Telekommunikatsiya texnologiyalari va kasbiy ta’lim fakultеti 4 bosqich tt-12-18S guruh talabasining

Yorug’lik diodining parametrlari Yorugiik diodlari ulardan foydalanish nuqtayi nazaridan quyidagi parametrlar bilan tafsivlanadi:
— nurlanish quwatining eng katta qiymati P_nuri.max;
— nurlanish quwatining eng katta qiymatiga mos kelgan toiqin uzunligi _max,
— spektral xarakteristikaning yarim kengligi ;
— to‘g‘ri tok I_to’gri ning berilgan qiymatlariga mos kelgan nurlanish quwati P_nurl
— ulanish va uzilish vaqtlari _{ulan uzil}
— yo‘nalganlik diagrammasi P( );.
Xulosa:
Tolali optik aloqada tolada yorug’lik impulslarini hosil qilishda yorug’lik manbalaridan foydalaniladi.Optik aloqada qo’llaniladigan yorug’lik manbalaridan biri diodlar hisoblanadi.Men bu mavzuda yorug’lik diodlari haqida malumotga ega bo’ldim.

Mavzu-4:
Yarim o’tkazgichli lazer diodining parametrlarini temperaturga bog’liqligi, degradasiya jarayoni.
Reja:
4.1. Yarim o`tkazgichli lazerlar xarakteristikalari.
4.2. Lazer diodining turlari Lazer diodlari
4.2. Tashqi rezonatorli lazer diodlari.
Yarimo`tkazgichli lazer, qattiq jismli lazerlarning o`ziga xos turiga kiradi. Bu turdagi lazerlarda invers bandlik hosil qilishini va kogerent nurlanish olishni energetik sathlar hamda energetik sohalar asosida tushuntirish mumkin. Kvant fizikasi asoslariga ko`ra, qattiq jism tashkil etgan atomlaridagi elektronlar ulardagi yadrolar bilan elektr kuchlari orqali bog’langan bo`lib, bog’lanish energiyasi diskret qiymatlarni qabul qiladi. Yadroga eng yaqin turgan elektron eng kichik diskret energiyaga ega bo`lib, uni eng qiyin energetik sathda joylashgan deb qarash mumkin. Bu yadrodan uzoqlashgan elektronning energiyasi yadroga eng yaqin turgan (ya’ni eng quyi energetik sathda joylashgan) elektronning energiyasidan katta bo`lib, u biror yuqori energetik sathda joylashgan deb qabul qilish mumkin.
Elektronlar joylashgan sathlar juda ko`p bo`ladi va qattiq jismning sohalar nazariyasiga asosan energetik sathlar to`plami energetik sohalarni tashkil qiladi. Atomdagi har bir elektronning holati to`rrta kvant soni bilan xarakterlanadi.
Bosh kvant soni n (n=1,2,3,4,…)
Azimutal kvant soni l (l=0,1,2,3,4,…)
Magnit kvant soni m (m=-l(-l+1),….0,1,2,….,+l)
Spin kvant soni m (m=1/2, m=-1/2)
