!!!!!!!!!

تره اني شويه بهيج اشياء اضيع

[د.محمد فتحى]

بارك الله فيكم جميعا والى الامام دوما

[ماجستير هندسة ليزر]

اختي افتحي الموقع ورحي على browse وشوفي وين الصورة ومن ثم على رفع فيظهر اللينك وخذي ثاني واحد افضل ذاك

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم ....
تختلف ليزرات أنصاف النواقل عن ليزرات الحالة الصلبة الإعتيادية في طريقة الضخ الطاقي و في احتوائها على حزم عريضة من مستويات الطاقة بدلا من المستويات المفردة التي تحدث بينها الإنتقالات التي تشارك في عملية الإنبعاث الليزري، حيث تحتوي كل حزمة على عدد كبير من المستويات الطاقية المتقاربة و التي لا يقترن وجودها بذرات معينة و إنما تشترك فيها المادة البلورية كلا و يكون ازدياد قيمة عامل الكسب الضوئي متعلقا بمقدار التيار الذي يمر عبر وصلة الوسط شبه الموصل. إن ليزر أشباه الموصلات ( ديود الليزر) هو ليزر من مادة شبه موصلة تتميز بأنها ذات فجوة حزمية مباشرة و أكثر أنواعه شيوعا هو ديود زرنيخ الغاليوم (GaAs) الذي يصدر إشعاعا تحت أحمر بطول موجي 0.85 ميكرون .
يحدث الفعل الليزري في ديود الليزر نتيجة الإنتقال المحثوث للإلكترونات بين المستويات الإلكترونية لحزمة الوصيل(Conduction Band) و المستويات الإلكترونية لحزمة التكافؤ (Valence Band) و لذلك فإن الإنتقالات قد تحدث بين أوضاع الكترونية ذات طاقات مختلفة و ليس كالإنتقالات التي تكون بين مستويات طاقية محددة .
لقد تم اكتشاف هذا النوع من الليزر سنة 1961 وله كثير من التطبيقات العملية أهمها في حقل الإتصالات و قد استخدم أيضا في ضخ أنواع أخرى من الليزر حيث يتميز هذا النوع من الليزر(ليزر شبه الموصلات- ديود الليزر) بما يلي:
1- صغر الحجم.
2- إمكان الضخ المباشر باستخدام تيار كهربائي صغير نوعا ما (150 – 15) ميلي أمبير.
3- الكفاءة العالية التي قد تصل إلى 32%.
4- إمكانية التحكم بشدة الشعاع الخارج مباشرة بواسطة التيار الكهربائي .
5- رخيص الثمن.
6- خاصية التنغيم أي إمكانية الحصول على أي طول موجي من بين أطوال موجية متعددة من الليزر نفسه.
7- تتميز بإمكانية الفتح و الغلق بسرعة كبيرة مما يمكننا من التحكم به بشكل أفضل.
8- شدة الإضاءة العالية ( أي أنه يصدر كمية كبيرة من الضوء مركزة في منطقة ضيقة).
9- نصف قطر المنطقة المضاءة صغير نسبة لنصف قطر مقدمة الديود(على افتراض أنه دائري في أغلب الأحيان).
10- ذات عمر تشغيلي طويل مما يمكننا من الإعتماد عليه في الإستخدامات التي يكون من الصعب القيام بعمليات تبديل القطع فيها أي أنه ذو كفاءة عالية.
11- يتميز بأن يصدر كمية من الحرارة مقارنة مع المصابيح المتوهجة و هذه ميزة جيدة لصالحه.
إن لديود الليزر إنتقالات متعددة أي يمكن للإلكترونات أن تنتقل بين عدة طبقات و ذلك على اختلاف الذرات و تؤدي هذه الإنتقالات إلى حدوث انبعاث ليزري و يمكن اجمال أهم الإنتقالات بما يلي:
1- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للذرات الشائبة المضفة إلى المادة الأصلية.
2- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للأنطقة الموجودة في المواد النصف ناقلة النقية.
3- الإنتقالات بين المستويات المغناطيسية.
يتم تصنيع ديود الليزر للإستخدامات التي تحتاج إلى طول موجة صغير من زرنيخ الغاليوم و الألمينوم GaAlAs أما الأجهزة التي تحتاج إلى طول موجة كبير بيصنع الديود من InGaAsP.
و يبين الشكل بعض الصور الحقيقة لديودات الليزر بأشكال متنوعة:

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/variety.JPG

بنية ديود الليزر:
يتكون كما ذكرنا من وصلة P-N هي عبارة عن الوسط الفعال و الذي تضخ إليه الطاقة باستخدام التيار الكهربائي و يحيط بهذا المتصل طلاء عاكس تطلى به النهايتان المتقابلتان من رقاقة الليزر نصف الناقل و لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.
و نلاحظ وجود نوعين رئيسيين لبنية شريحة ديود الليزر و ذلك حسب الشكل و طريقة الإشعاع أو بالأحرى منطقة الضوء الصادر.
فالنوع الأول يصدر الضوء عمودي على الوسط الفعال و الآخر موازي له و الشكل المجاور يوضح ذلك

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/stru1.JPG

و هذا شكل مبسط لبنية ديود الليزر بشكل عام:

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/stru2.JPG

توضع الرقاقة نصف الناقلة المولدة لأشعة الليزر ضمن تشكيلة هيكلية لحمايتها من التعرض المباشر للبيئة المحيطة و لتأمين أسلاك التوصيل إلى الرقاقة بشكل عملي
و يضاف إليها عدسات لتقويم الإنتشار الذي قد ينشأ في بعض الأحيان و لتضيق حزمة الضوء في منطقة صغيرة أو لزيادة مساحة المنطقة المضاءة حسب الطلب و هذا ما يوضحه الشكل :

