I bob. Adabiyotlar tahlili

2.2. Yarim o‘tkazgichli lazerlar
Lazerning ish muhitida (bizning holatda, yarimo'tkazgichli kristalda) teskari populyatsiyani yaratish tartibi deyiladi nasos Yarimo'tkazgichli lazerlarni tashqi tomondan yorug'lik, tez elektronlar nurlari, kuchli radiochastota maydoni va yarimo'tkazgichning o'zida zarba ionlashi bilan pompalanishi mumkin. Ammo eng sodda, iqtisodiy va, aslida, eng keng tarqalgan yarimo'tkazgichli lazerlarni quyish usuli in'ektsiya yuk tashuvchilar degeneratsiyalangan p-n birikmasida("Fizika qo'llanmasiga qarang yarimo'tkazgichli qurilmalar”; tunnel diodi). Bunday nasosning ishlash printsipi 3 -rasmda aniq ko'rsatilgan energiya diagrammasi termodinamik muvozanat holatidagi bunday o'tish va oldinga katta burilish... Ko'rinib turibdiki, p-n birikmasiga to'g'ridan-to'g'ri qo'shni bo'lgan d mintaqasida teskari populyatsiya amalga oshiriladi-kvazi-fermi darajalari orasidagi energetik masofa diapazon oralig'idan katta.

8-rasm. Degeneratsiya pn o'tish termodinamik muvozanat holatida (chapda) va katta oldinga burilish bilan (o'ngda).
Biroq, ish muhitida teskari aholi yaratilishi zarur, Biroq shu bilan birga etarli shart emas lazer nurlanishini yaratish uchun. Har qanday lazerda va yarimo'tkazgichli lazerda, xususan, qurilmaga berilgan nasos quvvatining bir qismi befoyda yo'qoladi. Va faqat nasos quvvati ma'lum bir qiymatdan oshganda - avlod chegarasi, lazer kvant nur kuchaytirgichi sifatida ishlay boshlaydi. Avlod chegarasi oshib ketganda:
A) keskin ko'tariladi qurilma chiqaradigan nurlanish intensivligi (9a -rasm);
B) toraytiradi spektral chiziq nurlanish (9b -rasm);
C) nurlanish paydo bo'ladi izchil va tor yo'naltirilgan.

9 -rasm. Oqim chegara qiymatidan oshganda yarimo'tkazgichli lazerning intensivligining (chapda) oshishi va spektral emissiya chizig'ining (o'ngda) torayishi.
Eshikni joylashtirish shartlariga erishish uchun odatda lazerning ishchi muhiti joylashtiriladi optik rezonator. u optik yo'lning uzunligini oshiradi ish muhitida yorug'lik nurlari, chegara chegarasiga erishishni osonlashtiradi, nurni yaxshiroq yo'naltirishga yordam beradi va hokazo. Yarimo'tkazgichli lazerlarning turli xil optik rezonatorlari orasida eng keng tarqalgani eng oddiyidir. Fabry-Perot rezonatori- ikkita tekis parallel nometall, perpendikulyar p-n o'tish. Bundan tashqari, yarimo'tkazgich kristalining sayqallangan yuzlari ko'zgular sifatida ishlatiladi.
Bunday rezonator orqali elektromagnit to'lqinning o'tishini ko'rib chiqing. Keling, rezonatorning chap oynasining o'tkazuvchanligi va aks ettirish koeffitsientini olaylik t 1 va r 1, to'g'ri (u orqali nurlanish o'chadi) - orqada t 2 va r 2; rezonator uzunligi - L... Kristalning chap tomoniga tashqi tomondan tenglamasi yozilgan elektromagnit to'lqin tushsin.
. (2.1)
Chap oynadan, billurdan va o'ng oynadan o'tib, nurlanishning bir qismi kristallning o'ng yuzasidan chiqadi, ba'zilari esa aks etadi va yana chap tomonga o'tadi (10 -rasm).

10-rasm. Fabry-Perot rezonatoridagi elektromagnit to'lqin.