يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ ئىشلەش پىرىنسىپى ۋە ئاساسلىق تۈرلىرى

ئىشلەش پىرىنسىپى ۋە ئاساسلىق تۈرلىرىيېرىم يېرىم لازېر

يېرىم ئۆتكۈزگۈچلازېرلىق دىئودلاريۇقىرى ئۈنۈملۈك، كىچىكلىتىلگەن ۋە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنىڭ كۆپ خىللىقى بىلەن، ئالاقە، داۋالاش ۋە سانائەت پىششىقلاپ ئىشلەش قاتارلىق ساھەلەردە ئوپتوئېلېكترون تېخنىكىسىنىڭ يادرولۇق تەركىبىي قىسمى سۈپىتىدە كەڭ قوللىنىلىدۇ. بۇ ماقالىدە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ ئىشلەش پىرىنسىپى ۋە تۈرلىرى تونۇشتۇرۇلىدۇ، بۇ كۆپ قىسىم ئوپتوئېلېكترون تەتقىقاتچىلىرىنىڭ تاللاش پايدىلىنىش ماتېرىيالى سۈپىتىدە قولايلىق.

1. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ نۇر تارقىتىش پىرىنسىپى

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ نۇر چىقىرىش پىرىنسىپى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارنىڭ بەلۋاغ قۇرۇلمىسى، ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈنچى ۋە قوزغىتىلغان نۇر چىقىرىشقا ئاساسلىنىدۇ. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللار بەلۋاغ بوشلۇقىغا ئىگە بولغان بىر خىل ماتېرىيال بولۇپ، ۋالېنس بەلۋاغ ۋە ئۆتكۈزۈش بەلۋاغنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ماتېرىيال ئاساسىي ھالەتتە بولغاندا، ئۆتكۈزۈش بەلۋاغلىرىدا ئېلېكترونلار بولمىغان ئەھۋالدا، ئېلېكترونلار ۋالېنس بەلۋاغنى تولدۇرىدۇ. مەلۇم بىر ئېلېكتر مەيدانى سىرتقا قوللىنىلغاندا ياكى توك كىرگۈزۈلگەندە، بەزى ئېلېكترونلار ۋالېنس بەلۋاغدىن ئۆتكۈزۈش بەلۋاغىغا ئۆتۈپ، ئېلېكترون تۆشۈك جۈپلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ. ئېنېرگىيە قويۇپ بېرىش جەريانىدا، بۇ ئېلېكترون تۆشۈك جۈپلىرى تاشقى دۇنيا تەرىپىدىن قوزغىتىلغاندا، فوتونلار، يەنى لازېرلار ھاسىل بولىدۇ.

2. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ قوزغىتىش ئۇسۇللىرى

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ ئاساسلىقى ئۈچ خىل قوزغىتىش ئۇسۇلى بار، يەنى ئېلېكتر ئوكۇلى تىپى، ئوپتىكىلىق پومپا تىپى ۋە يۇقىرى ئېنېرگىيەلىك ئېلېكترون نۇرى قوزغىتىش تىپى.

ئېلېكتر ئوكۇلى قىلىنغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار: ئادەتتە، ئۇلار گاللىي ئارسېنىد (GaAs)، كادمىي سۇلفىد (CdS)، ئىندىي فوسفىد (InP) ۋە سىنىك سۇلفىد (ZnS) قاتارلىق ماتېرىياللاردىن ياسالغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يۈزەكى تۇتاشتۇرۇش دىئودلىرى. ئۇلار ئالدى يۆنىلىش بويىچە توك ئوكۇل قىلىش ئارقىلىق قوزغىتىلىدۇ، بۇ تۇتاشتۇرۇش تۈزلەڭلىكى رايونىدا قوزغىتىلغان نۇر چىقىرىشنى ھاسىل قىلىدۇ.

ئوپتىكىلىق پومپا بىلەن پومپالىنىدىغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار: ئادەتتە، N تىپلىق ياكى P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يەككە كىرىستاللار (مەسىلەن، GaAS، InAs، InSb قاتارلىقلار) خىزمەت ماددىسى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، ھەمدەلازېرباشقا لازېرلار تەرىپىدىن تارقىتىلغان نۇر ئوپتىكىلىق پومپا ئارقىلىق قوزغىتىلىدۇ.