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/stru3.JPG

أنواع ديودات الليزر:
توجد بنيتان رئيسيتان لديود الليزر هما:
1- بينة فابري- بيترو أو FP.
2- البنية ذات التغذية العكسية المجزأة أو DFB.
يتميز النوع الأول FP بأنه اقتصادي أكثر من الثاني و لكنه أكثر ضجيجا من الثاني و أبطأ في الإستجابه بينما يتميز النوع الثاني DFB بأنه أهدأ و أسرع و ذو طيف إصدار أضيق من الأول و هو بالتالي ذو سعر أعلى و لكنه يقدم أداء أفضل و يتميز بإصداره لضوء نقي وحيد اللون بينما يصدر الFP ضوءا ذو أطوال موجية مختلفة.
أما عن استخدام كل من النوعين:
يستخدم الDFB في الدارات الرقمية التي تتطلب سرعة كبيرة و يستخدم أيضا في أغلب الدارات التشابهية و ذلك بسبب سرعته و ضجيجه المنخفض بالإضافة إلى امتلاكه لخطية متفوقة على الFP و هو ما نحتاجه في الدارات التشابهية.
أما النوع الثاني FP فهو يقسم إلى قسمين:
النوع الأول BH(buried hetero) و النوع الثاني MQW(multi-quantum well)
و قد ساد النوع الأول BH لسنوات عدة في أغلب الإستخدامات و الصناعات التي تستخدم الFP إلا أن النوع الثاني MQW آخذ بالإنتشار على حساب النوع الأول في الوقت الحالي و ذلك بسبب إيجابياته التي يتفوق بها على كل الأنواع الأخرى من الFP و من هذه الخصائص ما يلي:
1- تيار فتح(عبتة) صغير و بالتالي لن نحتاج إلى استخدام منابع كبيرة .
2- ذو كفاءة أعلى من غيره.
3- ذو ضجيج منخفض مقارنة مع بقية الأنواع.
4- أكثر خطية.
5- ذو استقرار عالي فيما يتعلق بدرجات الحرارة و تغيراتها أي عدم تأثره بدرجات الحرارة.
و لكن من سيئاته أنه قد يسبب بعض الإنعكاسات التي قد تؤثر على عمل بعض الأجهزة كما في الألياف البصرية.
و بالحديث عن أنواع ديودات الليزر بالنسبة للبنية لابد لنا من التطرق إلى أحدث أنواعه و هو ما يسمى ب VCSEL و يتميز بأنه يصدر الضوء بشكل عمودي على سطحه على عكس الأنواع القديمة التي تصدر الضوء من السطح الأفقي و الشكل المجاور يبين بنيته.
يشابه الVCSEL في عمله عمل الأنواع العادية من ليزرات المواد النصف ناقلة و التي تتميز بإصدار الضوء من السطح الأفقي.
يتكون الVCSEL من قلب يدعى بالقطاع الفعال أو قطاع التضخيم ووظيفته إصدار الضوء، بينما تقوم طبقات من المواد نصف الناقلة المتنوعة التي تتوضع فوق و تحت القلب بالعمل كمرايا تعكس كل منها مجالا ضيقا من أطوال الموجة للأشعة الصادرة عن القلب و تتجه هذه الأشعة المنعكسة إلى ثقب الإصدار مكونة إشعاعا ذو طول موجة واحد لأن كل طبقة من الطبقات السابقة تمتلك خصائص تمكنها من عكس أمواج صادرة عن القلب بتردد معين محولة إياها إلى أمواج ذات طول موجة واحد.
أما عن ميزات هذا النوع فنذكر:
1- الحجم الصغير.
2- المرايا المكونة من المواد النصف ناقلة و التي تمنحه تيار عتبة صغير لا يتجاور 1mA .
3- ذو استقرار حراري عالي ، لا يتأثر بتغيرات درجة الحرارة.
* استخدامات ديود الليزر
1- الألياف البصرية :
يستخدم ديود الليزر في العديد من الصناعات و الأجهزة التي نستخدمها كل يوم و خاصة في مجال الإتصالات باستخدام الألياف البصرية التي يدخل ديود الليزر في تصاميمها كمنبع للضوء من طرف يوصل الليف ضوءه إلى مستقبل واقع على الطرف الثاني.
و لكن ما هي العوامل التي تؤثر على عمل الديود و التي يجب مراعاتها عند الإستخام في الألياف البصرية ؟
1- طول الموجة الأصغري
و نعني بذلك طول الموجة الذي يشع عنده الديود أقصى طاقة ممكنة أي أنه يعمل بطاقته القصوى فيجب الإنتباه إلى مقدار الضياعات الضوئية في الليف و لزوجة الليف و التي تسبب خسارة في في الشدة الضوئية و بالتالي اختيار النوع الأنسب من ديودات الليزر لاستخدامه.
2- عرض طيف الإصدار
عند دراسة ديود الليزر بشكل نظري و على اعتبار أنه مثالي فإن هذه الدراسة تظهر أن ديود الليزر يصدر ضوءا وحيد طول الموجة ( طول الموجة الأصغري) غالبا، و لكن في المجال العملي يلاحظ أن الضوء الصادر لا يكون وحيدا و إنما يتألف من عدة أطوال موجة تزيد و تنقص قليلا عن طول الموجة الأصغري و هذا المجال الذي تتوضع فيه أطوال الموجة يدعى بعرض طيف الإصدار للمنبع.
3- نموذج الإصدار للديود
يؤثر نموذج الإصدار لديود الليزر على كمية الضوء الذي يمكن تجميعه في الليف البصرية و بالتالي إرساله عبره مما يؤثر على مدى الإرسال و دقته و للحصول على أفضل النتائج يجب أن يكون نصف قطر المساحة المضاءة بالليزر مساوية لنصف قطر نواة الليف البصري و الشكل التالي يوضح نموذج الإصدار لديود الليزر و الذي من الممكن أن يعدل و يقوم لأداء أفضل عن طريق إضافة بعض العدسات المقومة في طريق الشعاع لمحرقته في مساحة صغيرة.

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/stru4.JPG
4- القدرة الضوئية
يتم الحصول على أفضل النتائج نتيجة لاستخدام ديود الليزر عندما نتمكن من تجميع أكبر كمية ممكنة من الضوء و دفعها خلال الليف البصري و بالتالي تكون استطاعة الخرج للديود كافية لجعل الحساس الضوئي في الطرف الآخر من الليف يتحسس للشعاع المنقول مع مراعاة ليونة الليف و الطياعات في مناطق الإتصال و الممانعات الأخرى التي تؤثر على الشعاع في الليف، و بالرغم من هذه العوامل كلها تبقى ديودات الليزر آقوى من الليدات العادية و بالتالي استخدامها في الألياف البصرية أكثر فاعلية بكثير.
5- السرعـــــــــــة
و نعني بالسرعة سرعة الإطفاء و الإشعال لديود الليزر و التي يجب أن تستطيع مجاراة عرض حزمة المعلومات التي ينقلها النظام و تتعلق السرعة بالزمن الذي يحتاجه الديود للإنتقال من 10% إلى 90% من الإستطاعة العظمى له، و مرة أخرى نجد أن ديود الليزر يتفوق على الليد في هذه العلمية ( السرعة).
6- الخطيـــــــــــــــة
تعتبر الخطية من الخصائص المهمة الواجب مراعاتها عند استعمال ديودات الليزر في الإتصالات و الملاحظ أن الخطية تمثل علاقة تيار الدخل ( التيار الأمامي ) باستطاعة الخرج للديود و هي تتعلق أيضا بدرجة الحرارة.
عند تصميم نظام رقمي للإتصالات باستخدام الألياف الضوئية فلا تعطى خطية العناصر أهيمة تذكر أما في التطبيقات التشابهية التي تعتمد على ديودات الليرز فيجب الإنتباه إلى خطية العناصر لأن عدم الخطية أو ضعفها يؤدي إلى عدم وصول المعلومات بشكل ملائم إلى الطرف الآخر من الليف.
7- الحــــــــــــــــرارة
تتأثر ديودات الليزر كغيرها من العناصر الإلكترونية بالحرارة حيث تتغير عتبة الإصدار و هي قيمة التيار التي يبدأ عندها الديود بإصدار إشعاع الليزر، فند تغير درجة الحرارة يمكن أن تحدث عدة عوامل منها :
- تغير عتبة التيار: حيث كلما انخفضت درجة الحرارة كلما انخفضت عتبة التيار.
- تغير ميل منحني الكفاءة : و الذي هو نفس المنحني السابق و الذي يعبر عن تغير الإستطاعة مع تغير شدة التيار، حيث يقل هذا الميل كلما ارتفعت درجة الحرارة .
و لهذا يتطلب الليزر الحفاظ على تيار العتبة عند قيمة معينة و يتم ذلك باستخدام ديود مستقبل للضوء حيث يعمل التيار المتولد عنه على تأمين تغذية عكسية لديود الليزر و بالتالي الحفاظ على عتبة الإصدار عند قيمة معينة عن طريق التحكم بالتيار الأمامي للديود.
يبين الشكل أدناه علاقة الإستطاعةالضوئية الصادرة بالتيار الأمامي للديود

