Lazer fizikasi fanining tarixi, buguni va kelajagi

Yarim o`tkazgichli lazerlarni.


Yarim o‘tkazgich lazerida kvant nurlanishi energetik zonalar oralig‘ida o‘tish tufayli paydo bo‘ladi. Zonalarda energetik sathlari juda zich joylashgan va shu sababli yarim o‘tkazgichli aktiv moddalarda kuchayish koeffitsienti 10⁴sm^–1 gacha qiymatga erishishi mumkin. Kuchayish koeffitsientining kattaligi tufayli yarim o‘tkazgichli aktiv moddalar kichik o‘lchamga ega (rezonatorlar uzunligi L=50mkm dan 1 milli-metrgacha) bo‘ladi. Energetik zonalarni bir-biridan ajralgan oraliq masofa mavjud. Elek­tron zonalar oralig‘ida joylashadigan energetik sathga ega emas. Elektronlarga to‘lgan va ener­giya taqsimotiga ko‘ra eng yuqoridagi energetik holatlar to‘plamiga valent zona deyiladi. Elektron­lar qisman o‘rin olgan yoki butunlay o‘rin olmagan holatlarga o‘tkazuvchanlik zonasi deyiladi.

64- rasm, n- va r- tipdagi yarim o’tkazgichlarning energetik diagrammasi.

-o’tkazuvchanlik zonasining energiyasi,
-Fermi sathining energiyasi, -donorning energetik sathi, -valent zonasi enegiyasi, -akseptorenergiyasi.

64- rasmda n- va r- tipdagi yarim o‘tkazgichlarning energe­tik diagrammasi keltirilgan. n-tipdagi yarim o‘tkazgichda do­nor energetik sathi е_D o‘tkazuvchanlik zonasiga yaqin va Fermi sathining pastida joylashadi. r-tipdagi yarim o‘tkazgichlarda akseptorning energetik sathi е_A o‘tkazuvchanlik zonasidan uzoqda va Fermi sathining yuqorisida joylashadi.

Shu ikki tipdagi yarim o‘tkazgichlarni tutashtirib birlashtirilsa, r-n-o‘tishli yarim o‘tkazgich hosil bo‘ladi. Termodinamikaning talabiga muvofiq energetik sathlarning ciljishi sodir bo‘ladi. O‘tkazuvchan va valent zonalarining energetik kengliklari bir-biridan fark qiladi. r-tipli yarim o‘tkazgichning potensial energiyasi katta bo‘ladi. 65-rasmda r-n-o‘tishli yarim o‘tkazgichning energetik sxemasi ifodalangan.

65-rasm.Kuchsiz ligerlangan r-n o’tishli yarim o’tkazgichning energiya zonalari.

Yarim o‘tkazgichli lazerlar uchun r-n-o‘tish sohasida elekt­ron va teshiklar bir vaqtda ishtirok etishi katta axamiyatga ega. Bu shart kuchli legirlangan yarim o‘tkazgich donor va akseptorni hosil qiladigan elementlarni yarim o‘tkazgichning kristall panjarasiga kiritib konsentrasiyasini bir santimetr kub hajmda 10¹⁷—10¹⁸ ta atomga yetkazishda bajriladi. Kuchli legirlan­gan yarim o‘tkazgichlarda Fermi sathi е_F o‘tkazuvchanlik zonasi­ning ichida joylashadi. n-tipda donor sathi elektronga to‘ladi va qisman o‘tkazuvchanlik zonasiga xam utadi. r-tipli yarim o‘tkazgichda esa akseptor sathi to‘lmaydi va tirqish valent zo­nasida paydo buladi. Fermi sathi esa valent zonasida joylashadi.

31.