Өнеркәсіп жаңалықтары

Лазерлік диод дегеніміз не?

2021-01-10

Лазер - лазерлік сәуле шығаруға қабілетті құрал. Алғашқы микротолқынды кванттық күшейткіш 1954 жылы жасалып, жоғары когерентті микротолқынды сәуле алынды. 1958 жылы А.Л.Сяолуо мен Ч.Х. Қалалар микротолқынды кванттық күшейткіштің принципін оптикалық жиілік диапазонына дейін кеңейтті. 1960 жылы Т.Х. Майман және басқалар алғашқы лағыл лазерін жасады. 1961 жылы А.Дзя Вэнь және басқалар гелий-неонды лазер жасады. 1962 жылы Р.Н. Холл және басқалары галлий арсенидінің жартылай өткізгіш лазерін жасады. Болашақта лазер түрлері көбірек болады. Жұмыс ортасына сәйкес лазерлерді төрт категорияға бөлуге болады: газ лазерлері, қатты лазерлер, жартылай өткізгіш лазерлер және бояғыш лазерлер. Жақында ақысыз электронды лазерлер де жасалды. Қуатты лазерлер әдетте импульстік шығу болып табылады.


Тарих:

Лазерлік технологиядағы негізгі тұжырымдама 1917 жылы Эйнштейн «ынталандырылған эмиссияны» ұсынған кезде пайда болды. Лазер термині бір кездері қайшылықты болған; Гордон Гулд бұл терминді жазбаларда қолданған алғашқы адам болды.
1953 жылы американдық физик Чарльз Харде Таунс және оның оқушысы Артур Сяо Луо алғашқы микротолқынды кванттық күшейткіш жасап, өте когерентті микротолқынды сәуле алды.
1958 жылы C.H. Towns және A.L. Xiao Luo микротолқынды кванттық күшейткіштер принципін оптикалық жиілік диапазонына дейін кеңейтті.
1960 жылы Т.Х. Теодор Майман алғашқы лағыл лазерін жасады.
1961 жылы ирандық ғалым А.Жавин және басқалар гелий-неонды лазер жасады.
1962 жылы Р.Н. Холл және басқалары галлий арсенидінің жартылай өткізгіш лазерін жасады.
2013 жылы Оңтүстік Африка ғылым және өнеркәсіпті зерттеу кеңесінің Ұлттық лазерлік орталығының зерттеушілері әлемдегі алғашқы сандық лазерді жасап шығарды, бұл лазерлік қосымшалардың жаңа перспективаларын ашты. Зерттеу нәтижелері британдық Nature Communications журналында 2013 жылдың 2 тамызында жарияланған.

Лазерлердің түрлері мен қолданылуы:
Лазер шығаратын жарықтың сапасы таза және спектрі тұрақты, оны көптеген тәсілдермен қолдануға болады.
Рубин лазері: лазердің түпнұсқасы жарқыраған жарқыраған лампамен қозған, ал лазер үздіксіз және тұрақты сәуледен гөрі «импульстік лазер» болған. Осы лазер шығаратын сәуленің сапасы біз қолданып жүрген лазерлік диодтың лазерінен айтарлықтай өзгеше. Бірнеше наносекундқа созылатын бұл қарқынды жарық шығаруы адамдардың қозғалатын голографиялық портреттері сияқты оңай қозғалатын заттарды түсіруге өте ыңғайлы. Алғашқы лазерлік портрет 1967 жылы дүниеге келген. Рубин лазерлері қымбат лағылдарды қажет етеді және олар қысқа импульсті жарық шығара алады.
He-Ne лазері: 1960 жылы ғалымдар Али Джаван, кіші Уильям Р.Бреннет және Дональд Эрриот He-Ne лазерін жасады. Бұл алғашқы газ лазері. Лазердің бұл түрін әдетте голографиялық фотографтар қолданады. Екі артықшылығы: 1. Үздіксіз лазерлік шығыс шығару; 2. Жарықты қоздыру үшін лампочка қажет емес, бірақ электр қоздырғыш газын қолданыңыз.
Лазерлік диод: лазерлік диод - ең жиі қолданылатын лазерлердің бірі. Жарық шығару үшін диодтың PN қосылысының екі жағындағы электрондар мен саңылаулардың өздігінен рекомбинациялану құбылысы өздігінен эмиссия деп аталады. Өздігінен сәулелену нәтижесінде пайда болған фотон жартылай өткізгіштен өткенде, ол шығарылған электрон-тесік жұбының маңынан өткенде, екеуін қайта біріктіріп, жаңа фотондар шығаруға қозғауы мүмкін. Бұл фотон қозған тасымалдаушыларды рекомбинациялауға және жаңа фотондарды шығаруға итермелейді. Бұл құбылыс ынталандырылған эмиссия деп аталады. Егер айдалатын ток жеткілікті үлкен болса, онда жылу тепе-теңдік күйіне қарама-қарсы тасымалдаушының таралуы, яғни популяция инверсиясы қалыптасады. Белсенді қабаттағы тасымалдаушылар инверсияның көп мөлшерінде болғанда, аз мөлшерде өздігінен пайда болатын сәулелену резонанстық қуыстың екі шетінде де кері шағылысу әсерінен индукцияланған сәуле шығарады, нәтижесінде жиілік-селективті резонанстық оң кері байланыс пайда болады немесе белгілі бір мөлшерге ие болады жиілігі. Коэффициент абсорбция жоғалуынан үлкен болған кезде, PN түйіспесінен жақсы спектрлік сызықтары бар лазерлік сәулесі бар когерентті жарық шығарылуы мүмкін. Лазерлік диодтың өнертабысы лазерлік қосымшаларды жылдам танымал етуге мүмкіндік береді. Ақпаратты сканерлеудің әртүрлі түрлері, оптикалық талшықты байланыс, лазерлік диапазон, лидар, лазерлік дискілер, лазерлік көрсеткіштер, супермаркеттер коллекциясы және т.б. үнемі дамып, танымал болып келеді.