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/graph1.JPG

ن الخطية في ديود الليزر من اللميزات التي تجعله أفضل من الليد العادي في التطبيقات التشابهية حيث نلاحظ أن منحني الكفاءة ( الإستطاعة الضوئية بالنسبة للتيار) يصبح ذو ميل أقل كلما ازداد التيار الأمامي للديود و بالتالي يفقد الليد خطيته و لذلك فهو لا يصلح لتطبيقات التشابهية و يبين الشكلان التاليان مقارنة بين منحني إصدار الليد و منحني إصدار ديود الليزر:

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/graph2.JPG

2- قارئات الأقراص المضغوطة CD و أقراص العالية الدقة المستخدمة في الأفلام DVD :
حيث تستخدم ديودات ليزر تصدر أشعة قريبة من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة يقارب 780nm و باستطاعة قدرها 5mw إلا أن هذه الأشعة يمكن رؤيتها بالعين المجردة حيث تبدو على شكل بقعة حمراء اللون يمكن ملاحظها على ورقة بيضاء في غرفة معتمة و ذلك لتفادي النظر المباشر إلى الشعاع الذي يؤدي إلى تلف شبكية العين و بالتالي قد يسبب العمى على المدى الطويل.
و يلاحظ أن السواقات الليزرية التي تستطيع التسجيل على الأقراص تحتوي على رأسين ( كل منهما يحتوي على ديود ليزر) أحدهما للقراءة و الآخر للكتابة و الملاحظ أن استطاعة رأس الكتابة أكبر من استطاعة رأس القراءة لكي يتمكن من نزع طبقة الدهان الموجودة مسبقا على إحدى طبقات القرص.
و على الرغم من استطاعة و دقة شعاع الليزر الغازي أكبر من استطاعة و دقة ديود الليزر إلا أن هذا الأخير هو المستخدم في السواقات الليزرية لصغر حجمه و سرعة استجابته و هو ما يهم كثيرا في عملية القراءة و الكتابة حيث يحمل هذا الأخير على ألية ميكانيكة و عند دوران القرص ( باستخدام محرك خطوي) تقوم دارة السواقة بتشغيل و إطفاء الليزر للقيام بعملية الكتابة .
أما عملية القراءة فتتم بشكل مشابه كما يلي:
حيث يوجد في السواقة نظام الليزر و العدسات ومهمته قراءة النتوءات الموجودة على القرص و تتم هذه العملية بتحريك شعاع الليزر على المسار الحلزوني بينما يدور القرص و تكون آلية التحريك قادرة على تحريك الشعاع بمقدار جزء من المكرون، و عندما يتم مرور الشعاع خلال طبقة البولي كربونات و ينعكس هذا الشعاع و يصطدم بجهاز الكتروبصري يمكنه اكتشاف التغيرات في الضوء، فالنتوءات تعكس الضوء بشكل مختلف عن باقي السطح و يقوم الحساس الإلكتروبصري بالتعرف على التغير في العاكسية و من ثم يقوم يقوم جزء الكتروني ضمن الجهاز بالتعامل مع هذه التغيرات في العاكسية و تحويلها إلى بيانات و معلومات.
و الشكل التالي يبين بينة السواقة الليزرية التي تحتوي على ديود الليزر :

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/cdd.JPG

3- الطابعات الليزرية
التي تستخدم ديود ليزر ذو طاقة عالية نسبيا لتقوم بعملية تشريد أو شحن للورق ومن ثم تمر الورقة بالعملية التالية ألا و هي نفث الحبر المشحون أصلا و هو عبارة عن حبر خاص غير سائل و إنما على شكل بودرة ذات جزئيات دقيقة جدا تكون شحنتها معاكسة لشحنة الورق و بالتالي يحدث جذب بينهما، و لعل استخدام الليزر ذو الدقة العالية و الذي يمكن التحكم بنصف قطر شعاعه يمكننا من الحصول على دقة طباعة عالية و و توفير في الحبر و الوقت لأنه لن يكون هناك الكثير من الحركة الميكانيكية كما في الطابعات النافثة للحبر و الطابعات النقطية و الجدير بالذكر أن أغلب الطابعات الليزرية تستخدم شعاع ليزر بطول موجة يتراوح بين 780nmو 650nm مما يعني أنه يجب تفادي فتح الطابعة عند العمل خوفا من إصابة الشعاع للعين و بالتالي تلف الشبكية.
نذكر أيضا من استخدامات ديود الليزر:
مؤشرات الليزر المستخدمة بكثرة هذه الأيام و الماسحات الضوئية و أجهزة الBAR CODE في المكتبات و محلات البيع.

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم

هدية لك يا دكتور حازم اذا ارت ان تنشرها الان بالمجلة

شنو رأيك يا مهندسة ويا دكتور حازم

سلامي

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

حياك الله ماجستير هندسة ليزر

اشكرك على الهدية :)

واشكرك ارفاق الصور ليكتمل الموضوع

بارك الله فيكما المهندسه86 و ماجستير هندسة ليزر


تحياتي

[المهندسه86]

لساني يعجز عن الشكر
هذا بالضبط ماكنت اريد ان ارفقه بالموضوع
عاشت الايادي ياورده
وشكرا لتكاتف الجميع بتقديم الاحسن من اجل الافاده
بارك الله فيكم

[Qasaimeh]

ما شاء الله


بارك الله فيك أختي


وبالتوفيق

[ALBEDIWY]

سألنى احد الناس كيف يمكنك زيادة الطاقه الليزريه الناتجه من diod laser عمليا بحيث تزداد قوتها الى 10 اضعافها
فهل من يجيب معى؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم

