Ярим ўтказгичли лазер

Ярим ўтказгичли лазер

Ярим ўтказгичли лазер 1958 йил совет олими Н.Г.Басов ва унинг ходимлари томонидан ярим ўтказгичли материалларни актив муҳит сифатида ишлатиш имкониятлари мавжудлигини кўрсатиб берди. Улар томонидан ярим ўтказгичли материаллардан фойдаланилганда электор токи энергиясини тўғридан-тўғри когерент нур энергиясига айлантириш мумкин. Ярим ўтказгичли лазер қурилмасининг ишлаш принципи қуйидагича бўлади. Квант теориясига биноан, ярим ўтказларда электронлар икки кенг энергетик йўлакчаларни эгаллайди (Error: Reference source not found).
Пастки энергетик йўлак ўзи билан валентлик зонасини англатса, юқори энергетик йўлак ўтказучан зонани англатади. Нормал тоза ярим ўтказгичда, паст температурада ҳамма электронлар боғланган бўлиб, валент зонаси чегарасидаги энергетик сатхда жойлашган бўлади. Агар ярим ўтказгичга электор токи билан ёки ёруғлик импулси таъсир кўрсатсак, у холда бир қисм электронлар ўтказувчан зонага ўтади [59, 69]. Бундай ўтиш натижасида, валент зонасида бўш ўринлар юзага келади, бундай бўш ўринларни физикада тешиклар деб юритилади. Бу тешиклар мусбат зарядлар ролини ўйнайди. Шундай қилиб, ярим ўтказгич валет зонаси ва ўтказувчан зоналар ўртасида электронларнинг тақсимланиши юзага келади. Бошқача қилиб айтганда, гап юқорида жойлашган энергетик зонада электронларни тақсимланиши юз беради.
Баъзи бир арсенид галлийга ўхшаш ярим ўтказгичларда, электронларнинг ўтказиш зонасидан қайта валент зонасига ўтиши ва тешиклар билан бирлашиши натижасида ёки турли хил заряд олиб юрувчилар орасида рекомбинация жараёни юзага келади ҳамда фотонларнинг нурланиши юзага келади.

Rasm Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1. Ярим ўтказгичли лазернинг энергетик схемаси

Тақиқланган зона кенглигини ярим ўтказгичда камайтириш учун, ярим ўтгазгичга махсус аралашма қўшилади,улар ярим ўтказгичда махсус энергетик зоналар юзага келтирадилар. Инверс холатни юзага келтириш учун турли усуллардан фойдаланилади ёки оптик нур ёрдамида қайта қўзғатиш ёки электор токи импулслари ёрдамидан фойдаланилади [63].

Rasm Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..2. Ярим ўтказгичли лазер схемаси (а) ва унинг спектрал характеристикаси (б)

Бу ерда актив элемент сифвтида n-типдаги арсенид галлий моддасидан фойдаланилган бўлиб, унинг концентрацияси 10¹⁷– 10¹⁸ см^-3 га тенг. Шу материалдан параллелепипед ёки куб шаклидаги материал тайёрланади, унга ярим ўтказгичли диод деб айтилади. Диоднинг ўлчовлари жуда кичкина бўлиб, миллиметрнинг кичик қисмини ташкил этади. Диод олтин билан қопланган молибден асосга кавшарланади ва натижада n зона худуди билан контакт хосил қилади.р зона худуди юзасига кумуш ва олтин қоплама аралашмаси қопланади [73, 74, 71].

Диоднинг кўндаланг кесим юзаси кўзгу ролини ўйнайди,шунинг учун ҳам икки ён томони жуда яхши силлиқланадива улар ўзаро параллел қилиб тайёрланади. Бундай тайёрланган ярим ўтказгич ўзнавбатида резонатор ролини ҳам ўйнайди. Хосил бўлган нур диоднинг худди шу ишлов берилган томонларидан чиқади. Юқори ва пастки томонлар контакт бўлиб,улар орқали диодга электор кучланиши берилади. Бошланғич вақитда, диоддан оқувчи ток кучи катта эмас, нурнинг спектрал йўлак кенглиги етарли даражада кенг бўлади (Rasm Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует. .2.б), ток ўзининг дастлабки қийматидан юқори қийматга етиши билан спектрал йўлак кенглиги тезда тораяди. Лазер диоди нурланишининг фазовий кўриниши барг шаклида бўлади. Лазер диоди узлуксиз режимда ҳамда импулсли режимда ишлайди. Бундай лазернинг асосий авзалликларидан бири унинг чиқишдаги нурни жуда осон модуллаш мумкин [76, 72, 81].
Бунинг учун уни таъминловчи токни модуллаштириш керак,шунда чиқишдаги нур ўша частота билан модуллаштирилган бўлади.
Актив элемент сифатида фосфид галийдан, сурмянистқй индий, сурмянистқй галлий, арсенид-фосфид-галлия ва бошқалардан ҳам фойдаланилади.
Ярим ўтказгичли лазернинг наъмунавий тури Луч-3 1965 йилда Лейпциг ярмаркасида номоён этилган. Арсенид галлий кристалли ўлчамлари 0,03 мм³ бўлиб, у термостат ичида суюқ азот температураси -196°С да, импулс режимида, тўлқин узунлиги 0,844 мкм, импулс давомийлиги 2мкс бўлиб, нурнинг импулс қуввати 10 Вт бўлган[73, 83].

1.