|
, (2.3)
bu yerda С-vakuumda nurni tarqalish tezligi;
n
1
-o‘zakning sindirish ko‘rsatkichi.
O‘zak materialining sindirish ko‘rsatkichi 1,45-1,55 oraliqda yotadi.
25
2.2. Optik axborotni uzatuvchi manbalar.
Optik aloqa tizimlari nurlanish manbalariga qo‘yiladigan umumiy talablar
quyidagilar:
- nurlanish manbasining to‘lqin uzunligi optik tolalarning yo‘qotishlarining
minimum spektral taqsimlanishlaridan biriga to‘g‘ri kelishi kerak;
- manba tuzilishi chiqishda bir muncha yuqori quvvatli optik signallarni
nurlanishini va uni optik tolaga samarali kirishini ta’minlashi kerak;
- manba yuqori ishonchlikka ega bo‘lishi va ko‘p muddatga xizmat qilishi
kerak;
- o‘lchamlari, og‘irligi va sarf qiladigan quvvati minimal bo‘lishi kerak;
- texnologiyalarning oddiyligi arzon narxlarni va yuqori ishlab
chiqaruvchanlikni ta’minlashi kerak[16].
Muayyan tizim xususiyatlari nurlanish manbalari tavsiflariga bir qator o‘ziga
xos talablar qo‘yadi . Bu talablar bir modali optik toladan foydalanish bilan
axborotlarni uzoq masofalarga uzatadigan yuqori tezlikli tizimlarda juda qat’iy
hisoblanadi. Birinchi navbatda gap nurlanishning spektral tavsiflari haqida ketadi.
Bir modali optik tolada dispersiya tufayli nurlanish impulslarining kengayishi
nurlanishni
spektr
kengligiga
va
signallarni
uzatish
tezligiga
proporsionaldir[13,14].
Kogerent usulli zamonaviy optik aloqa tizimlarida nafaqat qisqa spektrli,
balki λ
0
to‘lqin uzunligi uzoq muddatga barqaror bo‘lgan manbalar zarur. Agarda
qo‘shni kanallar o‘rtasidagi spektr oralig‘i katta bo‘lmasa, λ
0
to‘lqin uzunligining
yuqori barqarorligi spektr bo‘yicha ajratilgan tizimlarda ham zarur.
Tabiiyki, yuqori tezlikli tizimlarda nurlanish manbalarining dinamik
tavsiflariga ham muhim talablar qo‘yiladi. Boshqa parametrlarini (moda tarkibi,
yo‘nalish diagrammasi va boshqalar) jiddiy o‘zgarishsiz nurlanish fazasi,
26
chastotasi yoki jadalligining to‘g‘ridan-to‘g‘ri modulyatsiyalanishiga imkon
beruvchi optik nurlanish manbalaridan foydalanish juda qulay.
Nisbatan past tezlikda signallarni yaqin masofalarga uzatuvchi tizimlarda:
shahar, zona, binolar ichida va boshqa optik aloqa tizimlarda qo‘llaniladigan
nurlanish manbalarining tavsiflariga nisbatan pastroq talablar qo‘yiladi [17]. Bu
tizimlarda pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalardan foydalaniladi.
O‘tkazishni chastota polosasi optik tolalarning modalararo dispersiyasi orqali
aniqlanadi. Shuning uchun yuqorida aytib o‘tilgan optik aloqa tizimlarida kogerent
manbalardan foydalanish o‘z ma’nosini yo‘qotadi.
Optik aloqa tizimlari uchun optik nurlanish manbalarining uch sinfi
ma’lum: yarim o‘tkazgichli, tolali va hajmli mikrooptik manbalar (mikrolazerlar).
Ularning hammasi u yoki bu darajada yuqorida ko‘rsatilgan talablarga javob
beradi, lekin faqat yarim o‘tkazgichli manbalar, ya’ni yorug‘lik diodlari va
lazerlardan keng foydalaniladi. Yarim o‘tkazgich nurlanish manbalarining jadal
rivojlanishi birinchi navbatda yuqori samaradorlik bilan elektr toki energiyasini
bevosita optik nurlanishga aylantirishi, yuqori tezlikda tok bilan kuch berilishidan
nurlanish parametrlarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘zgartirish imkoniyati mavjudligi,
og‘irlik va o‘lchamlarini kichikligi kabi optik aloqa tizimlari uchun muhim
bo‘lgan ijobiy xususiyatlarning birikuviga bog‘liq.