اخي اقرأ هذه الموضوع الموجود في المنتدى عن ليزر اشباه الموصل الذي يضم الليزر دايود وان شاء الله ستجد الاجابة

http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=4649

واذا احتجت الى اكثر ان شاء الله نزيدك

سلامي

[ALBEDIWY]

بارك الله فيكم
قرأت المقال
لدى بعض اللأستفسارات
1-درست منذ زمن (Valence Band) و Conduction Band) لكنى لا اتذكرهم حقيقه فهل من شرحهم سريعا
2-ذكرتم انه يمكن التحكم بشدة الشعاع الخارج مباشرة بواسطة التيار الكهربائي لكن اقضى قيمه للتيار فى حلتنا هذه يتحملها دايود بكتيره 20 فولت مما يعنى ان شدة الشعاع لن تصل الى 10 اضعافها
3- خاصية التنغيم أي إمكانية الحصول على أي طول موجي من بين أطوال موجية متعددة من الليزر نفسه وهذه الخاصيه تتميز بها اجهزة الليزر عامه
4-ذكرتم ما يسمى ب المستويات المغناطيسية و هذا المصطلح لم اسمع به فما المقصود بذلك
5-ذكرتم ايضا "" لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.""
ففهمت انه يمكن الاستغناء عن resonator اذا كان معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل و هذا بديهى لا يتفق مع مبدأ عمل الليزر
مشكوووووووووووووووووووووووووووووووو ووووووووووووووووووووووووووووووووووو ووووووووور على كل حال

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم ورحمة الله بركاته


-درست منذ زمن (Valence Band) و Conduction Band) لكنى لا اتذكرهم حقيقه فهل من شرحهم سريعا

لنتحدث عن اشباه الموصلات بصورة عامة والرسم ادناه يوضح التركيب المبسط لاشباه الموصلات

http://www.iraqup.com/uploads/Whm23-2XEh93039.JPG

من هنا نرى هناك مستوين واحد مستوى التوصيل Conduction Band والمستوى الاخر هو مستوى التكافؤ ( Valence Band).

ففي درجات الحرارة المنخفضة مثلا عند الصفر كلفن يكون مستوى التوصيل خالي من الالكترونات ولكن برتفاع درجات الحرارة نجد انتقال الكترونات من مستوى التكافؤ الى مستوى التوصيل وبذلك تحص خاصية التوصيل

مستوى التوصيل يكون من ال (n-type ) ومستوى التكافؤ من ال(p-type ) .


البقية في المشاركة الاتية غدا ان شاء الله

سوف تنقطع الكهرباء

اسفة

سلامي

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم

تتمة الموضوع

ذكرنا انه برتفاع درجة الحرارة اكثر من الصفر كلفن سوف يحدث انتقال الالكترونات وليس هذا السبب الوحيد الذي يؤدي الى ذلك فيمكن التهيج عن طريق عوامل خارجية مثل تسليط تيار او اسقاط فتونات مثلا ليزر وهذا شرحه يطول حيث يعتمد سلوك شبه الموصل كعازل او كموصل على الطول الموجي لليزر الساقط او الضوء الساقط بصورة عامة

هذا الكلام كله على مادة شبه الموصل بصور عامة.



2-ذكرتم انه يمكن التحكم بشدة الشعاع الخارج مباشرة بواسطة التيار الكهربائي لكن اقضى قيمه للتيار فى حلتنا هذه يتحملها دايود بكتيره 20 فولت مما يعنى ان شدة الشعاع لن تصل الى 10 اضعافها

حيث انه الليزر دايود او ليزر شبه الموصل يوصف بانه (current controller ) اذًا شدة الشعاع الصادر يعتمد على التيار الداخل

والشكل ادناه يوضح العلاقة بين التيار والطاقة الخارجة بعدة درجات حرارة يعني انه درجة الحرارة هو عامل اخر يؤثر على الطاقة الخارجة:

http://www.control4all.com/articles/alphaelectronics/laser_diode/graph1.JPG


وهذه الصورة ادناه هي العلاقة نفسها بغض النظر عن درحة الحرارة:

http://www.iraqup.com/uploads/XI3jU-3kn623560.JPG


والعلاقة الاتية هي التطبيق العملي من مشروع التخرج ونوع ليزر الدايود المستخدم هو من النوع
التجاري المتوفر بكثرة ( النوع الذي يستخدمه الاطفال ):

http://www.iraqup.com/uploads/Ak2Qh-75kC60095.JPG


وطبعا قيمة الطاقة الخارجة تتعتمد على نوع الليزر دايود المستخدم وبعض الانواع ذكر في المقالة



3- خاصية التنغيم أي إمكانية الحصول على أي طول موجي من بين أطوال موجية متعددة من الليزر نفسه وهذه الخاصيه تتميز بها اجهزة الليزر عامه

كما ذكرت انه توجد انواع لليزر دايود وهذه الانواع تختلف بالطبقات المادة المكونة للشبه الموصل:
1- Double heterostructure lasers:
وتركيبه كالاتي:

http://www.iraqup.com/uploads/n0Mc0-Oh3O39650.JPG

2- Quantum well lasers :
وتركيبه كالاتي:

http://www.iraqup.com/uploads/2W6bx-2UNi83699.JPG

3- Separate confinement heterostructure lasers :
وتركيبه كالاتي:

http://www.iraqup.com/uploads/4dWRv-g47R38779.JPG


4- Distributed feedback lasers :
وتركيبه كالاتي:

http://www.iraqup.com/uploads/7WleT-7hT321157.JPG


5-(Vertical Cavity Surface Emitting Laser Diodes (VCSELs
وتركيبه كالاتي:

http://www.iraqup.com/uploads/4lI6i-G1rP68084.JPG

وهذه الانواع اعلاه تختلف بمقدار التيار الذي تتحمله وكميه الطاقة التي تطلقها وكذلك الطول الموجي لذلك فالليزر دايود له قابلية التنغيم.



4-ذكرتم ما يسمى ب المستويات المغناطيسية و هذا المصطلح لم اسمع به فما المقصود بذلك

موضح هذا في الرسم الاول والمستويات المغناطيسية هي مستويات ثانوية ضمن المستويات كما موصح في الرسم.



5-ذكرتم ايضا "" لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.""
ففهمت انه يمكن الاستغناء عن resonator اذا كان معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل و هذا بديهى لا يتفق مع مبدأ عمل الليزر


العبارة هي بالضبط كما ذكرت:


بنية ديود الليزر:
يتكون كما ذكرنا من وصلة P-N هي عبارة عن الوسط الفعال و الذي تضخ إليه الطاقة باستخدام التيار الكهربائي و يحيط بهذا المتصل طلاء عاكس تطلى به النهايتان المتقابلتان من رقاقة الليزر نصف الناقل و لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.

