Bi pêşveçûna bilez a teknolojiya optoelektronîkî, lazerên nîvconductor di warên wekî ragihandin, alavên bijîşkî, pîvandina lazer, hilberandina pîşesaziyê û elektronîkên xerîdar de serîlêdanên berfireh dîtine. Di bingeha vê teknolojiyê de girêdana PN heye, ku rolek girîng dilîze - ne tenê wekî çavkaniya derketina ronahiyê lê di heman demê de wekî bingeha xebitandina cîhazê jî. Ev gotar nirxandinek zelal û kurt a avahî, prensîb û fonksiyonên sereke yên girêdana PN di lazerên nîvconductor de peyda dike.
1. Girêdana PN çi ye?
Girêdana PN ew rûbera navbera nîvconductorek celebê P û nîvconductorek celebê N ye:
Nîvconductorê cureyê P bi nepakbûnên qebûlker, wek boron (B), tê dopkirin, ku piraniya kunan dike hilgirên bargiraniyê.
Nîvconductorê cureya N bi nepakiyên donor, wek fosfor (P), tê dopkirin, ku elektronan dike hilgirên piranî.
Dema ku materyalên celebê P û celebê N tên cem hev, elektronên ji herêma N belav dibin nav herêma P, û qulên ji herêma P belav dibin nav herêma N. Ev belavbûn herêmeke kêmbûnê diafirîne ku tê de elektron û qul ji nû ve têne cem hev, û îyonên barkirî li dû xwe dihêlin ku zeviyek elektrîkê ya navxweyî diafirînin, ku wekî astengiya potansiyela çêkirî tê zanîn.
2. Rola Girêdana PN di Lazeran de
(1) Derzîkirina Hilgir
Dema ku lazer dixebite, girêka PN ber bi pêş ve diçe: herêma P bi voltaja erênî ve girêdayî ye, û herêma N jî bi voltaja neyînî ve girêdayî ye. Ev yek zeviya elektrîkê ya navxweyî betal dike, dihêle ku elektron û kun werin derzîkirin nav herêma çalak a li girêkê, ku îhtîmal e ku ew ji nû ve li hev werin.
(2) Weşandina Ronahîyê: Jêdera Weşandina Stimulkirî
Di herêma çalak de, elektron û qulên derzîkirî ji nû ve têne hev û fotonan berdidin. Di destpêkê de, ev pêvajo emîsyona xweber e, lê her ku dendika fotonê zêde dibe, foton dikarin ji nû ve kombînasyona qulên elektronê teşwîq bikin, fotonên din bi heman qonax, rê û enerjiyê berdin - ev emîsyona teşwîqkirî ye.
Ev pêvajo bingeha lazerê (Zêdekirina Ronahîyê bi Emisyona Stimulkirî ya Radyasyonê) pêk tîne.
(3) Qazanc û Valatiyên Rezonansê Derana Lazerê Çêdikin
Ji bo zêdekirina belavbûna teşwîqkirî, lazerên nîvconductor li her du aliyên girêdana PN kavilên rezonansê dihewînin. Mînakî, di lazerên ku qirax derdixin de, ev dikare bi karanîna Reflektorên Bragg ên Belavkirî (DBR) an jî pêçandinên neynikê were bidestxistin da ku ronahiyê paş û pêş vegerîne. Ev sazkirin dihêle ku dirêjahiya pêlên taybetî yên ronahiyê werin zêdekirin, ku di dawiyê de dibe sedema derana lazerê ya pir hevgirtî û arasteyî.
3. Strukturên Girêdana PN û Optimîzasyona Sêwiranê
Li gorî celebê lazerê nîvconductor, avahiya PN dikare cûda bibe:
Heterojansiyona Tekane (SH):
Herêma P, herêma N, û herêma çalak ji heman materyalê pêk tên. Herêma ji nû ve kombînasyonê fireh û kêmtir bibandor e.
Heterojansiyona Duqat (DH):
Çîneke çalak a tengtir a valahiya bendê di navbera herêmên P- û N- de hatiye bicihkirin. Ev hem hilgir û hem jî foton sînordar dike, û bi girîngî karîgeriyê baştir dike.
Pêkhateya Çiyayên Kuantumê:
Ji bo afirandina bandorên dorpêçkirina kûantûmê, taybetmendiyên eşikê û leza modulasyonê baştir dike, çînek çalak a pir zirav bikar tîne.
Ev avahî hemî ji bo zêdekirina karîgeriya derzîkirina hilgir, ji nû ve kombînasyon, û emîsyona ronahiyê li herêma girêdana PN hatine çêkirin.
4. Encam
Girêdana PN bi rastî "dilê" lazerek nîvconductor e. Şîyana wê ya derzîkirina hilgiran di bin meyldariya pêş de tetikê bingehîn ê çêkirina lazerê ye. Ji sêwirana avahîsaziyê û hilbijartina materyalê bigire heya kontrola fotonan, performansa tevahiya cîhaza lazerê li dora çêtirkirina girêdana PN dizivire.
Her ku teknolojiyên optoelektronîkî pêşve diçin, têgihîştineke kûrtir a fîzîka girêdana PN ne tenê performansa lazerê zêde dike, lê di heman demê de bingehek zexm ji bo pêşkeftina nifşê din ê lazerên nîvconductor ên bi hêz, leza bilind û lêçûna kêm datîne.
Dema weşandinê: 28ê Gulana 2025an