Miaraka amin'ny fivoarana haingana amin'ny teknolojia optoelektronika, ny laser semiconductor dia nahita fampiharana miely patrana amin'ny sehatra toy ny fifandraisana, fitaovana ara-pitsaboana, laser range, fanodinana indostrialy, ary elektronika mpanjifa. Ao amin'ny fotony amin'ity teknolojia ity dia misy ny PN junction, izay mitana anjara toerana lehibe - tsy amin'ny maha-loharanon'ny famoahana hazavana azy fotsiny fa amin'ny maha-fototry ny fiasan'ny fitaovana azy ihany koa. Ity lahatsoratra ity dia manome topimaso mazava sy fohy momba ny rafitra, ny foto-kevitra ary ny asa fototra amin'ny PN junction amin'ny laser semiconductor.
1. Inona no atao hoe PN Junction?
Ny fifandraisana PN dia ny fifandraisana miforona eo amin'ny semiconductor karazana-P sy ny semiconductor karazana-N:
Ny semiconductor karazana-P dia asiana loto mpandray, toy ny boron (B), ka mahatonga ny lavaka ho mpitondra fiampangana betsaka indrindra.
Ny semiconductor karazana-N dia asiana loto mpamatsy, toy ny phosphore (P), ka mahatonga ny elektrôna ho mpitondra ny ankamaroany.
Rehefa mifandray ny akora karazana-P sy karazana-N, dia miparitaka mankany amin'ny faritra-P ny elektrôna avy amin'ny faritra-N, ary miparitaka mankany amin'ny faritra-N ny lavaka avy amin'ny faritra-P. Io fiparitahana io dia mamorona faritra fihenana izay ifangaroan'ny elektrôna sy ny lavaka indray, ka mamela ionina misy fiampangana izay mamorona saha elektrika anatiny, fantatra amin'ny anarana hoe sakana mety ho tafiditra ao anatiny.
2. Ny anjara asan'ny PN Junction amin'ny laser
(1) Tsindrona Mpitatitra
Rehefa miasa ny laser, dia mitongilana mankany aloha ny PN junction: mifandray amin'ny voltase tsara ny faritra P, ary mifandray amin'ny voltase ratsy ny faritra N. Izany dia manafoana ny saha elektrika anatiny, ka mamela ny elektrôna sy ny lavaka hampidirina ao amin'ny faritra miasa eo amin'ny junction, izay mety hifangaroan'izy ireo indray.
(2) Famoahana Hazavana: Ny Niandohan'ny Famoahana Hazavana Nohetsehina
Ao amin'ny faritra mavitrika, ireo elektrôna sy lavaka voatsindrona dia miara-mitambatra indray ary mamoaka fotona. Amin'ny voalohany, ity dingana ity dia famoahana ho azy, saingy rehefa mitombo ny hakitroky ny fotona, ny fotona dia afaka mandrisika ny famerenana ny fampiarahana elektrôna-lavaka bebe kokoa, ka mamoaka fotona fanampiny mitovy dingana, lalana ary angovo—izany no famoahana voatosika.
Ity dingana ity no fototry ny laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
(3) Famoahana laser avy amin'ny Gain sy Resonant Cavities
Mba hampitomboana ny famoahana taratra voatsindry, ny laser semiconductor dia misy lavaka resonant amin'ny andaniny roa amin'ny PN junction. Amin'ny laser edge-emitting, ohatra, dia azo tanterahina izany amin'ny alàlan'ny Distributed Bragg Reflectors (DBRs) na coatings fitaratra mba hitaratra ny hazavana mandroso sy miverina. Io fametrahana io dia ahafahana mampitombo ny halavan'ny onjam-pahazavana manokana, ka amin'ny farany dia miteraka vokatra laser mirindra sy mivantana.
3. Rafitra sy fanatsarana ny famolavolana ny PN Junction
Miankina amin'ny karazana laser semiconductor, mety miovaova ny firafitry ny PN:
Fifandraisana Hetero tokana (SH):
Vita amin'ny akora iray ihany ny faritra P, ny faritra N, ary ny faritra mavitrika. Malalaka kokoa ary tsy dia mahomby loatra ny faritra fampifangaroana.
Fifandraisana Hetero roa sosona (DH):
Misy sosona mavitrika tery kokoa eo anelanelan'ny faritra P sy N. Izany dia mametra ny mpitatitra sy ny fotona, ka manatsara be ny fahombiazana.
Rafitra lavadrano kuantum:
Mampiasa sosona mavitrika manify dia manify mba hamoronana fiantraikany amin'ny fihibohana kuantum, manatsara ny toetran'ny ambangovangony sy ny hafainganam-pandehan'ny modulation.
Ireo rafitra rehetra ireo dia natao hanatsarana ny fahombiazan'ny tsindrona mpitatitra, ny fampifangaroana indray, ary ny famoahana hazavana ao amin'ny faritra PN junction.
4. Famaranana
Ny PN junction no tena "fo" an'ny laser semiconductor. Ny fahafahany mampiditra mpitatitra amin'ny alàlan'ny forward bias no tena antony mahatonga ny famokarana laser. Manomboka amin'ny famolavolana rafitra sy ny fisafidianana fitaovana ka hatramin'ny fanaraha-maso ny photon, ny fahombiazan'ny fitaovana laser manontolo dia mifantoka amin'ny fanatsarana ny PN junction.
Rehefa mandroso hatrany ny teknolojia optoelektronika, ny fahatakarana lalindalina kokoa ny fizikan'ny PN junction dia tsy vitan'ny hoe manatsara ny fahombiazan'ny laser fa mametraka fototra mafy orina ho an'ny fampandrosoana ny taranaka manaraka amin'ny laser semiconductor mahery vaika, haingam-pandeha ary mora vidy.
Fotoana fandefasana: 28 Mey 2025