هذا الكلام لا يدل على عدم استخدام الرنان او الاستغناء عنه

هذا الطلاء يؤثر على انعكاسية الطول الموجي الصادر

مثلا المرايا تطلى من احد جهاتها بمادة عاكسة (reflective ) ومن الجهة الاخرى بمادة عير عاكسة (antireflective ) وهذا يؤثر على صفات معينة والتحكم بالطول الموجي حيث يكون نوع الطلاء وعدد طبقاته مؤثر واضح على الطول الموجي وهذا يحكم بعلاقة معينة والموضوع واسع ويطول الحديث على هذه الثاثيرات.


الاستغناء عن resonator بديهى لا يتفق مع مبدأ عمل الليزر

الرنان (resonator ) هو عبارة عن مراتين يمكن الاستغناء عنهما في ليزر النتروجين حيث ان منظومة النتروجين ليزر لا تحتوي على المرابا الموجود في تجويف جهاز الليزر بصورة عامة.

اذا ارد المزيد نزيد ان شاء الله

والله اعلم والموفق

شكرا

سلامي

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

اشكرك ماجستير هندسة ليزر على هذه المعلومات الدقيقة والعليمة


وبارك الله فيك

[ماجستير هندسة ليزر]

السلام عليكم

شكرا دكتور على المرور

وهذه شهادة اعتز بها

بارك الله فيك دكتور

سلامي

[Qasaimeh]

الله يعطيك الف عافية يا اختي على المعلومات المفصلة والدقيقة!!!

[أنوار الأبيض]

بارك الله فيك وجزااااااك الباري خيراا .. اود ان اسألك استاذتي : هل يمكنني عمل جهاز ليزر ضغير وبسيط بامكانيات بسيطة إذا كان ممكن ارسلي لي برساله خاصه

[mahmoudxx]

الله يعطيكو العافية
موضوع شيق جدا

[الرواد99]

موضوع جدا رائع
ويعطيكم ألف عافية

[المهندسه86]

بارك الله فيك وجزااااااك الباري خيراا .. اود ان اسألك استاذتي : هل يمكنني عمل جهاز ليزر ضغير وبسيط بامكانيات بسيطة إذا كان ممكن ارسلي لي برساله خاصه

السلام عليكم اخي الكريم
نعم يمكن عمل ليزر بامكانيات بسيطه
لكن مانوع الليزر الذي تود عمله؟
سلامي

[mahmoudxx]

السلام عليكم
حقيقة يا هندسة 86 الموضوع متميز و اشكرك على الجهد
و ياريت ترفق الصور مثلما طلبو المشاركين

[سيف اليطاوي]

بسم الله الرحمن الرحيم
الله يعطيكي الف الف الف الف الف عافيه اختي خذا موضوع جاء في وقته لانني في صدد محاولة صنع لليزر والمعلومات هذه رايح تفيدني كثيررررررررر
الف الف شكر

[دموع صامتة]

مشكووووووووووووور
يعطيك العافية

[moon22]

بارك الله فيك يا اختي علي الموضوع الرائع

[Mendel]

شكرااااااااااا على المعلومات دي كلها يا المهندسة 86

[المهندسه86]

مشكورين اخواني لمروركم الكريم
ان شاء الله استفدوا من الموضوع

[lolo87]

السلام عليكم
مشكورة كتير على ها الشرح المفيد
وبعد اذنك اذا عندك فكرة عن المقارنة الواضحة بين led&ld
وايضا عن عتبة التخريب في الديود الليزري؟؟؟؟؟
واخرى عن اجيال الديود الليزري؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

[انشتااين]

الله يعطيك العافيه يا بش مهندسه

ادرس مادة الليزر بالجامعه واعتقد ان المعلوماات فادتني

ونكرر الشكررررررررررر....

[د.فوتون]

الله يعطيكِ العافية
بس خسارة ولا صورة ظهرت عندي؟

[لؤلؤة الليزر]

تسلميييييين عمري مهندسة على هذا الموضوع والمعلومات القيمه وصدق انتي ساعدتيني لان عندي تقرير لليزر اشباه موصلات ونقذتيني لان كنت محتاره وتحيااااااتي الك يا غاليتي

اختــــــك لــــؤلــــــــؤة الليزر

[الرحال]

هناك انواع عديدة من ليزرات اشباه الموصلات على حسب مادة الوسط الفعال

ليزرات الحالة الصلبة يكون الوسط الفعال لها صلب ليزر الياقوت حيث انه اول اكتشاف لليزر كان من الياقوت

اماليزرات الحلة السائلة فيكون الوسط الفعال لها سائل ومثال ذلك ليزر الاصباغ

اماليزرات اشباه الموصلات فيكون الوسط الفعل لها شبه موصل سواء كان من نوع (n) او من نوع (p) ومثال ذلك زرنيخ الغاليوم (GaAs)

اماليزرات الحلة الغازية فيكون الوسط الفعال لها غاز ومثال ذلك ليزر النيون

على العموم يختلف نوع الليزر على نوع الوسط الفعال

[lemona]

بارك اللة فيكي بنت بلادي وفقكي اللة للعلم ولخدمتة وطلبة

تحياتي لكي

ليمونة الفيزيائية

[المهندسه86]

يا هلا فيكم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

[بروتون]

موضوع جميل جدا

ولكن الصور لم تظهر

شكراً لك

[رينادا]

السلام عليكم ارجو تزويدي بمعلومات وافية حول ليزرات اشباه الموصلات واكون بذلك جزيل الشكر لكم

[فيزيائية نان]

رائع ومفيد حقا ..
مجهود مميز تشكرين عليه ..
بارك الله فيك .. واثابك جنات النعيم ..

[xrayphy]

الف شكر لكل الاعضاء
معلومات قيمة

[الاستاذ مناف دحروج]

بارك الله فيكِ أختي

من الواضح انك متمكنه ما شاء الله في علم الليزر



ولقد لاحظت ان لليزر أشباه الموصلات استخدامات كثيرة في التكنولوجيا التي نستخدما يوميا ونحن لا ندري

[آيه الله]

جزاكم الله خير على هذا الجهد وجعله الله فى ميزان حسناتكم
لدى بعض المعلومات البسيطه أحببت ان اضعها لعل يستفيد بعا من يبحث عن هذا الموضوع