Qattiq jism atomning elektron qobig’dagi elektronlar yadro bilan bog’liqligi uchun ularni valent elektronlar deyiladi va ular joylashgan energetik sathlar to`plamiga o`tkazuvchanlik sohasi deb qaraladi. Valent sohaning eng yuqorisida joylashgan elektronlarning yadro bilan bog’lanish energiyasiga teng energetik oraliqni taqiqlagan soha deb qarash qabul qilingan. Bu soha valent soha bilan o`tkazuvchanlik sohalari oralig’ida joylashgan va taqiqlangan sohaning energetik bo`yicha kengligi o`tkazuvchanlik sohasining quyi chegarasi energiyasidan valent sohasining eng yuqori chegarasi energiyasi ayrimasiga teng.
Yarimo`tkazgich moddalarida energetik sohalar diagrammasi 1-rasmda ko`rsatilganidek bo`ladi. Faqat taqiqlangan sohani kengligi dielektriklarnikiga nisbatan kamroq bo`lib, qiymati bir elektron volt atrofida bo`ladi. Yarimo`tkazgichli kristallar asosida tuzilgan qattiq jismli lazerlar yarimo`tkazgichli lazerlar deyiladi. Bu lazerlarda ruhsat etilgan energetik sohalardagi nurlanishli kvant o`tishlardan foydalaniladi. Yarimo`tkazgichli faol muhitda katta optik kuchaytirish ko`rsatkichiga (104 𝑠𝑚⁻¹ ) erishish mumkin. Bu lazerlarda rezonator uzunligi 50 mkm-1mm oralig’ida bo`ladi.
Yarimo`tkazgichli lazerlar (YAL) nihoyatda kichikligi bilan birga inertsizligi ( 10⁻⁹ 𝑠 ), FIK yuqoriligi (30 %), spektral tarkibini sozlab o`zgartirish mumkinligi, faol muhit sifatida ishlatiluvchi moddalar ko`pligi, nurlanish to`lqin uzunligi l=0.3-30 mkm bo`lishi bilan birga boshqa lazerlardan ajralib turadilar. Yarimo`tkazgichli lazerlarda faol zarrachalar erkin elektronlar va kovaklar bo`lib, ular faol muhitda injeksiyalanishi, diffuziyalanishi va dreyflanishi mumkin bo`lgan erkin zaryad tashuvchilar hisoblanadilar. Yarimo`tkazgichli lazerlarda asosiy damlash usuli n-p o`tish yoki geteroo`tish orqali injeksiya bo`lib, elektr energiyasini to`g’ridan-to`g’ri aniq kogerent nurlanish energiyasiga aylantiradi. Bu injeksion lazer deyiladi.
Yarim o`tkazgichlardagi nomuvozanat holatlar. Sohalar orasidagi o`tishlarda nurlanish rekombinatsiyasi. Ideal yarim o`tkazgichda absolyot nol temperaturadan yuqori temperaturada tokni (yoki o`tkazuvchanlikni) hosil bo`lishida o`tkazuvchanlik sohasida elektronlarni hosil bo`lishida issiqlik harakati asosiy rol o`ynaydi yoki musbat absolyut temperaturada sohalar orasida issiqlik muvozanati hosil bo`lishi hisobiga o`tkazuvchanlik sohasida elektronlar hosil bo`ladi. Issiqlik muvozanati holatida bo`lgan yarim o`tkazgichlar lazer uchun yaroqsiz hisoblanadi. Lazerlarda qo’llanilishi uchun yarim o`tkazgichdagi zaryad tashuvchilar nomuvozanat holatida bo`lishi kerak. Yarim o`tkazgichlarni bu holatga har xil yo`llar bilan o`tkazish mumkin. Lazerlarda foydalaniladigan yarim o`tkazgichlarda bu maqsadda uch xil usuldan foydalaniladi:

