يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ يۈرىكى: PN ئۇلىنىشىنى چۈشىنىش

ئوپتىكىلىق ئېلېكترون تېخنىكىسىنىڭ تېز تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېر ئالاقە ، داۋالاش ئۈسكۈنىلىرى ، لازېر دائىرىسى ، سانائەت پىششىقلاپ ئىشلەش ۋە ئىستېمال ئېلېكترون قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلدى. بۇ تېخنىكىنىڭ يادروسى PN ئۇلىنىشى بولۇپ ، ئۇ ئىنتايىن مۇھىم رول ئوينايدۇ ، ئۇ نۇر قويۇپ بېرىشنىڭ مەنبەسى بولۇپلا قالماي ، يەنە ئۈسكۈنىنىڭ مەشغۇلاتىنىڭ ئاساسى. بۇ ماقالە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېردىكى PN ئۇلىنىشىنىڭ قۇرۇلمىسى ، پرىنسىپى ۋە ئاچقۇچلۇق ئىقتىدارلىرى ھەققىدە ئېنىق ۋە ئىخچام ئومۇمىي چۈشەنچە بىلەن تەمىنلەيدۇ.

1. PN ئۇلىنىش دېگەن نېمە؟

PN ئۇلىنىشى P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بىلەن N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئارىسىدا شەكىللەنگەن كۆرۈنمە يۈزى:

P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بور (B) قاتارلىق قوبۇل قىلغۇچى ماددىلار بىلەن كۆپەيتىلگەن بولۇپ ، تۆشۈكلەر كۆپىنچە توك قاچىلىغۇچقا ئايلىنىدۇ.

N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ فوسفور (P) قاتارلىق ئىئانە قىلغۇچى ماددىلار بىلەن كۆپەيتىلگەن بولۇپ ، ئېلېكتروننى كۆپ توشۇغۇچىغا ئايلاندۇرىدۇ.

P تىپلىق ۋە N تىپلىق ماتېرىياللار ئۇچراشقاندا ، N رايوندىن كەلگەن ئېلېكترونلار P رايونغا ، P رايوندىكى تۆشۈكلەر N رايونغا تارقىلىدۇ. بۇ خىل تارقاقلاشتۇرۇش ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەر قايتا ھاسىل بولىدىغان خورىتىش رايونىنى ھاسىل قىلىدۇ ، ئىچكى ئېلېكتر مەيدانى ھاسىل قىلىدىغان زەرەتلەنگەن ئىئوننى قالدۇرۇپ ، ئىچىگە يوشۇرۇن توساق دەپ ئاتىلىدۇ.

2. PN ئۇلىنىشنىڭ لازېردىكى رولى

(1) توشۇغۇچى ئوكۇل

لازېر مەشغۇلات قىلغاندا ، PN ئۇلىنىشى ئالدى تەرەپكە مايىل بولىدۇ: P رايونى مۇسبەت توك بېسىمىغا ، N رايون مەنپىي بېسىمغا ئۇلىنىدۇ. بۇ ئىچكى ئېلېكتر مەيدانىنى ئەمەلدىن قالدۇرۇپ ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ قايتا ھاسىل بولىدىغان ئۇلىنىش ئېغىزىدىكى ئاكتىپ رايونغا ئوكۇل قىلىنىشىغا يول قويىدۇ.

(2) يېنىك بۇلغىما: غىدىقلانغان بۇلغىمىنىڭ كېلىپ چىقىشى

ئاكتىپ رايوندا ئوكۇل قىلىنغان ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەر قايتا ھاسىل بولىدۇ ۋە فوتون قويۇپ بېرىدۇ. دەسلەپتە ، بۇ جەريان ئۆزلۈكىدىن قويۇپ بېرىلىدۇ ، ئەمما فوتوننىڭ قويۇقلۇقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، فوتون ئېلېكترون تۆشۈكنىڭ قايتا ھاسىل بولۇشىنى ئىلگىرى سۈرۈپ ، ئوخشاش باسقۇچ ، يۆنىلىش ۋە ئېنېرگىيە ئوخشاش قوشۇمچە فوتونلارنى قويۇپ بېرىدۇ - بۇ بۇلغىما قويۇپ بېرىش.