How does a semiconductor laser work?
The basic idea is very simple. It is radiative recombination in the semiconductor gap which leads eventually to the laser action why the semiconductor gap?
Because we want the probability of a transition from the bottom of the conduction band to the top of the valence band to be high (population inversion).
What else do we need?
We need a piece of material in which there are lots of electrons in the conduction band eager (متحمس) to descend and in which there are lots of empty states at the top of the valence band eager to receive the electrons. Then if a photon having energy slightly greater than the band gap energy is incident, such a photon will stimulate a large number of downward transitions of the electrons from the conduction to valence band and this would result in a coherent amplification and if the resulting medium is enclosed between two mirrors , one may have a laser beam . A homogeneous piece of semiconductor is obviously not suitable because we cannot achieve both conditions simultaneously. But this gives an idea . We can have lots of holes in a p-type semiconductor and we can have lots of electrons in a n-type semiconductor. So let us put them together , that is a p-n junction . If now we form a p-n junction in reverse bias ,then the excess electrons in the n-type region tend to flow across the junction into the p-type region and the excess holes in the p-region tends to flow to the n region. This creates an electric field opposing this flow and the flow stops. If we now connect the junction in the forward bias then one produce a flow of electons and holes in the junction region. These electrons and holes may recombine to produce radiation. If the current is large enough one may have laser beam
Advantages
· High efficiency
· Low cost
· Small size They operate at low voltage
· They have long life
· They are robust
· They may be made to work in the wavelength range in which optical fibres have favourable loss(near to minimum) and dispersion properties
· They are used in fibre optics communication

[bbbb99]

مشكوووووووووووووووووووووووووووووووو ووووره

[عبدالله الشرعبي]

تسلم يداك على الجهد الذي بذلتة وشكرا جزيلا لك

[عبدالله الشرعبي]

السلام عليكم ....
تختلف ليزرات أنصاف النواقل عن ليزرات الحالة الصلبة الإعتيادية في طريقة الضخ الطاقي و في احتوائها على حزم عريضة من مستويات الطاقة بدلا من المستويات المفردة التي تحدث بينها الإنتقالات التي تشارك في عملية الإنبعاث الليزري، حيث تحتوي كل حزمة على عدد كبير من المستويات الطاقية المتقاربة و التي لا يقترن وجودها بذرات معينة و إنما تشترك فيها المادة البلورية كلا و يكون ازدياد قيمة عامل الكسب الضوئي متعلقا بمقدار التيار الذي يمر عبر وصلة الوسط شبه الموصل. إن ليزر أشباه الموصلات ( ديود الليزر) هو ليزر من مادة شبه موصلة تتميز بأنها ذات فجوة حزمية مباشرة و أكثر أنواعه شيوعا هو ديود زرنيخ الغاليوم (GaAs) الذي يصدر إشعاعا تحت أحمر بطول موجي 0.85 ميكرون .
يحدث الفعل الليزري في ديود الليزر نتيجة الإنتقال المحثوث للإلكترونات بين المستويات الإلكترونية لحزمة الوصيل(Conduction Band) و المستويات الإلكترونية لحزمة التكافؤ (Valence Band) و لذلك فإن الإنتقالات قد تحدث بين أوضاع الكترونية ذات طاقات مختلفة و ليس كالإنتقالات التي تكون بين مستويات طاقية محددة .
لقد تم اكتشاف هذا النوع من الليزر سنة 1961 وله كثير من التطبيقات العملية أهمها في حقل الإتصالات و قد استخدم أيضا في ضخ أنواع أخرى من الليزر حيث يتميز هذا النوع من الليزر(ليزر شبه الموصلات- ديود الليزر) بما يلي:
1- صغر الحجم.
2- إمكان الضخ المباشر باستخدام تيار كهربائي صغير نوعا ما (150 – 15) ميلي أمبير.
3- الكفاءة العالية التي قد تصل إلى 32%.
4- إمكانية التحكم بشدة الشعاع الخارج مباشرة بواسطة التيار الكهربائي .
5- رخيص الثمن.
6- خاصية التنغيم أي إمكانية الحصول على أي طول موجي من بين أطوال موجية متعددة من الليزر نفسه.
7- تتميز بإمكانية الفتح و الغلق بسرعة كبيرة مما يمكننا من التحكم به بشكل أفضل.
8- شدة الإضاءة العالية ( أي أنه يصدر كمية كبيرة من الضوء مركزة في منطقة ضيقة).
9- نصف قطر المنطقة المضاءة صغير نسبة لنصف قطر مقدمة الديود(على افتراض أنه دائري في أغلب الأحيان).
10- ذات عمر تشغيلي طويل مما يمكننا من الإعتماد عليه في الإستخدامات التي يكون من الصعب القيام بعمليات تبديل القطع فيها أي أنه ذو كفاءة عالية.
11- يتميز بأن يصدر كمية من الحرارة مقارنة مع المصابيح المتوهجة و هذه ميزة جيدة لصالحه.
إن لديود الليزر إنتقالات متعددة أي يمكن للإلكترونات أن تنتقل بين عدة طبقات و ذلك على اختلاف الذرات و تؤدي هذه الإنتقالات إلى حدوث انبعاث ليزري و يمكن اجمال أهم الإنتقالات بما يلي:
1- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للذرات الشائبة المضفة إلى المادة الأصلية.
2- الإنتقالات بين المستويات الطاقية للأنطقة الموجودة في المواد النصف ناقلة النقية.
3- الإنتقالات بين المستويات المغناطيسية.
يتم تصنيع ديود الليزر للإستخدامات التي تحتاج إلى طول موجة صغير من زرنيخ الغاليوم و الألمينوم GaAlAs أما الأجهزة التي تحتاج إلى طول موجة كبير بيصنع الديود من InGaAsP.
و يبين الشكل بعض الصور الحقيقة لديودات الليزر بأشكال متنوعة:





بنية ديود الليزر:
يتكون كما ذكرنا من وصلة P-N هي عبارة عن الوسط الفعال و الذي تضخ إليه الطاقة باستخدام التيار الكهربائي و يحيط بهذا المتصل طلاء عاكس تطلى به النهايتان المتقابلتان من رقاقة الليزر نصف الناقل و لكن في بعض الأحيان يكون ذلك غير ضروري لأن معامل الإنكسار للهواء أصغر بكثير من معامل الإنكسار لمعظم المواد نصف الناقلة التي يصنع منها المتصل.
و نلاحظ وجود نوعين رئيسيين لبنية شريحة ديود الليزر و ذلك حسب الشكل و طريقة الإشعاع أو بالأحرى منطقة الضوء الصادر.
فالنوع الأول يصدر الضوء عمودي على الوسط الفعال و الآخر موازي له و الشكل المجاور يوضح ذلك





و هذا شكل مبسط لبنية ديود الليزر بشكل عام:





توضع الرقاقة نصف الناقلة المولدة لأشعة الليزر ضمن تشكيلة هيكلية لحمايتها من التعرض المباشر للبيئة المحيطة و لتأمين أسلاك التوصيل إلى الرقاقة بشكل عملي
و يضاف إليها عدسات لتقويم الإنتشار الذي قد ينشأ في بعض الأحيان و لتضيق حزمة الضوء في منطقة صغيرة أو لزيادة مساحة المنطقة المضاءة حسب الطلب و هذا ما يوضحه الشكل :



