|
1. Lazerlarning ishlash prinsipiga ko`ra turlari
"Lazer" atamasi nisbatan yaqinda paydo bo'lgan, ammo u uzoq vaqt oldin mavjud bo'lganga o'xshaydi, shuning uchun u keng qo'llanila boshlandi. Lazerlarning paydo bo'lishi kvant elektronikasining eng ajoyib va ta'sirchan yutuqlaridan biri bo'lib, fanning 1950-yillarning o'rtalarida paydo bo'lgan tubdan yangi yo'nalishdir. Lazer (inglizcha laser, inglizcha laser, inglizcha yorug'likni kuchaytirish orqali radiatsiya stimulyatsiyasi - nurni kuchaytirish orqali nurlanish stimulyatsiya qilingan nurlanish), optik kvant generatori nasos energiyasini (yorug'lik, elektr, issiqlik, kimyoviy va boshqalar) ga aylantiruvchi qurilma. kogerent energiya, monoxromatik, qutblangan va tor yo'naltirilgan nurlanish oqimi Majburiy o'tish mexanizmidan foydalangan holda birinchi marta elektromagnit nurlanish generatorlari 1954 yilda sovet fiziklari A.M. Proxorov va N.G. Basov va amerikalik fizik C. Townes 24 gigagertsli chastotada. Ammiak faol vosita bo'lib xizmat qildi. Optik diapazonning birinchi kvant generatori 1960 yilda T. Meyman (AQSh) tomonidan yaratilgan. Inglizcha “Light Amplification by stimulated emissionof radiation” (Light amplification by stimulated emission) iborasining asosiy komponentlarining bosh harflari yangi qurilma nomini tashkil qildi - lazer. U radiatsiya manbai sifatida sun'iy yoqut kristalidan foydalangan, generator impulsli rejimda ishlagan. Bir yil o'tgach, doimiy emissiyali birinchi gaz lazeri paydo bo'ldi (Javan, Bennett, Eriot - AQSh). Va bir yil o'tgach, yarimo'tkazgichli lazer bir vaqtning o'zida SSSR va AQShda yaratildi. Lazerlarga e'tiborning tez o'sishining asosiy sababi, birinchi navbatda, ushbu qurilmalarning o'ziga xos xususiyatlaridadir.
Lazerning o'ziga xos xususiyatlari:
monoxromatik (qat'iy monoxromatiklik),
yuqori kogerentlik (tebranishlarning mustahkamligi),
yorug'lik nurlanishining keskin yo'nalishi.
Lazerlarning bir nechta turlari mavjud:
yarimo'tkazgich;
qattiq holat;
gaz;
yoqut.
Ikki tomonlama heterostrukturali lazerlar. Ushbu qurilmalarda torroq tarmoqli bo'shlig'iga ega bo'lgan material qatlami kengroq tarmoqli bo'shlig'iga ega bo'lgan ikki qatlamli material orasiga o'rnatiladi. Ko'pincha galliy arsenid (GaAs) va alyuminiy galyum arsenid (AlGaAs) ikkita heterostrukturaga asoslangan lazerni amalga oshirish uchun ishlatiladi. Ikki xil yarimo'tkazgichning har bir birikmasi geterostruktura deb ataladi va qurilma "ikkita heterostrukturali diod" (DHS) deb ataladi. Ingliz adabiyotida "ikkita heterostrukturali lazer" yoki "DH lazer" nomlari qo'llaniladi. Maqolaning boshida tasvirlangan dizayn bugungi kunda keng qo'llaniladigan ushbu turdagi farqlarni ko'rsatish uchun "homojunction diode" deb ataladi. Ikki tomonlama heterostrukturali lazerlarning afzalligi shundaki, elektronlar va teshiklarning birgalikda yashash hududi ("faol hudud") nozik o'rta qatlamda joylashgan. Bu shuni anglatadiki, ko'proq elektron-teshik juftlari daromadga hissa qo'shadi - ularning ko'pi past daromadli mintaqada periferiyada qolmaydi. Bundan tashqari, yorug'lik hetero-birikmalarning o'zidan aks etadi, ya'ni nurlanish maksimal samarali kuchaytirish mintaqasida to'liq o'ralgan bo'ladi. Kvant quduqli diod. Agar DHS diodining o'rta qatlami yanada nozikroq bo'lsa, bunday qatlam kvant qudug'i sifatida ishlay boshlaydi. Bu shuni anglatadiki, vertikal yo'nalishda elektronlar energiyasi kvantlana boshlaydi. Kvant quduqlarining energiya darajalari orasidagi farq potentsial to'siq o'rniga radiatsiya hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu yondashuv radiatsiya to'lqin uzunligini boshqarish nuqtai nazaridan juda samarali, bu o'rta qatlamning qalinligiga bog'liq bo'ladi. Emissiya jarayonida ishtirok etadigan elektronlar va teshiklarning zichligiga bog'liqligi bir xil taqsimotga ega bo'lganligi sababli, bunday lazerning samaradorligi bir qatlamli lazerga nisbatan yuqori bo'ladi.
Alohida chegaralangan heterostrukturali lazerlar. Yupqa qatlamli heterostrukturali lazerlarning asosiy muammosi yorug'likni samarali ravishda cheklashning mumkin emasligidir. Uni engish uchun kristallning har ikki tomoniga yana ikkita qatlam qo'shiladi. Bu qatlamlar markaziy qatlamlarga nisbatan kamroq sinishi indeksiga ega. Bu yorug'lik yo'riqnomasiga o'xshash struktura yorug'likni yanada samarali saqlaydi. Ushbu qurilmalar "alohida qamoqqa olingan heterostruktura" (SCH) geterostrukturalari deb ataladi. 1990 yildan beri ishlab chiqarilgan yarimo'tkazgichli lazerlarning aksariyati ushbu texnologiya yordamida ishlab chiqariladi.
Tarqalgan qayta aloqa lazerlari. Taqsimlangan qayta aloqa (DFB) lazerlari ko'p chastotali optik tolali aloqa tizimlarida eng ko'p qo'llaniladi. To'lqin uzunligini barqarorlashtirish uchun p-n o'tish hududida ko'ndalang tirqish hosil bo'lib, diffraktsiya panjarasini hosil qiladi. Ushbu tirqish tufayli faqat bitta to'lqin uzunligi bo'lgan nurlanish rezonatorga qaytadi va keyingi kuchaytirishda ishtirok etadi. DFB lazerlari barqaror nurlanish to'lqin uzunligiga ega bo'lib, u ishlab chiqarish bosqichida chuqurlik balandligi bilan belgilanadi, lekin harorat ta'sirida biroz farq qilishi mumkin. Bunday lazerlar zamonaviy optik telekommunikatsiya tizimlarining asosi hisoblanadi.
VCSEL - "Vertical Cavity Surface Emitting Laser" yarimo'tkazgichli lazer bo'lib, sirtga parallel ravishda tekislikda chiqaradigan an'anaviy lazer diodlaridan farqli o'laroq, kristall yuzasiga perpendikulyar yo'nalishda yorug'lik chiqaradi.VECSEL - "Vertikal tashqi bo'shliq sirtini chiqaradigan lazer". Dizayni VCSEL ga o'xshash, ammo tashqi rezonator bilan. Bu oqim bilan ham, optik nasos bilan ham amalga oshirilishi mumkin.[4]
Do'stlaringiz bilan baham: |
