Miaraka amin'ny fivoaran'ny teknolojia optoelectronic haingana, ny laser semiconductor dia nahita fampiharana miely patrana amin'ny sehatra toy ny fifandraisana, fitaovana fitsaboana, laser range, fanodinana indostrialy, ary elektronika mpanjifa. Ao amin'ny fototry ity teknolojia ity dia misy ny PN junction, izay mitana anjara toerana lehibe — tsy amin'ny maha-loharanon'ny famoahana hazavana fotsiny fa amin'ny maha fototry ny fiasan'ilay fitaovana ihany koa. Ity lahatsoratra ity dia manome topimaso mazava sy fohy momba ny rafitra, ny fitsipika ary ny fiasa fototra amin'ny PN junction amin'ny laser semiconductor.
1. Inona no atao hoe PN Junction?
Ny PN junction dia ny fifandraisana miforona eo amin'ny semiconductor P-karazana sy ny semiconductor N-karazana:
Ny semiconductor P-karazana dia doped amin'ny loto acceptor, toy ny boron (B), ka mahatonga ny lavaka ho an'ny ankamaroan'ny mpitatitra fiampangana.
Ny semiconductor N-karazana dia doped miaraka amin'ny loto donor, toy ny phosphore (P), ka mahatonga ny elektronika ny ankamaroany mitondra entana.
Rehefa mifandray ny fitaovana P-karazana sy N-karazana, dia miparitaka any amin'ny faritra-P ny elektrôna avy amin'ny faritra N, ary ny lavaka avy amin'ny faritra P dia miparitaka any amin'ny faritra N. Ity diffusion ity dia miteraka faritra mihena izay hitambatra indray ny elektrôna sy ny lavaka, ka mamela ny ion misy fiampangana izay mamorona saha elektrika anatiny, fantatra amin'ny anarana hoe sakana mety hitranga.
2. Ny anjara asan'ny PN Junction amin'ny Lasers
(1) Tsindrona mpitatitra
Rehefa miasa ny laser, dia mitongilana ny fihaonan'ny PN: ny faritra P dia mifandray amin'ny voltase tsara, ary ny N-faritra amin'ny tosidra ratsy. Izany dia manafoana ny sahan-jiro anatiny, mamela ny elektronika sy ny lavaka hiditra ao amin'ny faritra mavitrika eo amin'ny fihaonan-dalana, izay mety hitambatra indray.
(2) Emission Light: Ny niandohan'ny Emission Stimulated
Ao amin'ny faritra mavitrika, ny elektrôna natsindrona sy ny lavaka dia mitambatra indray ary mamoaka ny foton. Tamin'ny voalohany, ity dingana ity dia famoahana ho azy, fa rehefa mitombo ny hakitroky ny foton, dia afaka mandrisika indray ny rekombinan'ny lavaka elektrôna ny fotona, ka mamoaka sary fanampiny miaraka amin'ny dingana mitovy, ny fitarihana ary ny angovo - izany dia famotsorana.
Ity dingana ity dia mamorona ny fototry ny laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
(3) Mahazoa sy mirefy lavaka miforona Laser Output
Mba hanamafisana ny famotsorana, ny laser semiconductor dia misy lavaka mirefy eo amin'ny andaniny roa amin'ny fihaonan'ny PN. Amin'ny lasers edge-emitting, ohatra, dia azo atao izany amin'ny alàlan'ny Distributed Bragg Reflectors (DBRs) na ny fitaratra fitaratra mba hitaratra ny hazavana miverina sy miverina. Ity setup ity dia mamela ny halavan'ny onjam-pahazavana manokana hohamafisina, ary amin'ny farany dia miteraka vokatra laser mirindra tsara sy mivantana.
3. PN Junction Structures and Design Optimization
Miankina amin'ny karazana laser semiconductor, ny rafitra PN dia mety miovaova:
Heterojunction tokana (SH):
Ny faritra P, ny faritra N ary ny faritra mavitrika dia vita amin'ny fitaovana mitovy. Malalaka sy tsy dia mahomby ny faritra recombination.
Heterojunction roa (DH):
Misy sosona mihetsiketsika mavitrika kokoa eo anelanelan'ny faritra P- sy N. Izany dia mametra ny mpitatitra sy ny photons, manatsara ny fahombiazany.
Quantum Well Structure:
Mampiasa sosona mavitrika faran'izay manify mba hamoronana vokatry ny famehezana quantum, hanatsarana ny toetran'ny tokonam-baravarana sy ny hafainganam-pandehan'ny modulation.
Ireo rafitra rehetra ireo dia natao hanamafisana ny fahombiazan'ny tsindrona mpitatitra, ny recombination, ary ny famoahana hazavana ao amin'ny faritry ny PN junction.
4. Fehiny
Ny fihaonan'ny PN dia tena "fon'ny" laser semiconductor. Ny fahafahany manindrona mpitatitra eo ambanin'ny fitongilanana mandroso no fototry ny famokarana laser. Avy amin'ny famolavolana ara-drafitra sy ny fifantenana ara-pitaovana ka hatramin'ny fanaraha-maso ny foton'ny fotony, ny fampisehoana ny fitaovana laser manontolo dia mihodina manodidina ny fanatsarana ny fihaonan'ny PN.
Raha mbola mandroso ny teknolojia optoelectronic, ny fahatakarana lalindalina kokoa ny fizika 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 avo lenta, haingam-pandeha, ary mora vidy.
Fotoana fandefasana: May-28-2025