أنواع ديودات الليزر:
توجد بنيتان رئيسيتان لديود الليزر هما:
1- بينة فابري- بيترو أو FP.
2- البنية ذات التغذية العكسية المجزأة أو DFB.
يتميز النوع الأول FP بأنه اقتصادي أكثر من الثاني و لكنه أكثر ضجيجا من الثاني و أبطأ في الإستجابه بينما يتميز النوع الثاني DFB بأنه أهدأ و أسرع و ذو طيف إصدار أضيق من الأول و هو بالتالي ذو سعر أعلى و لكنه يقدم أداء أفضل و يتميز بإصداره لضوء نقي وحيد اللون بينما يصدر الFP ضوءا ذو أطوال موجية مختلفة.
أما عن استخدام كل من النوعين:
يستخدم الDFB في الدارات الرقمية التي تتطلب سرعة كبيرة و يستخدم أيضا في أغلب الدارات التشابهية و ذلك بسبب سرعته و ضجيجه المنخفض بالإضافة إلى امتلاكه لخطية متفوقة على الFP و هو ما نحتاجه في الدارات التشابهية.
أما النوع الثاني FP فهو يقسم إلى قسمين:
النوع الأول BH(buried hetero) و النوع الثاني MQW(multi-quantum well)
و قد ساد النوع الأول BH لسنوات عدة في أغلب الإستخدامات و الصناعات التي تستخدم الFP إلا أن النوع الثاني MQW آخذ بالإنتشار على حساب النوع الأول في الوقت الحالي و ذلك بسبب إيجابياته التي يتفوق بها على كل الأنواع الأخرى من الFP و من هذه الخصائص ما يلي:
1- تيار فتح(عبتة) صغير و بالتالي لن نحتاج إلى استخدام منابع كبيرة .
2- ذو كفاءة أعلى من غيره.
3- ذو ضجيج منخفض مقارنة مع بقية الأنواع.
4- أكثر خطية.
5- ذو استقرار عالي فيما يتعلق بدرجات الحرارة و تغيراتها أي عدم تأثره بدرجات الحرارة.
و لكن من سيئاته أنه قد يسبب بعض الإنعكاسات التي قد تؤثر على عمل بعض الأجهزة كما في الألياف البصرية.
و بالحديث عن أنواع ديودات الليزر بالنسبة للبنية لابد لنا من التطرق إلى أحدث أنواعه و هو ما يسمى ب VCSEL و يتميز بأنه يصدر الضوء بشكل عمودي على سطحه على عكس الأنواع القديمة التي تصدر الضوء من السطح الأفقي و الشكل المجاور يبين بنيته.
يشابه الVCSEL في عمله عمل الأنواع العادية من ليزرات المواد النصف ناقلة و التي تتميز بإصدار الضوء من السطح الأفقي.
يتكون الVCSEL من قلب يدعى بالقطاع الفعال أو قطاع التضخيم ووظيفته إصدار الضوء، بينما تقوم طبقات من المواد نصف الناقلة المتنوعة التي تتوضع فوق و تحت القلب بالعمل كمرايا تعكس كل منها مجالا ضيقا من أطوال الموجة للأشعة الصادرة عن القلب و تتجه هذه الأشعة المنعكسة إلى ثقب الإصدار مكونة إشعاعا ذو طول موجة واحد لأن كل طبقة من الطبقات السابقة تمتلك خصائص تمكنها من عكس أمواج صادرة عن القلب بتردد معين محولة إياها إلى أمواج ذات طول موجة واحد.
أما عن ميزات هذا النوع فنذكر:
1- الحجم الصغير.
2- المرايا المكونة من المواد النصف ناقلة و التي تمنحه تيار عتبة صغير لا يتجاور 1mA .
3- ذو استقرار حراري عالي ، لا يتأثر بتغيرات درجة الحرارة.
* استخدامات ديود الليزر
1- الألياف البصرية :
يستخدم ديود الليزر في العديد من الصناعات و الأجهزة التي نستخدمها كل يوم و خاصة في مجال الإتصالات باستخدام الألياف البصرية التي يدخل ديود الليزر في تصاميمها كمنبع للضوء من طرف يوصل الليف ضوءه إلى مستقبل واقع على الطرف الثاني.
و لكن ما هي العوامل التي تؤثر على عمل الديود و التي يجب مراعاتها عند الإستخام في الألياف البصرية ؟
1- طول الموجة الأصغري
و نعني بذلك طول الموجة الذي يشع عنده الديود أقصى طاقة ممكنة أي أنه يعمل بطاقته القصوى فيجب الإنتباه إلى مقدار الضياعات الضوئية في الليف و لزوجة الليف و التي تسبب خسارة في في الشدة الضوئية و بالتالي اختيار النوع الأنسب من ديودات الليزر لاستخدامه.
2- عرض طيف الإصدار
عند دراسة ديود الليزر بشكل نظري و على اعتبار أنه مثالي فإن هذه الدراسة تظهر أن ديود الليزر يصدر ضوءا وحيد طول الموجة ( طول الموجة الأصغري) غالبا، و لكن في المجال العملي يلاحظ أن الضوء الصادر لا يكون وحيدا و إنما يتألف من عدة أطوال موجة تزيد و تنقص قليلا عن طول الموجة الأصغري و هذا المجال الذي تتوضع فيه أطوال الموجة يدعى بعرض طيف الإصدار للمنبع.
3- نموذج الإصدار للديود
يؤثر نموذج الإصدار لديود الليزر على كمية الضوء الذي يمكن تجميعه في الليف البصرية و بالتالي إرساله عبره مما يؤثر على مدى الإرسال و دقته و للحصول على أفضل النتائج يجب أن يكون نصف قطر المساحة المضاءة بالليزر مساوية لنصف قطر نواة الليف البصري و الشكل التالي يوضح نموذج الإصدار لديود الليزر و الذي من الممكن أن يعدل و يقوم لأداء أفضل عن طريق إضافة بعض العدسات المقومة في طريق الشعاع لمحرقته في مساحة صغيرة.



