Mavzu: Optik kvant generatorlar (lazerlar) Reja: Optik generatorlar (lazerlar) Spontan va majburiy nurlanishlar

3) yarimo'tkazgichli lazerlar
Yilda klassik lazer fizikasi, faol media nisbatan ajralgan energiya darajasini tor borligi bilan xarakterlanadi, deb hisoblanadi. Bu holda populyatsiya inversiyasi yuqori diskret va quyi energiya sathlari o'rtasida hosil bo'ladi. Yarimo'tkazgichli lazerlarning o'ziga xos xususiyati - bu yarimo'tkazgich kristalining keng elektron energiya tarmoqlaridagi holatlar orasidagi o'tishdagi inversiya. Bunday holda, alohida atomning to'lqin funktsiyasidan foydalanish mumkin emas, chunki u umuman kristall tomonidan belgilanadi. Yarimo'tkazgichli lazerning ishlash printsipiga asoslangan darajalar va ular orasidagi o'tishlarning energiya diagrammasi shakl. 5.9.
Yarimo'tkazgichlarning energiya diagrammasi tasma tuzilishi sifatida ifodalanishi mumkin. 0 K haroratda to'liq to'ldirilgan valentlik zanjiri bo'sh o'tkazuvchanlik zonasidan taqiqlangan lenta bilan ajralib turadi (5.9-rasm, a ). Tashqi maydon ta'sirida (masalan, nasos energiyasi) elektronlar o'tkazuvchanlik zonasiga o'tadi. Ushbu tasma ichida elektronlar juda qisqa vaqt ichida (~ 10 -13 s) eng past darajaga ko'tariladi va valentlik diapazonining maksimal darajasiga yaqin bo'lgan barcha elektronlar, shuningdek, yuqori qismini bo'sh qoldirib, egasiz darajalarning eng past darajasiga ko'tariladi. , ya'ni teshiklar bilan to'ldirilgan ". Shunday qilib, valentlik zonasi va o'tkazuvchanlik zonasi o'rtasida populyatsiya inversiyasi sodir bo'ladi (5.9-rasm, b)). Elektronlar o'tkazuvchanlik zonasidan valentlik zonasiga o'tganda (rekombinatsiya) foton chiqadi. Agar bunday yarimo'tkazgich bo'shliqqa joylashtirilsa va ma'lum bir chegara sharti ta'minlansa, u holda stimulyatsiya qilingan rekombinatsiya nurlanishi yarim o'tkazgichda lasingga olib keladi.



4. Lazerlarning qo‘llanilishi
Ishlab chiqarishda lazer
Lazerlar ishlab chiqarishda kesish, burg'ulash, payvandlash, lehimlash, qotish, sirtni qayta ishlash, markalash, o'ymakorlik, mikromashinalash, impulsli lazer püskürtme, litografi, sozlash va boshqalar kabi keng foydalaniladi. Ko'pgina hollarda, kichik bir nuqtada nisbatan yuqori optik intensivlik kuchli isitishga, materialning mumkin bo'lgan bug'lanishiga va plazma hosil bo'lishiga olib keladi. Lazer nurlanishining asosiy jihatlari lazer nurlarining yuqori fazoviy kogerensiyasidir, bu aniq fazoviy fokuslanishni, shuningdek, yuqori intensiv energiyani qisqa impulslar shaklida etkazib berishni ta'minlaydi.
Lazerli ishlov berish usullari mexanik yondashuvlarga qaraganda juda ko'p afzalliklarga ega. Ular juda nozik tuzilmalar bilan ishlashni sifatini yo'qotmasdan, masalan, mexanik matkaplar va pichoqlardan foydalanishda paydo bo'ladigan mexanik stresslardan qochishga imkon beradi. Chiqish qobiliyati yuqori bo'lgan lazer nuri yordamida juda nozik yoki chuqur teshiklarni burg'ulash mumkin, masalan, nozullar tayyorlash uchun. Juda yuqori ishlov berish tezligiga, masalan, mexanik filtrlar (elak) ishlab chiqarishda ko'pincha erishiladi. Bundan tashqari, xizmat muddati elektr asboblarining imkoniyatlaridan sezilarli darajada oshadi.