1. 
   yarim o`tkazgichlar katta chastotadagi tashqi nurlanish bilan yoritiladi (optik uyg’otish usuli) optik damlash yordamida ya’ni quvvatli kogerent yoki nokogerent nurlada yarim o`tkazgichli atomlarni yorug’lik kvantlari bilan.
   

optik damlash usuli.

2. 
   yarim o`tkazgichlar elektron oqimi bilan nurlantiriladi; elektronlarni qo`zg’otish usuli bilan, ya’ni tezkor elektron oqimi bilan yarimo`tkazgichni bambardimon qilish.
   

Elektronlar oqimi bilan damlash usuli.
Lazer diodining parametrlari.


4.2. Lazer diodining turlari Lazer diodlari, yuqorida qayd eilganidek, tolali optik aloqa timzimlarining uzatuvchi optoelektron modullarida yorug'lik manbayi vazifasini o‘taydi. Lazer diodlarining quyidagi to‘rt xili ayniqsa keng tarqalgan:
— ko‘p modali yoki Fabri-Pero rezonatorli lazerlar;
— bir modali taqsimlangan teskari aloqali (DFB) lazerlar;
— bir modali taqsimlangan Bregg aks etishli lazerlar;
— bir modali tashqi rezonatorli lazerlar.
Taqsimlangan teskari aloqali yarim o‘tkazgichli lazer diodlari.
Taqsimlangan teskari aloqali yarimo‘tkazgichli lazer diodi (TTA — LD, DFB) Fabri-Pero yassi rezonatorining takomillashgan turi bo‘lib, uning ikki qatlami (odatda, n-InP va n-InGaAsP qatlamlari) o‘rtasida davriy difraksiya panjarasi joylashtiriladi
Bu bilan sindirish ko‘rsatkichining fazo bo‘yicha davriy ravishda o‘zgarib turishiga erishiladi, bu esa to‘lqin tarqaladigan aktiv soha qahnligining davriy ravishda o'zgarishiga olib keladi.
Teskari aloqa rezonatorlar yuzasiga tegishli uzunlik bo‘yicha taqsimlangan bo‘ladi. Bu turdagi lazerlarning tuzilishi teskari aloqa mexanizmi evaziga to‘lqin uzunligini tanlash imkonini yaratadi.

12-rasm. Taqsimlangan teskari aloqali yarimo‘tkazgichli lazer diode.
Bunda difraksiya panjarasining qadami bilan aniqlanadigan, qayd etilgan to‘lqin uzunliklaridagina teskari aloqa hosil bo‘ladi, ya’ni faqatgina panjara davridan qisqa bo‘lgan to‘lqin uzunliklar qoladi. Bu bilan rezonatorlarda q o ‘zg‘aladigan m odalar sonining kamayishiga erishiladi va faqat yuqori quwatli, qisqa spektrli asosiy modaga tegishli signalnigina uzatishga imkoniyat yaratiladi. Difraksion panjara lazer diodi ichida joylashgan bu turdagi lazerlarning ishlab chiqarish texnologiyasi murakkabdir.
4.3 Tashqi rezonatorli lazer diodlarida ularning bir yoki ikkala ko‘ndalang yon tomoni aks ettirishni kamaytiruvchi, maxsus qatlam bilan qoplanadi va mos ravishda yarimo‘tkazgichli aktiv sohaning atrofida bitta yoki ikkita ko‘zgu qo‘yiladi. 13-rasmda bitta tashqi rezonatorli lazer diodining tuzilishi ko‘rsatilgan. Aks etishni kamaytiruvchi qoplama aks etish koeffitsiyentini taxminan to ‘rt tartibga kamaytiradi, aktiv qatlam ning boshqa ko‘ndalang yoni esa 30 foizgacha yorug‘lik oqimini aks ettiradi. Aks ettiruvchi difraksiya panjarasi ko‘zgu va difraksiya panjarasidan tarkib topadi.
Ko‘zgu difraksiya panjarasi vazifasini to‘ldiradi. Ko‘zgu va aktiv soha o‘rtasida teskari aloqani yaxshilash uchun linza o‘rnatiladi. Aks ettiruvchi difraksiya panjarasigacha bo‘lgan masofani oshirib yoki kamaytirib, shuningdek, panjarani burish hisobiga panjara qadamini o‘zgartirish orqali nurlanish to‘lqin uzunligini bir tekisda o‘zgartirish mumkin. Shu sababdan bunday lazerlar sozlanuvchan lazerlar deyiladi. Bu turdagi lazer diodlari yordam ida to ‘lqin


13-rasm:Bitta tashqi rezanatorli lazer diode.
uzunligini 30 nm oraliqqacha o‘zgartirish mumkin. Tashqi rezonatorli lazer diodlari spektr bo‘yicha zichlashtirish apparaturalari va tolali optik aloqa uchun m o‘ljallangan o’lchov qurilmalarini yaratishda juda kerakli hisoblanadi.

Xulosa:
Tolali optik aloqa tizimlarida yorug’lik manbalaridan biri bu lazer diodlari hisoblanadi.Lazer diodlari magestral liniyalarda qo’llaniladi.Lazer diodlarini turlari hususiyatlari nurlanish turlari ko’p qo’llanilishi turiga qarab lazer diodlarini tolali optik aloqada ishlatiladi.Men bu mavzuda lazer diodlari haqida malumotga ega bo’ldim.