Guliston davlat universiteti r. Elmurodov., I. Maripov. Lazerlar fizikasidan

Laboratoriya ishi №8 
Arsenid galliy injeksion lazerini o’raganish. 
Dastlabki injeksion lazer (

si 0,84 mkm atrofida) arsenid galliy
(GaAs) yarim o`tkazgichida ishga tushirilgan edi. Xozirgi vaqtda, GaAs
diodiga asoslangan yarim o`tkazgichli lazerlar keng tarqalgan.
Arsenid galliy kul rang mo‘rt kristalll bo‘lib, 1510 K da eriydi.
Sindirish ko‘rsatkichi 3,6 ga teng bo‘lib, GaAs da p-n-o`tishlar bir necha
usul bilan hosil qilinishi mumkin. Odatda, silliq p-n-o`tishlar donor
kirishmalar ( Te, Se va boshqalar) bilan legirlangan materilga akseptor
kirishmalarni (Zn, Cd va xokazalarni) diffuziya qilish yo`li bilan hosil
qilinadi. Lazer materiali sifatida, GaAs da nurlanish rekombinasiyasi katta
extimoliyatga ega. Shu tufayli, uning yordamida birinchi yarim
o`tkazgichli lazer yaratilgan edi.
Xamma yarim o`tkazgichli lazer materiallar, shu jumladan GaAs ning
eng muxim xususiyati shundan iboratki, ular boshqa lazer materiallariga
(ion kristallli, shisha, suyuqlik, xususan gaz muxitlari) qaraganda,
elektromagnit nurlanishi yuqori darajada kuchaytiradi. Shuning uchun
xam, juda kichik namunalarda xam, generasiya shartini bajarish mumkin.
Odatda, GaAs lazeri uzunligi millimetrning bo‘laklaridan millimetrgacha
bo`lgan to‘g‘ri burchakli paralleliped shaklida yasaladi. Ammo, chiziqli
o‘lchamlari bir necha o‘n mikrometr bo`lgan GaAs lazer diodlari xam
yasaladi. 67-rasmda arsenid galliy lazerining sxemasi keltirilgan. p-n 
o`tishlarning tekisligiga perpendikulyar bo`lgan yon tomonlari yaxshilab
silliqlanadi va ochiq rezonatorning ko`zgusi vazifasini bajaradi.
GaAs ning sindirish ko‘rsatkichi katta bo`lgani uchun, silliqlangan
uchlari xech qanday qo‘shimcha qoplam bo‘lmaganda xam tushayotgan
nurlanishni 35 % qaytaradi. p-n- o`tishlarga tik bo`lgan qolgan ikki
tomoni orasida generasiya hosil bo‘lmasligi uchun, qisman qiya qilib
yasaladi.

---

---

21-rasm. Arsenid galliy lazerining sxematik

tasviri: 1 – silliqlangan uch tomonidagi
yuzalar; 2 - p- soha; 3 – n – soha; 4 – elektr
o`tkazgichlar; 5 – oltin bilan qoplangan molibden
plastinka; 6 -p-n – soha (shtrixlangan);
7- chiqayotgan nurlanish.
Past temperaturalarda GaAs injeksion lazerlari impuls rejimida xam,
uzluksiz rejimda xam ishlashi mumkin. Yuqori temperaturalarda esa, faqat
impuls rejimida ishlaydi. Zaryad tashuvchilarni injeksiya qilish uchun, xar
xil qaytarish chastotasidagi (yuzlab kilogersgacha) xar xil davomiylikdagi
(mikrosekundlardan kichikdan boshlab, birnecha mikrosekundgacha)
impuls toklaridan foydalaniladi.
Yarim o`tkazgichli lazerlarda generasiya hosil bo`lish manzarasi
quyidagicha bo`ladi. Injeksiyasini kichik toklarida lazerdan nurlanishi
kuchsiz yo‘nalishga ega bo`lgan keng lyuminessensiya chizig`ini
nurlanishini kuzatish mumkin. Tokni qiymati biror pogona qiymatiga
yetkazilganda, nurlanishni intensivligi va yo‘nalishi keskin oshadi,
lyuminessensiya chizig`i kengligi esa, keskin torayadi.
GaAs da p-n- o`tishlardagi nurlanishni taxlil qilamiz. Tajribalarda
kuchli legirlangan diodlarda p-sohaga elektronlarni injeksiyasi kuchli
bo`lishi aniqlangan. Bu holatlda, nurlanish manbai p-soha bo`ladi va
nurlanish chizig`i p- tipidagi bir jinsli materialning (uchinchi chiziq)
asosiy nurlanish chizig`iga o‘xshash bo`ladi. Bu xildagi manzara ko`pgina
yarim o`tkazgichlarda kuzatiladi. Ba‘zi xollarda donorlarning kichik
konsentrasiyasida va yuqori temperaturalarda n- sohaga kovaklarning
injeksiyasi xam ro`y berishi mumkin. Bu holatlda nurlanish energiyasi
ikinchi chiziqqa to‘g‘ri keladi. Ko`pgina injeksion lazerlarda elektronlarni