Analiżi tal-istruttura u l-prinċipju tax-xogħol tal-lejżers semikondutturi.
Il-laser tal-gallju arsenide (GaAs) jintuża bħala eżempju biex jintroduċi l-prinċipju ta 'ħidma tal-laser ta' niesunction injettat.
1. Il-prinċipju ta 'oxxillazzjoni tal-laser ta' niesunction injettat. Minħabba l-materjal semikonduttur innifsu għandu struttura tal-kristall speċjali u struttura elettronika, għalhekk il-formazzjoni tal-mekkaniżmu tal-lejżer għandha l-partikolarità tagħha stess.
(1) Struttura tal-faxxa tal-enerġija tas-semikondutturi. Materjali semikondutturi huma l-aktar strutturi tal-kristall. Meta numru kbir ta 'atomi jirregolaw u kkombinati sewwa fi kristall, l-elettroni ta' valenza fil-kristall huma fil-faxxa ta 'enerġija tal-kristall. Il-medda tal-enerġija li fiha jinsabu l-elettroni tal-valenza tissejjaħ il-faxxa tal-valenza (li tikkorrispondi għal enerġija aktar baxxa). L-eqreb faxxa ta 'enerġija għolja għall-faxxa ta' valenza tissejjaħ il-faxxa tal-konduzzjoni, u l-ispazju vojt bejn il-meded ta 'enerġija jissejjaħ il-faxxa projbita. Meta jiżdied kamp elettriku estern, l-elettroni fil-faxxa ta 'valenza jaqbżu għall-faxxa tal-konduzzjoni, fejn jistgħu jimxu liberament u jmexxu l-elettriku. Fl-istess ħin, it-telf ta 'elettron fil-faxxa ta' valenza huwa ekwivalenti għall-emerġenza ta 'toqba ċċarġjata b'mod pożittiv, din it-toqba fir-rwol tal-kamp elettriku estern, jista' wkoll ikollu rwol konduttiv. Għalhekk, it-toqba fil-faxxa tal-valenza u l-faxxa tal-konduzzjoni tal-elettroni għandhom rwol konduttiv, imsejjaħ kollettivament bħala trasportaturi.
(2) semikondutturi drogati u junction pn. Semikonduttur pur mingħajr impuritajiet, magħruf bħala s-semikonduttur intrinsiku. Jekk is-semikonduttur intrinsiku drogat b'atomi ta 'impurità, fil-faxxa ta' konduzzjoni taħt u 'l fuq mill-faxxa ta' valenza ffurmaw livelli ta 'enerġija ta' impurità, rispettivament, magħrufa bħala l-livell ta 'enerġija donatur u l-livell ta' enerġija prinċipali.
Semikondutturi b'livell ta 'enerġija dominanti jissejħu semikondutturi tat-tip n; semikondutturi b'livell ta 'enerġija dominanti jissejħu semikondutturi tat-tip p. F'temperatura tal-kamra, is-sħana tista 'tagħmel semikondutturi tat-tip n, ħafna mill-atomi donaturi huma dissoċjati, li fihom l-elettron huwa eċċitati għall-faxxa tal-konduzzjoni, isiru elettroni ħielsa. Ħafna mill-atomi ospitanti ta 'semikondutturi tat-tip p jaqbdu l-elettroni fil-medda ta' valenza u jiffurmaw toqob fil-medda ta 'valenza. Għalhekk, semikondutturi tat-tip n huma prinċipalment immexxija minn elettroni fil-faxxa tal-konduzzjoni; Semikondutturi tat-tip p huma prinċipalment immexxija minn toqob fil-faxxa ta 'valenza.
Materjali semikondutturi użati fil-lejżers semikondutturi għandhom konċentrazzjoni kbira ta 'doping, bin-numru ta' l-atomu ta 'impurità tat-tip n ġeneralment ikun (2-5) × 1018cm-1; it-tip p huwa (1-3) × 1019cm-1.
