Z. M. Bobur nomidagi andijon davlat

Nanoelektron lazerlar 

Nanoelektron  lazerlar  tuzilishi  va  ishlash  prinsipiga  ko‘ra,  gorizontal 

rezonatorli  nanoelektron  lazerlari,  vertikal  rezonatorli  nanoelektron  lazerlari  hamda 

optik modulyatorlarga  bo‘linadi. Quyida ularni  ko‘rib chiqaylik. 

Gorizontal rezonatorli nanoelektron lazerlar 

---

13 

 

Ma‘lumki,  istalgan  turdagi  lazerlarning  ishlashi  uchun  asosan  quyidagi  ikkita 

mihim  talab  qo‘yiladi.  Birinchidan,  energetik  sathlarning  ko‘p  bo‘lishi,  ya‘ni 

yuqori  sathli  elektronlarning  ko‘p  bo‘lishini  ta‘minlash  lozim.  Ikkinchidan  har  bir 

lazerda  ishchi  hajmida  elektromagnit  nurlanishini  berkituvchi  optik  rezonatorlar 

yoki  optik  ko‘zgu  bo‘lishi  kerak.  Ular  o‘tkazuvchanlik  zonasida  valent  zonaga 

o‘tuvchi  elektronlarning  majburiy  rekombinasiyalanish  mexanizmlarini  berkitadi. 

Majburiy  rekombinasiya  jarayonida  ma‘lum  chastoyali  va  fazali  fotonlar 

generasiyalanadi.  Sponton  rekombinasiya  jarayonida  esa  fazalar  va  erkin  harakat 

jarayonida  foton  generasiyasi  kuzatiladi.  Hozirgi  kunda  yarimo‘tkazgichli 

lazerlardan  ikki  geterotuzilmali  lazerlar  keng  tarqalgan.  Bu  turdagi  lazerlar 

tuzilishi 

jihatidan 

ikki 

tomondan 

mahkamlangan 

yupqa 

qatlamli 

yarimo‘tkazgichlardan  iborat  (1.4-rasm).  Yupqa  qatlam  kvant  o‘ralarga  asoslangan 

bo‘lib,  unda  energetik  spektrlarning  kvantlanishi  lazrelarning  xossalarini 

o‘zgartiradi.  Ishchi  sohani  elektronlar  bilan  to‘xtovsiz  ta‘minlab  turish  uchun 

metall  kontaktlar  qo‘llaniladi.   

 

1.4-rasm. Kvant  o‘rali lazer.  

a) – ikkilangan  geterastruktura,  b) – energetik diagramma.   

Bunday 

lazerlar  quyidagicha  ishlaydi.  Metall  kontaktlarning  biridan 

elektronlar  ishchi  zonaga  tushib  turadi.  Ular  o‘tkazuvchanlik  zonasidan  valent 

---

14 

 

zonaga  o‘tganda  elektromagnit  nurlanishni  nurlaydi.  Uning  chastotasini 

quyidagicha  aniqlash  mumkin. 

 

Priborning  markaziy  sohasidagi  generasiyalangan  nurlarni  to‘plash  uchun 

tashqi  sohaga  nisbatan  ichki  qatlam  sohasi  sindirish  ko‘rsatkichi  katta  bo‘lishi 

ta‘minlanadi.  Bunday  munosabat  masalan,  GaAs/InGaAs  tuzilmalarda  olish 

mumkin.  Bunday  holda,  ichki  soha  optik-tola  to‘lqin  yo‘liga  aylanadi.  Chetki 

tomonlariga  shafof oyna qo‘yilgan bo‘lib, u rezonator bazifasini  bajaradi. 

Kvant  o‘raga  asoslangan  lazerlar  oddiy  yarimo‘tkazgichli lazerlardan bir qator 

avfzalliklari  bilan  farq  qiladi.  Bu  lazerlar  ishchi  soha  qalinligiga  bog‘liq.  O‘ralar 

o‘lchami  kichiklashishi  bilan 

  sathlarda  elektronlar  energiyasi  ortadi. 

Bu  holatda  lazerlar  bilan  generasiyalanish,  nurlar  chastotasi  va  (1.1)  ifoda  ortadi. 

Kvant  o‘ralar  kengligini  tanlash  orqali  optik  chiziqli  bog‘liqligi  va  to‘lqin 

yutilishini  eng  kichik  holatigacha  ega  bo‘lishi  mumkin.  Boshqa  tomondan,  kvant 

o‘radagi  ikkilamchi  elektron  gaz  zichligi  oshadi.  Bu  zona  chetidagi  holat 

zichliklariga  bog‘liq.  Agar  yarimo‘tkazgichlarda  zona  chetki  sohalarida  holat 

zichligi  kam  bo‘lsa,  kvant  o‘lchamli  sistemalarda  chetki  sohasida  doimiydir. 

Shuning  uchun  kvant  o‘ralar tejamkor bo‘ladi. Ular kam tok istemol qiladi va birlik 

yuzada  katta  yorug‘lik  beradi.  Uning  60  %  gacha  elektrik  quvvati  yorug‘lik  nuriga 

aylanadi. 

Kvant  o‘raga  nisbatan kvant nuqtada energetik spektr rodikal o‘zgaradi. Holat 

zichligi 

-funksiya  bilan  ifodalanadi.  Shunday  qilib,  kvant  nuqtada  holatlar 

mavjud.  Ular  optik  nurlanishni  kuchaytirmaydi.  Biroq,  ular  elektronlardan  tashkil 

topgan.  Bu  energiyani  kamaytiradi,  shuningdek,  lazerlarning  muhim  parametri 

bo‘lgan  to‘yinish  tokini  kamaytiradi.  Har  qanday  lazerlar  sistemasida  to‘yinish 

tokini  kichiklashtirish  maqsadga  muvoffiq.  Xona  temperaturasida  to‘yinish  toki  15 

A/sm

2

  gacha  kamayishi  mumkin.  Bunday  holatda,  kvant  o‘rali  lazerlarda  30 A/sm

2 

ni tashkil  qiladi.