يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ مەركىزى: PN تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسىنى چۈشىنىش

ئوپتوئېلېكترون تېخنىكىسىنىڭ تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار ئالاقە، داۋالاش ئۈسكۈنىلىرى، لازېر نۇرىنى ئۆلچەش، سانائەت پىششىقلاپ ئىشلەش ۋە ئىستېمال ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىشقا باشلىدى. بۇ تېخنىكىنىڭ يادروسى PN تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسى بولۇپ، ئۇ پەقەت نۇر چىقىرىش مەنبەسى سۈپىتىدەلا ئەمەس، بەلكى ئۈسكۈنىنىڭ ئىشلىشىنىڭ ئاساسى سۈپىتىدە مۇھىم رول ئوينايدۇ. بۇ ماقالىدە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلاردىكى PN تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسىنىڭ قۇرۇلمىسى، پىرىنسىپلىرى ۋە ئاساسلىق فۇنكسىيەلىرى توغرىسىدا ئېنىق ۋە قىسقا ئومۇمىي چۈشەنچە بېرىلىدۇ.

1. PN تۇتىشىش نۇقتىسى دېگەن نېمە؟

PN تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسى P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بىلەن N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئوتتۇرىسىدا شەكىللەنگەن ئۇلىنىش نۇقتىسى:

P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بور (B) قاتارلىق قوبۇللىغۇچى ئارىلاشمىلار بىلەن قوشۇلۇپ، تۆشۈكلەرنى كۆپ قىسىم زەرەت توشۇغۇچىلارغا ئايلاندۇرىدۇ.

N تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ فوسفور (P) قاتارلىق ئىئانە قىلغۇچى ماددىلار بىلەن قوشۇلۇپ، ئېلېكترونلار ئاساسلىق توشۇغۇچىغا ئايلىنىدۇ.

P تىپلىق ۋە N تىپلىق ماتېرىياللار ئۇچراشقاندا، N رايونىدىكى ئېلېكترونلار P رايونىغا، P رايونىدىكى تۆشۈكلەر بولسا N رايونىغا تارقىلىدۇ. بۇ تارقىلىش ئېلېكترونلار ۋە تۆشۈكلەرنىڭ قايتا بىرىكىدىغان ئاجىزلىشىش رايونىنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇنىڭ بىلەن زەرەتلەنگەن ئىئونلار ئىچكى ئېلېكتر مەيدانىنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇ ئىچكى پوتېنسىيال توسۇق دەپ ئاتىلىدۇ.

2. لازېرلاردا PN تۇتىشىش نۇقتىسىنىڭ رولى

(1) توشۇغۇچ ئوكۇل

لازېر ئىشلىگەندە، PN تۇتاشتۇرۇش ئېغىزى ئالدىغا مايىل بولىدۇ: P رايونى مۇسبەت توك بېسىمىغا، N رايونى بولسا مەنپىي توك بېسىمىغا ئۇلىنىدۇ. بۇ ئىچكى ئېلېكتر مەيدانىنى بىكار قىلىپ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ تۇتاشتۇرۇش ئېغىزىدىكى ئاكتىپ رايونغا كىرگۈزۈلۈشىگە يول قويىدۇ، بۇ يەردە ئۇلارنىڭ قايتا بىرىكىشى مۇمكىن.

(2) نۇر چىقىرىش: قوزغىتىلغان نۇر چىقىرىشنىڭ كېلىپ چىقىشى

ئاكتىپ رايوندا، ئوكۇل قىلىنغان ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەر قايتا بىرلىشىپ، فوتونلارنى قويۇپ بېرىدۇ. دەسلەپتە، بۇ جەريان ئۆزلۈكىدىن قويۇپ بېرىش بولۇپ، فوتون زىچلىقى ئاشقاندا، فوتونلار ئېلېكترون-ئۆڭكۈر قايتا بىرىكمىسىنى تېخىمۇ قوزغىتىپ، ئوخشاش باسقۇچ، يۆنىلىش ۋە ئېنېرگىيەگە ئىگە قوشۇمچە فوتونلارنى قويۇپ بېرەلەيدۇ - بۇ قوزغىتىلغان قويۇپ بېرىش.