4- القدرة الضوئية
يتم الحصول على أفضل النتائج نتيجة لاستخدام ديود الليزر عندما نتمكن من تجميع أكبر كمية ممكنة من الضوء و دفعها خلال الليف البصري و بالتالي تكون استطاعة الخرج للديود كافية لجعل الحساس الضوئي في الطرف الآخر من الليف يتحسس للشعاع المنقول مع مراعاة ليونة الليف و الطياعات في مناطق الإتصال و الممانعات الأخرى التي تؤثر على الشعاع في الليف، و بالرغم من هذه العوامل كلها تبقى ديودات الليزر آقوى من الليدات العادية و بالتالي استخدامها في الألياف البصرية أكثر فاعلية بكثير.
5- السرعـــــــــــة
و نعني بالسرعة سرعة الإطفاء و الإشعال لديود الليزر و التي يجب أن تستطيع مجاراة عرض حزمة المعلومات التي ينقلها النظام و تتعلق السرعة بالزمن الذي يحتاجه الديود للإنتقال من 10% إلى 90% من الإستطاعة العظمى له، و مرة أخرى نجد أن ديود الليزر يتفوق على الليد في هذه العلمية ( السرعة).
6- الخطيـــــــــــــــة
تعتبر الخطية من الخصائص المهمة الواجب مراعاتها عند استعمال ديودات الليزر في الإتصالات و الملاحظ أن الخطية تمثل علاقة تيار الدخل ( التيار الأمامي ) باستطاعة الخرج للديود و هي تتعلق أيضا بدرجة الحرارة.
عند تصميم نظام رقمي للإتصالات باستخدام الألياف الضوئية فلا تعطى خطية العناصر أهيمة تذكر أما في التطبيقات التشابهية التي تعتمد على ديودات الليرز فيجب الإنتباه إلى خطية العناصر لأن عدم الخطية أو ضعفها يؤدي إلى عدم وصول المعلومات بشكل ملائم إلى الطرف الآخر من الليف.
7- الحــــــــــــــــرارة
تتأثر ديودات الليزر كغيرها من العناصر الإلكترونية بالحرارة حيث تتغير عتبة الإصدار و هي قيمة التيار التي يبدأ عندها الديود بإصدار إشعاع الليزر، فند تغير درجة الحرارة يمكن أن تحدث عدة عوامل منها :
- تغير عتبة التيار: حيث كلما انخفضت درجة الحرارة كلما انخفضت عتبة التيار.
- تغير ميل منحني الكفاءة : و الذي هو نفس المنحني السابق و الذي يعبر عن تغير الإستطاعة مع تغير شدة التيار، حيث يقل هذا الميل كلما ارتفعت درجة الحرارة .
و لهذا يتطلب الليزر الحفاظ على تيار العتبة عند قيمة معينة و يتم ذلك باستخدام ديود مستقبل للضوء حيث يعمل التيار المتولد عنه على تأمين تغذية عكسية لديود الليزر و بالتالي الحفاظ على عتبة الإصدار عند قيمة معينة عن طريق التحكم بالتيار الأمامي للديود.
يبين الشكل أدناه علاقة الإستطاعةالضوئية الصادرة بالتيار الأمامي للديود



ن الخطية في ديود الليزر من اللميزات التي تجعله أفضل من الليد العادي في التطبيقات التشابهية حيث نلاحظ أن منحني الكفاءة ( الإستطاعة الضوئية بالنسبة للتيار) يصبح ذو ميل أقل كلما ازداد التيار الأمامي للديود و بالتالي يفقد الليد خطيته و لذلك فهو لا يصلح لتطبيقات التشابهية و يبين الشكلان التاليان مقارنة بين منحني إصدار الليد و منحني إصدار ديود الليزر:





2- قارئات الأقراص المضغوطة CD و أقراص العالية الدقة المستخدمة في الأفلام DVD :
حيث تستخدم ديودات ليزر تصدر أشعة قريبة من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة يقارب 780nm و باستطاعة قدرها 5mw إلا أن هذه الأشعة يمكن رؤيتها بالعين المجردة حيث تبدو على شكل بقعة حمراء اللون يمكن ملاحظها على ورقة بيضاء في غرفة معتمة و ذلك لتفادي النظر المباشر إلى الشعاع الذي يؤدي إلى تلف شبكية العين و بالتالي قد يسبب العمى على المدى الطويل.
و يلاحظ أن السواقات الليزرية التي تستطيع التسجيل على الأقراص تحتوي على رأسين ( كل منهما يحتوي على ديود ليزر) أحدهما للقراءة و الآخر للكتابة و الملاحظ أن استطاعة رأس الكتابة أكبر من استطاعة رأس القراءة لكي يتمكن من نزع طبقة الدهان الموجودة مسبقا على إحدى طبقات القرص.
و على الرغم من استطاعة و دقة شعاع الليزر الغازي أكبر من استطاعة و دقة ديود الليزر إلا أن هذا الأخير هو المستخدم في السواقات الليزرية لصغر حجمه و سرعة استجابته و هو ما يهم كثيرا في عملية القراءة و الكتابة حيث يحمل هذا الأخير على ألية ميكانيكة و عند دوران القرص ( باستخدام محرك خطوي) تقوم دارة السواقة بتشغيل و إطفاء الليزر للقيام بعملية الكتابة .
أما عملية القراءة فتتم بشكل مشابه كما يلي:
حيث يوجد في السواقة نظام الليزر و العدسات ومهمته قراءة النتوءات الموجودة على القرص و تتم هذه العملية بتحريك شعاع الليزر على المسار الحلزوني بينما يدور القرص و تكون آلية التحريك قادرة على تحريك الشعاع بمقدار جزء من المكرون، و عندما يتم مرور الشعاع خلال طبقة البولي كربونات و ينعكس هذا الشعاع و يصطدم بجهاز الكتروبصري يمكنه اكتشاف التغيرات في الضوء، فالنتوءات تعكس الضوء بشكل مختلف عن باقي السطح و يقوم الحساس الإلكتروبصري بالتعرف على التغير في العاكسية و من ثم يقوم يقوم جزء الكتروني ضمن الجهاز بالتعامل مع هذه التغيرات في العاكسية و تحويلها إلى بيانات و معلومات.
و الشكل التالي يبين بينة السواقة الليزرية التي تحتوي على ديود الليزر :





3- الطابعات الليزرية
التي تستخدم ديود ليزر ذو طاقة عالية نسبيا لتقوم بعملية تشريد أو شحن للورق ومن ثم تمر الورقة بالعملية التالية ألا و هي نفث الحبر المشحون أصلا و هو عبارة عن حبر خاص غير سائل و إنما على شكل بودرة ذات جزئيات دقيقة جدا تكون شحنتها معاكسة لشحنة الورق و بالتالي يحدث جذب بينهما، و لعل استخدام الليزر ذو الدقة العالية و الذي يمكن التحكم بنصف قطر شعاعه يمكننا من الحصول على دقة طباعة عالية و و توفير في الحبر و الوقت لأنه لن يكون هناك الكثير من الحركة الميكانيكية كما في الطابعات النافثة للحبر و الطابعات النقطية و الجدير بالذكر أن أغلب الطابعات الليزرية تستخدم شعاع ليزر بطول موجة يتراوح بين 780nmو 650nm مما يعني أنه يجب تفادي فتح الطابعة عند العمل خوفا من إصابة الشعاع للعين و بالتالي تلف الشبكية.
نذكر أيضا من استخدامات ديود الليزر:
مؤشرات الليزر المستخدمة بكثرة هذه الأيام و الماسحات الضوئية و أجهزة الBAR CODE في المكتبات و محلات البيع .
شكرا جزيلا على هذا الموضوع القيم

[حيدر فاهم]

موضوع مفيد بارك الله بالجهود المبذولة

[عدي العبيدي]

مشكووووووووووووووووووووووور