36
II BOB YARIMO`TKAZGICHLI LAZERLARNING TUZILISHI VA
ISHLASH PRINSIPI
Yarimo`tkazgichli lazerlar haqida umumiy ma’lumot
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
,...)
4
,
3
,
2
,
1
(
n
n
Azimutal kvant soni
,...)
3
,
2
,
1
,
0
(
l
l
Magnit kvant soni
)
,..,
2
,
1
,
0
),...,
1
(
,
(
l
l
l
m
m
l
l
Spin kvant soni
)
2
1
(
s
s
m
m
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
37
bo`yicha kengligi o`tkazuvchanlik sohasining quyi chegarasi energiyasidan valent
sohasining eng yuqori chegarasi energiyasi ayrimasiga teng.
Elektronlar energetik sathlarning va sohalarning sxematik diametri 10-
rasmda keltirilgan.
10-rasm. Metallardagi elektronlar energiya sathlari keltirilgan (a) metallardagi va (b)
dielektrikdagi diagrammalari.
Yarimo`tkazgich moddalarida energetik sohalar diagrammasi 10-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 (
1
4
10
sm
) erishish mumkin. Bu
lazerlarda rezonator uzunligi
mm
mkm 1
50
oralig’ida bo`ladi.
38
Yarimo`tkazgichli lazerlar (YAL) nihoyatda kichikligi bilan birga
inertsizligi (
s
9
10
), FIK yuqoriligi (30 %), spektral tarkibini sozlab o`zgartirish
mumkinligi, faol muhit sifatida ishlatiluvchi moddalar ko`pligi, nurlanish to`lqin
uzunligi
mkm
30
3
,
0
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.
Damlashning elektr teshib o`tish usuli (strimer lazer), elektron bilan
bombardimon qilish usuli (elektron damlashli YAL), optik damlash usullari
mavjud.
N.G. Basov va uning xodimlari xavola etilgan optik damlashli
yarimo`tkazgichli lazerlar
n
p
o`tishda
GaAs
kristallida birinchi marta R.
Xoll, M.I. Neyten (AQSH) tomonidan, elektron damlashli yarimo`tkazgichli
lazerlar esa Basov va uning xodimlari tomonidan yaratildi.
Do'stlaringiz bilan baham: 
