ulangan holdagi (b) energetik diagrammasi

|
ulangan holdagi (b) energetik diagrammasi
|
bet | 49/160 | Sana | 13.01.2024 | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)ulangan holdagi (b) energetik diagrammasi
ди;й<А^(и;п- и;р), (3.15)
bunda AlKncs — yarimo‘tkazgich material! man etilgan energetik sohasining kengligi; — n va p sohalardagi Fermi
sathlari.
Spontan fotonlarning qayta yutilishi majburiy nurlanish hosil qiladi. Biroq o‘z-o‘zidan uyg‘onadigan (qo‘zg‘algan) holatga eri- shish ucliun nurlanishning teskari egallangan muhit bo'ylab ko‘p marotalab o‘tishini, boshqacha aytganda, teskari musbat bog'lanish
106
www.ziyouz.com kutubxonasi
yuzaga kelishini ta’minlash zarur. Buning uchun kristallning qarama-qarshi — yon tomonlarida kristallografik o‘qi bo‘yicha tekislangan rezonator ko'zgusi vazifasini o'taydigan ikkita o‘zaro parallel tekislik hosil qilinadi.
Asosiy yo'nalish bilan mos tushmaydigan yo‘nalishlarda nurlanishni yo‘qotish uchun kristallning boshqa ikki tomoni g‘adir- budir qilib tayyorlanadi.
Bunday tuzilma Fabri-Pero rezonatori deb ataladi. Agar kuchaytirish koeffitsiyenti yo'qotishlarga nisbatan katta bo‘lsa, yarimo'tkazgich kristalida lazer generatsiyasi sodir bo'ladi.
Injeksion lazer aktiv muhiti kuchaytirish koeffitsiyenti Akuch va teskari bog'lanish koeffitsiyenti pt.b. ning turli qiymatlariga mos keluvchi uch xil rejimi mavjud:
Akuch
A<Uch>l, AkUchpt.b
Xkuch>l, Akuch • pt.b>l bo‘lgan hoi yoki kogerent nurlanish rejimi (tebranishlarning o‘z-o‘zidan uyg'onish rejimi). Bu holda spontan nurlanishning uhishi juda kichik bo'ladi.
Yarimo'tkazgichli injeksion lazerlarda Akuch ning qiymati p-n o'tishga qo‘yilgan kuchlanishga bog‘liq. Shu sababdan unda har uchala rejim ham kuzatilishi mumkin.
Vatt-amper va spektral xarakteristikalar lazerlarning asosiy xarakteristikalari hisoblanadi (3.14-va 3.15-rasmlar).
Nurlanish quvvati P va lazerdan oqib o‘tadigan tok orasidagi bog‘lanish lazerning vatt-amper xarakteristikasi deb ataladi.
Bu xarakteristikada lazer diodining turli xil ish rejimlariga mos kelgan uch bo‘lak yaxshi aks etgan. Kichik og'ish burchagiga mos kelgan I bo‘lak lyuminessensiya rejimiga, o'zgaruvchan og‘ishga ega bo‘lgan II bo‘lak o‘ta lyuminessensiya rejimi mos keladi.
Lazerdan o‘tadigan tokning bo‘sag‘a qiymati 7bo‘S dan boshlanadigan va taxminan o'zgarmas og'ish burchagiga ega bo‘lgan III bo‘lak esa kogerent nurlanish rejimini aks ettiradi.
Nurlanish quwatining spektral zichligi va nurlanish to ‘Iqin uzunligi (chastotasi) orasidagi bog‘lanish lazerning spektral xarakteristikasi deb ataladi.
107
www.ziyouz.com kutubxonasi
3.14-rasm. Yarimo‘tkazgichli injeksion lazerning vatt-amper
xarakteristikasi
rasm galliy arsenidli injeksion lazerning spektral xarakteristikasi haqida tasawur beradi. Bu rasmda 1-egri chiziq bo‘sag‘a toki Zbo's dan kichik toklardagi (2,5A), 2-egri chiziq esa, bo‘sag‘a toki /bo‘S dan katta toklardagi (10A) nurlanish spektrini ifodalaydi. Bo‘sag‘a tokidan kichik injeksiya toklarida spektral xarakteris- tikaning kengligi 0,1 mkm dan ortiq, bo‘sag‘a tokidan katta tok- larda esa spektral xarakteristikaning kengligi (1—1,5)10'3 mkm gacha kamayadi. Shunga qaramasdan, yarimo‘tkazgichli lazerlarning monoxromatikligi boshqa qattiq jismli lazerlarnikiga nisbatan ancha kam. Bu hoi yarimo‘tkazgichlarda energetik sohalarga tegishli sathlarning sezilarli darajada «yoyilganligi» bilan izohlanadi.
p-n o‘tish tekisligida nurlanishning tarqalish darajasi -Г ni, o‘tish tekisligiga perpendikulyar yo‘nalishda esa -15° ni tashkil etadi. Bunday holat lazer aktiv sohasi o‘lchamlarining juda ham kichikligi va nurlanishning shu sababdan ro‘y beradigan difraksiyasi bilan bog'liq. .
Yuqorida bayon etilgan tuzilishga ega bo‘lgan va bir turdagi yarimo‘tkazgichli birikmalardan tayyorlangan p-n o‘tishli (gomoo'tishli) birinchi yarimo‘tkazgichli injeksion lazerlar gene- ratsiya va ekspluatatsiya nuqtayi nazaridan unchalik maqbul bo‘lmagan parametrlarga ega edi. Ularda bo‘sag‘a tokining zichligi juda katta bo‘lib, 20 dan 100 gacha kA/sm2 ni tashkil etardi.
108
www.ziyouz.com kutubxonasi
3.15-rasm. Galliy arsenidili injeksion lazerning
spektral xarakteristikasi
Warning f.i.k. va xizmat muddati kichik edi. Bunday holat katta optik yo'qotishlar va lazer generatsiyasi jarayoni kvant samara- dorligining pastligi bilan bog'liq edi. Zero, aktiv sohada yuzaga keladigan nurlanish qo'shni aktiv bo‘lmagan sohalarga tarqalib va yutilib, katta optik yo'qotishlarga sabab bo‘lardi. Bundan tashqari, aktiv sohaga kiradigan elektronlarning anchagina qismi katta tezlik hisobiga bu sohani kovaklar bilan rekombinatsiyalashga ulgurmasdan o'tishi generatsiya jarayoni samaradorligining pasayishiga olib kelardi.
|
| |