33
ko‘ndalang kesimiga perpendikulyar bo‘lgan p-n o‘tishli parallelepiped
ko‘rinishidagi oddiy lazer diodlar tuzilishi 2.10-rasmda tasvirlangan [20].
2.10-rasm. p-n o‘tishli, Fabri-Pero rezonatorli lazer diodi.
Aks ettiruvchi parallel, ko‘ndalang yuzalar Fabri-Pero rezonatorlarini tashkil
etadi. Tashuvchilar rekombinatsiyasi o‘tish tekisligi yaqinida amalga oshadi va
Fabri-Pero rezonatorlari hisobiga musbat teskari aloqa hosil qilinadi. Ko‘ndalang
yuzalardan aks etish havoning va yarim o‘tkazgichning n sindirish ko‘rsatkichlarini
farqlanishi bilan tushuntiriladi. Nomaqbul yo‘nalishlarda generatsiya yuzaga
kelmasligi uchun nurlantirmaydigan yuzalarning g‘adir-budirligi ta’minlanib,
ularning dag‘allashuviga erishiladi.
2.7-rasmda ko‘rsatilgandek nurlanish manbalarining vatt – amper tavsifida
injeksiya toki qiymati chegaraviy qiymatga yetib generatsiya, ya’ni lazer effekti
hosil bo‘lganda tuzilishda to‘liq optik kuchayish to‘liq yo‘qotishlarga tenglashadi.
To‘liq yo‘qotishlar uzunlik birligida α koyeffitsiyent bilan tavsiflanadigan
ichki yo‘qotishlardan va ko‘zgudan aks etish koeffitsiyentlari р
1
va р
2
bilan
aniqlanadigan, rezonator oxirlaridagi yo‘qotishlardan iborat. Rezonatorning L
n
p
p - n-o‘tish
Nurlanish
34
uzunligida generatsiyaning yuzaga kelishi uchun, muhit uzunlik birligida quyidagi
shart bilan aniqlanadigan S kuchayishga ega bo‘lishi kerak:
.
1
lg
20
2
1
p
p
L
S
(2.5)
Odatda GaAs asosidagi injeksion lazer uchun р
1
=р
2
=0,3. Tokning
chegaraviy zichligini quyidagi ifoda orqali baholash mumkin, A/sm
2
p
L
С
Ed
E
qn
I
ички
q
ч
1
lg
)
20
(
h
η
γ
Δ
Δ
10
π
8
3
2
2
2
4
(2.6)
bu yerda
Е – spontan nurlanish liniyasining energiyasi; d-aktiv soha
qalinligi;
Е
q
- yarim o‘tkazgich ta’qiqlangan zonasining energiyasi; α-muhitning
kuchayish koeffitsiyentini temperaturaviy bog‘lanishini hisobga oluvchi,
ko‘paytuvchi.
Gomolazer uchun, uy temperaturasida generatsiya chegarasiga erishish
uchun, I
ч
ning chegaraviy zichligi 30 ... 100 A/sm
2
bo‘lishi kerak. Bu quyidagi
sabablar bilan tushuntiriladi:
1)
n turdagi yarim o‘tkazgichdan
р-п o‘tishga injeksiyalanadigan
elektronlarni bir qismi, o‘zining katta diffuziya uzunligidan aktiv soxaga sakrab
o‘tadi va induksiyalangan (majburiy) nurlanishning hosil bo‘lish jarayonida
qatnashmaydi;
2) aktiv soxadagi rekombinatsiya natijasida hosil bo‘lgan nurlanish, o‘lchamlari
aktiv soxadan oshadigan quyi sifatli yorug‘lik o‘tkazgichda tarqaladi. Aktiv
soxadan tashqarida egallanganlik inversiyasi (inversiya naselennosti) sharti
bajarilmaydi va nurlanish intensiv yutiladi.
Tok zichligining juda kattaligi kristallning ortiq qizib ketishiga va uning
tezda buzilishiga olib keladi. Kristall temperaturasi suyuq azot temperaturasigacha
kamaytirilganda lazer uzoq muddat xizmat qilishi mumkin.
Gomolazer misolida faqatgina majburiy nurlanish mexanizminigina ko‘rib
chiqish mumkin, lekin uni tolali optik aloqa tizimlarida qo‘llash amaliy mumkin
35
emas. Tolali optik aloqa tizimlari uchun lazer diodi normal tashqi sharoitlarda
modulyatsiyalaydigan tok bilan barqaror, mustahkam ishlashi kerak. Tok
zichligining tashqi sovitishni talab etmay, kamayishi va boshqa tavsiflarni
yaxshilanishi ko‘p qatlamli yarim o‘tkazgichlar – geterotuzilishlar hisobiga
erishilgan. Amaliyotda bitta generatsiya kanaliga ega bo‘lish maqsadga muvofiq.
Bunga rezonator bo‘ylab aktiv soxani ingichka poloskaday chegaralash hisobiga
erishish mumkin. Bunday lazer diodlar I
ч
lar poloska geometriyali lazerlar
deyiladi. Ularda I
ч
ток 500 mA/sm
2
gacha kamayadi, nurlantiruvchi yuzani
kichik sonli apertura – NA li ga optik tolaga nurlanishi samarali kiritishni
ta’minlovchi o‘lchamlargacha tayyorlash mumkin va nurlanish stabilligini oshirish
mumkin. Poloskali kontaktni bir necha usullar yordamida tayyorlash mumkin. 8.5
– rasmda poloskali kontaktni tayyorlash misollari keltirilgan[21].
2.11-rasm. Poloskali kontaktni tayyorlash usullari: a- mezapoloska tuzilishli
lazer; v- proton portlatish bilan hosil qilingan kontakt; d)cho‘ktirilgan strukturali
lazer.
Rasmda ko‘rsatilgan tuzilishlarning hammasi n va r turdagi GaAs aktiv
qatlamga ega, GaAs li aktiv qatlam bir tomondan r turdagi AlGaAs qatlam bilan
chegaralangan. р- turdagi
AlGaAs
qatlam boshqa n turdagi chegaralovchi
qatlamdan injeksiyalanadigan elektronlar uchun potensial to‘siq hosil qiladi. р va n
turdagi GaAs qatlamlar omik va issiqlik kontaktlarini yaxshilash uchun
mo‘ljallangan. 8.5,a – rasm da mezapoloska tuzilishli lazer tasvirlangan. Bunday
tuzilish bir necha qatlamlarni yemirish (stravleniye), so‘ng ularni izolyatsiyalash
izolyatsiyalovchi
қатлам
elektrod
Р
Р
Ga As
AlGa As
AlGa As
Ga As
n
n
a)
AlGa As
n yoki р
Ga As
AlGa As
Do'stlaringiz bilan baham: 