Kvant mexanikasidan ma’lumki, elektronlar tomonidan egallangan
energiyaning qiymati uzluksiz hisoblanmaydi, balki diskret xususiyatga ega.
Energetik holatlarning diskretligi elektron u yoki bu energetik sathda joylashgan
deb gapirishga asos bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichlarda (2.6-rasm) elektronlarning
zichligi nisbatan ko‘p va shuning uchun ko‘plab energetik sathlar zona tashkil
qilgan holda zich joylashgan.
27
2.6-rasm. Yarim o‘tkazgichlarning energetik sathlari.
Bunday zonalarning ikki turi mavjud: yuqori-Е
с
energiyali o‘tkazuvchanlik
zonasi, quyi-Е
v
valent elektronlar zonasi. Bu zonalar orasida Е
q
energiyali
taqiqlangan zona joylashgan.
Valent elektronlar zonasi bazaviy (minimal) energetik sathga mos keladi deb
hisoblanadi. Issiqlik muvozanatida deyarli hamma elektronlar aynan shu zonada
joylashadi, ya’ni elektronlar yarim o‘tkazgich kristall panjarasining aniq joylarida
to‘planadi va saqlanib qolinadi. Agar elektronlarga tashqaridan energiya berilsa,
nima yuz beradi?- degan savol paydo bo‘ladi. Agar yarim o‘tkazgichning p-n
o‘tishiga to‘g‘ri yo‘nalishdagi siljituvchi kuchlanish berilsa, unda o‘tish joyi orqali
elektr toki o‘ta boshlaydi. Agar tashqaridan beriladigan energiya miqdori ko‘p
bo‘lsa, unda past energetik sathda joylashgan ba’zi elektronlar qo‘shimcha
energiyani egallagan holda yuqori sathlarga o‘tadi, ya’ni valent zonada to‘plangan
elektronlarning bir qismi o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tadi. Bu yarim o‘tkazgich
ichida ko‘chib yurib, joylasha oladigan erkin elektronlarning paydo bo‘lishiga olib
keladi. Bunda valent elektronlar zonasining bo‘shatilgan joylarida musbat
As
As
Ga
Ga
E
c
E
q
E
v
28
zaryadlangan kovaklar paydo bo‘ladi. Kovaklar va erkin elektronlar yarim
o‘tkazgichda tokning tashuvchilari hisoblanadi. Yarim o‘tkazgichdagi erkin
elektronlar kristall panjara tugunlari yoki boshqa elektronlar bilan to‘qnashib,
valent elektronlar zonasiga «qaytib tushadi» va «elektron-kovak» juftligi
yo‘qoladi.
Agar past energetik sathga yoki valent elektronlar zonasiga «qaytib tushish»
to‘qnashuvsiz yuz bersa, unday holatlarda elektronlar tomonidan yo‘qotilgan
energiya foton ko‘rinishda ajralib chiqadi. Nurlanishning bunday jarayoni spontan
nurlanish deb nomlanadi.
chastota Е energetik sathlarning farqi (Е
с
-Е
v
ga teng), ya’ni taqiqlangan
energetik zona kengligi bilan aniqlanadi:
=C/λ=E
q
/h , (2.4)
bu yerda C-yorug‘lik tezligi, с=3*10
8
m/sek;
λ-to‘lqin uzunligi, mkm;
E
q
-taqiqlangan zona kengligi;
h- Plank doimiysi, h=6,626*10
-34
J*sek.
Bu formula Borning chastota sharti deyiladi. Yorug‘lik jadalligi «elektron-
kovak» juftliklari soniga bog‘liq.
Spontan optik nurlanish har qanday elektronning bir energetik sathdan
boshqasiga o‘tishidan paydo bo‘ladi. Lekin hamma elektronlarning o‘tish vaqti bir-
biriga mos kelmaganligi uchun nurlanishning ustma-ust tushishi yuz beradi va
amplituda, fazalari har xil bo‘lgan optik to‘lqinlar paydo bo‘ladi. Buning natijasida
esa chastota bo‘yicha ham bir turda emaslik kuzatiladi. Bundan tashqari E
q
energiyasining eng kichik tebranishlari shunday darajada bo‘lmasa ham
nurlanishni chastotaviy yoyilib ketishiga ta’sir qiladi[18].
29
Do'stlaringiz bilan baham: | 