بۇ جەريان لازېرنىڭ ئۇلىنى شەكىللەندۈرىدۇ (رادىئاتسىيەنىڭ غىدىقلانغان قويۇپ بېرىشى ئارقىلىق نۇرنى كۈچەيتىش).

(3) پايدا ۋە رېزونانتلىق كاۋاك شەكىل لازېر چىقىرىش

غىدىقلانغان بۇلغىمىنى كۈچەيتىش ئۈچۈن ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېر PN ئېغىزىنىڭ ئىككى تەرىپىدىكى رېزونانس بوشلۇقىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. گىرۋەك چىقىرىدىغان لازېرلاردا ، مەسىلەن ، تەقسىملەنگەن Bragg Reflectors (DBRs) ياكى ئەينەك چاپلاش ئارقىلىق نۇرنى ئالدى-كەينىگە ئەكس ئەتتۈرگىلى بولىدۇ. بۇ تەڭشەك نۇرنىڭ ئالاھىدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى كۈچەيتەلەيدۇ ، ئاخىرىدا يۇقىرى ماسلىشىشچان ۋە يۆنىلىشلىك لازېر ھاسىل قىلىدۇ.

3. PN ئۇلىنىش قۇرۇلمىسى ۋە لايىھىلەشنى ئەلالاشتۇرۇش

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ تۈرىگە ئاساسەن ، PN قۇرۇلمىسى ئوخشىماسلىقى مۇمكىن:

يەككە Heterojunction (SH):
P رايون ، N رايون ۋە ئاكتىپ رايون ئوخشاش ماتېرىيالدىن ياسالغان. قايتا تەشكىللەش رايونى كەڭ ۋە ئۈنۈمى تۆۋەن.

قوش Heterojunction (DH):
تار بەلۋاغ بەلۋاغ ئاكتىپ قەۋىتى P ۋە N رايونلىرى ئارىسىغا قىستۇرۇلغان. بۇ ھەم توشۇغۇچى ۋە فوتوننى چەكلەپ ، ئۈنۈمنى كۆرۈنەرلىك ئۆستۈرىدۇ.

كۋانت قۇدۇق قۇرۇلمىسى:
دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئاكتىپ قەۋەت ئىشلىتىپ كىۋانت چەكلەش ئۈنۈمى ھاسىل قىلىپ ، بوسۇغا ئالاھىدىلىكى ۋە تەڭشەش سۈرئىتىنى ئۆستۈرىدۇ.

بۇ قۇرۇلمىلارنىڭ ھەممىسى PN تۇتاشتۇرۇش رايونىدىكى توشۇغۇچى ئوكۇل ، قايتا ھاسىل قىلىش ۋە نۇر قويۇپ بېرىش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن.

4. خۇلاسە

PN ئۇلىنىشى ھەقىقەتەن يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ «يۈرىكى». ئۇنىڭ توشۇغۇچىنى ئالدى تەرەپ مايىللىقى بىلەن ئوكۇل ئۇرۇش ئىقتىدارى لازېر ھاسىل قىلىشنىڭ ئاساسى قوزغاتقۇچ. قۇرۇلما لايىھىلەش ۋە ماتېرىيال تاللاشتىن فوتون كونترول قىلىشقىچە ، پۈتكۈل لازېر ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىقتىدارى PN ئۇلىنىشىنى ئەلالاشتۇرۇشنى چۆرىدىگەن ھالدا ئېلىپ بېرىلىدۇ.

ئوپتىكىلىق ئېلېكترون تېخنىكىسىنىڭ ئۈزلۈكسىز تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، PN ئۇلىنىش فىزىكىسىنى تېخىمۇ چوڭقۇر چۈشىنىش لازېرنىڭ ئىقتىدارىنى ئۆستۈرۈپلا قالماي ، يەنە كېيىنكى ئەۋلاد يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ، يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە ئەرزان باھالىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ تەرەققىياتىغا پۇختا ئاساس سالىدۇ.