بۇ جەريان لازېرنىڭ (رادىئاتسىيەنىڭ قوزغىتىلغان قويۇپ بېرىلىشى ئارقىلىق نۇرنى كۈچەيتىش) ئاساسىنى شەكىللەندۈرىدۇ.

(3) لازېر چىقىرىش شەكلىدىكى كۈچەيتىش ۋە رېزونانس بوشلۇقى

قوزغىتىلغان نۇرنى كۈچەيتىش ئۈچۈن، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار PN تۇتاشتۇرۇش ئېغىزىنىڭ ئىككى تەرىپىگە رېزونانس بوشلۇقىنى قوشىدۇ. مەسىلەن، گىرۋەك نۇر چىقىرىدىغان لازېرلاردا، بۇنى تارقاقلاشتۇرۇلغان براگ رېفلېكتورلىرى (DBR) ياكى ئەينەك قاپلىمىلىرى ئارقىلىق نۇرنى ئالدى-كەينىگە قايتۇرۇش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ. بۇ قۇرۇلما نۇرنىڭ مەلۇم دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى كۈچەيتىشكە يول قويۇپ، ئاخىرىدا يۇقىرى دەرىجىدە ماسلىشىشچان ۋە يۆنىلىشلىك لازېر چىقىرىشنى ھاسىل قىلىدۇ.

3. PN تۇتىشىدىغان يول قۇرۇلمىلىرى ۋە لايىھەنى ئەلالاشتۇرۇش

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ تۈرىگە ئاساسەن، PN قۇرۇلمىسى ئوخشىماسلىقى مۇمكىن:

يەككە گېتېروكېسىشمە (SH):
P رايونى، N رايونى ۋە ئاكتىپ رايون ئوخشاش ماتېرىيالدىن ياسالغان. رېكومبىناسىيە رايونى كەڭ ۋە ئۈنۈمى تۆۋەن.

قوش گېتېروكېسىشمە (DH):
P- ۋە N- رايونلىرىنىڭ ئارىسىغا تېخىمۇ تارراق بەلۋاغ بوشلۇقى ئاكتىپ قەۋىتى قىستۇرۇلغان. بۇ ھەم توشۇغۇچىلارنى، ھەم فوتونلارنى چەكلەپ، ئۈنۈمنى زور دەرىجىدە ئاشۇرىدۇ.

كۋانت قۇدۇق قۇرۇلمىسى:
كۋانت چەكلەش ئۈنۈمىنى يارىتىش ئۈچۈن ئىنتايىن نېپىز ئاكتىپ قەۋەت ئىشلىتىپ، چەكلىمە خاراكتېرى ۋە مودۇلياتسىيە سۈرئىتىنى ياخشىلايدۇ.

بۇ قۇرۇلمىلارنىڭ ھەممىسى PN تۇتاشتۇرۇش رايونىدا توشۇغۇچى ئوكۇل قىلىش، قايتا بىرىكتۈرۈش ۋە نۇر تارقىتىش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن.

4. خۇلاسە

PN تۇتاشتۇرۇش ئېغىزى ھەقىقەتەن يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ «يۈرىكى». ئۇنىڭ ئالغا ئىلگىرىلەش يۆنىلىشى ئاستىدا توشۇغۇچىلارنى كىرگۈزۈش ئىقتىدارى لازېر ھاسىل قىلىشنىڭ ئاساسلىق قوزغاتقۇچ كۈچى. قۇرۇلما لايىھىسى ۋە ماتېرىيال تاللاشتىن تارتىپ فوتون كونترول قىلىشقىچە، پۈتكۈل لازېر ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىقتىدارى PN تۇتاشتۇرۇش ئېغىزىنى ئەلالاشتۇرۇشقا مەركەزلىشىدۇ.

ئوپتوئېلېكترونلۇق تېخنىكىلارنىڭ داۋاملىق تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، PN تۇتاشتۇرۇش فىزىكىسىنى چوڭقۇر چۈشىنىش پەقەت لازېرنىڭ ئىقتىدارىنى ئاشۇرۇپلا قالماي، يەنە كېيىنكى ئەۋلاد يۇقىرى قۇۋۋەتلىك، يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە ئەرزان باھالىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ تەرەققىياتى ئۈچۈن پۇختا ئاساس سالدى.