Yarimo'tkazgichli lazer

Yarimo'tkazgichli lazer Reja: Energetik sathlar va sohalar Elektronlarni energetik sohalar bo'yicha taqsimoti Invers bandlik va kogerent nurlanish hosil qilish Yarimo'tkazgichli injeksion lazer Yarimo'tkazgichli lazer, qattiq jismli lazerlarning o'ziga xos turiga kiradi. Bu turdagi lazerlarda invers bandlik hosil qilishni va kogerent nurlanish olishni energetik sathlar hamda energetik sohalar asosida tushuntirish mumkin. Energetik sathlar va sohalar Kvant fizikasi asoslariga ko'ra, qattiq jismni tashkil etgan atomlardagi 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 quyi energetik sathda joylashgan deb qarash mumkin. Bu yadrodan uzoqlashgan elektronning energiyasi yadroga eng yaqin turgan (yani 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 etadi. Elektronlarni energetik sohalar bo'yicha taqsimoti Qattiq jism atomining elektron qobig'idagi elektronlar yadro bilan bog'langanligi uchun ularni valent elektronlar deyiladi va ular joylashgan energetik sathlar to'plamiga valent soha deb qaraladi. Qattiq jismni tashkil etgan atomning yadrosi bilan bog'lanishi uzilgan elektronlar qattiq jism ichida erkin harakat qiladilar va elektr tokini hosil qilishlari mumkin bo'lganligi uchun 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 taqiq-langan soha deb qarash qabul qilingan. Bu soha valent soha bilan o'tkazuvchanlik sohalari oralig'ida joylashgan va taqiqlangan sohaning energiya bo'yicha kengligi o'tkazuvchanlik sohasining quyi chegarasi energiyasidan valent sohasining eng yuqori chegarasi energiyasini ayirmasiga teng. Elektronlar energetik sathlarning va sohalarning sxematik diagrammasi 23-rasmda keltirilgan. 23.a-rasmda metallardagi elektron energiya sathlari keltirilgan. Yarimo'tkazgich moddalarda energetik sohalar diag-rammasi 23.b-rasmda ko'rsaltilgandek bo'ladi. Faqat taqiqlangan sohaning kengligi dielektriklarnikiga nisbatan kamroq bo'lib, qiymati bir elektron volt atrofida bo'ladi. Yarimo'tkazgich modda (masalan germaniy yoki kremniy) atomining tashqi elektron qobig'ida to'rttadan valent elektronga ega. Ushbu moddaralning fazoviy kristall panjarisi o'zaro valent elektronlar orqali bog'langan atomlardan tashkil topgan. Atomlarning bunday bog'lanishi kovalent bog'lanish deyiladi. Yarimo'tkazgichning (sof, aralashmasiz) elektr o'tkazuvchanligi yoki unda invers bandlik hosil bo'lishini 24- rasmda keltirilgan 23-rasm. Elektronlar energiya sathlarining (a) metaldagi va (b) dielektrikdagi diagrammalari. energetik struktura orqali tushuntirish qulayroq. Harorat mutloq nolda yarimo'tkazgichdagi barcha elektronlar yadro bilan bog'langan bo'lib, ular valent sohada joylashgan bo'ladi va bu holda yarimo'tkazgich dielektrikdan farq qilmaydi. Harorat orta boshlagan sari, valent sohadigi bog'langan elektronlarning energiyasi ortib, ular yadro bilan bog'lanishni uzib, o'tkazuvchanlik sohasiga o'taboshlaydilar. Ushbu o'tishlardan biri 24-rasmda valent sohasidan ...