F'biċċa materjal semikonduttur, ir-reġjun fejn hemm bidla f'daqqa mir-reġjun tat-tip p għar-reġjun tat-tip n jissejjaħ junction pn. Reġjun ta' ħlas spazjali se jiġi ffurmat fl-interface tiegħu. elettroni fil-medda tas-semikondutturi tat-tip n għandhom jinfirxu fir-reġjun p, filwaqt li toqob fil-medda ta 'valenza tas-semikondutturi tat-tip p għandhom jinfirxu fir-reġjun n. B'dan il-mod, ir-reġjun tat-tip n ħdejn l-istruttura huwa ċċarġjat b'mod pożittiv minħabba li huwa d-donatur, u r-reġjun tat-tip p ħdejn il-junction huwa ċċarġjat b'mod negattiv minħabba li huwa r-riċevitur. Kamp elettriku huwa ffurmat fl-interface li tipponta mir-reġjun n għar-reġjun p, imsejjaħ il-kamp elettriku mibni waħdu. Dan il-kamp elettriku jipprevjeni t-tixrid kontinwu ta 'elettroni u toqob.
(3) pn junction mekkaniżmu ta 'eċitazzjoni ta' injezzjoni elettrika. Jekk tiżdied vultaġġ ta 'bias pożittiv mal-materjal semikonduttur fejn tiġi ffurmata junction pn, ir-reġjun p huwa konness mal-arblu pożittiv u r-reġjun n mal-arblu negattiv. Ovvjament, il-vultaġġ pożittiv tal-kamp elettriku u l-junction pn tal-kamp elettriku mibni waħdu fid-direzzjoni opposta, idgħajjef il-kamp elettriku mibni waħdu fuq il-kristall fid-diffużjoni ta 'elettroni fl-impediment għall-moviment, sabiex ir-reġjun n ta 'l-elettroni ħielsa fir-rwol tal-vultaġġ pożittiv, iżda wkoll nixxiegħa kostanti ta' diffużjoni permezz tal-junction pn għar-reġjun p fiż-żona tal-junction fl-istess ħin hemm numru kbir ta 'elettroni tal-faxxa tal-konduzzjoni u faxxa ta' valenza Fiż-żona tal-junction fl-istess ħin hemm numru kbir ta 'elettroni fil-faxxa tal-konduzzjoni u t-toqba fil-medda ta' valenza, se jiġu injettati fir-reġjun biex jipproduċu kompost, meta l-elettroni fil-faxxa tal-konduzzjoni jaqbżu għall-valenza band, l-enerġija żejda fil-forma ta 'dawl emess. Dan huwa l-mekkaniżmu tal-luminixxenza tal-kamp tas-semikondutturi, din il-luminixxenza komposta spontanja tissejjaħ radjazzjoni spontanja.
Biex tagħmel il-junction pn biex tipproduċi dawl tal-lejżer, għandha tiġi ffurmata fi ħdan l-istruttura tal-istat tad-distribuzzjoni tal-inverżjoni tal-partiċelli, jeħtieġ li tuża materjali semikondutturi drogati ħafna, teħtieġ l-injezzjoni tal-kurrent tal-junction pn hija kbira biżżejjed (bħal 30, {{3} }A / ċm2). B'dan il-mod, fil-junction pn tar-reġjun lokali, jistgħu jiffurmaw il-faxxa tal-konduzzjoni fl-elettron aktar min-numru ta 'toqob fil-medda ta' valenza tal-inverżjoni tad-distribuzzjoni tal-istat, u b'hekk tiġġenera r-radjazzjoni kompost eċċitati u dawl tal-lejżer maħruġ .
2. Struttura tal-lejżer semikondutturi. Il-forma u d-daqs tiegħu u t-transistor semikonduttur ta 'qawwa baxxa huwa kważi l-istess, biss fil-qoxra aktar minn tieqa waħda tal-output tal-laser. Imqabbad maż-żona tal-junction taż-żona p u n-żona magħmula minn saffi, iż-żona tal-junction hija għexieren ta 'mikrometri ħoxnin, iż-żona hija madwar inqas minn 1mm2.
Kavità reżonanti ottiċi tal-lejżer semikondutturi hija l-użu ta 'pjan ta' junction pn perpendikolari għall-kompożizzjoni tal-wiċċ tas-soluzzjoni naturali (wiċċ 110), għandha riflessività ta '35, kienet biżżejjed biex tikkawża oxxillazzjoni tal-lejżer. Jekk għandek bżonn iżżid ir-riflettività tista 'tiġi miksija fuq il-wiċċ tal-kristall ta' saff ta 'silika, u mbagħad saff ta' film tal-fidda metalliku, tista 'tikseb aktar minn 95% tar-riflettività.
Ladarba l-lejżer tas-semikondutturi jiġi miżjud mal-vultaġġ tal-preġudizzju 'l quddiem, in-numru ta' partiċelli fiż-żona tal-junction se jinqaleb u jkun kompost.