يۇقىرى ئېنېرگىيىلىك ئېلېكترون نۇرى قوزغىتىلغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار: ئادەتتە، ئۇلار يەنە N تىپلىق ياكى P تىپلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يەككە كىرىستاللارنى (مەسىلەن، PbS، CdS، ZhO قاتارلىقلار) خىزمەت ماددىسى سۈپىتىدە ئىشلىتىدۇ ۋە سىرتتىن يۇقىرى ئېنېرگىيىلىك ئېلېكترون نۇرىنى كىرگۈزۈش ئارقىلىق قوزغىتىلىدۇ. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېر ئۈسكۈنىلىرى ئىچىدە، ئىقتىدارى ياخشىراق ۋە قوللىنىشچانلىقى كەڭرەك بولغانلىرى قوش گېتېروسقۇرۇلمىلىق ئېلېكتر ئارقىلىق كىرگۈزۈلگەن GaAs دىئود لازېرىدۇر.

3. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنىڭ ئاساسلىق تۈرلىرى

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنىڭ ئاكتىپ رايونى فوتون ھاسىل قىلىش ۋە كۈچەيتىشنىڭ يادرولۇق رايونى بولۇپ، ئۇنىڭ قېلىنلىقى پەقەت بىر قانچە مىكرومېتىر. ئىچكى دولقۇن يېتەكلىگۈچ قۇرۇلمىلىرى فوتونلارنىڭ يان تەرەپكە تارقىلىشىنى چەكلەش ۋە ئېنېرگىيە زىچلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ (مەسىلەن، تاغ دولقۇن يېتەكلىگۈچلىرى ۋە كۆمۈلگەن گېتېرو تۇتاشتۇرۇشلار). لازېر ئىسسىقلىق چۆكتۈرۈش لايىھەسىنى قوللىنىدۇ ۋە تېز ئىسسىقلىق تارقىتىش ئۈچۈن يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىق ماتېرىياللىرىنى (مەسىلەن، مىس-ۋولفرام قېتىشمىسى) تاللايدۇ، بۇ ئىسسىقلىقنىڭ قىزىپ كېتىشىدىن كېلىپ چىققان دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنىڭ يۆتكىلىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. ئۇلارنىڭ قۇرۇلمىسى ۋە قوللىنىش ئەھۋالىغا ئاساسەن، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنى تۆۋەندىكى تۆت تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ:

قىر نۇرى چىقىرىدىغان لازېر (EEL)

لازېر چىپنىڭ يان تەرىپىدىكى يېرىلىش يۈزىدىن چىقىرىلىپ، ئېللىپس شەكىللىك نۇقتا ھاسىل قىلىدۇ (تەخمىنەن 30°×10° ئايرىلىش بۇلۇڭى بار). ئادەتتىكى دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 808nm (پوپسلاش ئۈچۈن)، 980nm (ئالاقە ئۈچۈن) ۋە 1550nm (ئوپتىك تالا ئالاقىسى ئۈچۈن). ئۇ يۇقىرى قۇۋۋەتلىك سانائەت كېسىش، ئوپتىك لازېر پومپا مەنبەلىرى ۋە ئوپتىك ئالاقە ئاساسىي تورىدا كەڭ قوللىنىلىدۇ.

2. تىك بوشلۇق يۈزى نۇر چىقىرىدىغان لازېر (VCSEL)

لازېر نۇرى چىپنىڭ يۈزىگە تىك يۆنىلىشتە تارقىتىلىدۇ، ئايلانما ۋە سىممېترىك نۇر شەكلىدە (ئايرىملىق بۇلۇڭى <15°). ئۇ تارقالغان Bragg رېفلكتورىنى (DBR) بىرلەشتۈرۈپ، سىرتقى رېفلكتورغا بولغان ئېھتىياجنى يوقىتىدۇ. ئۇ 3D سېزىش (مەسىلەن، يانفون چىراي تونۇش)، قىسقا مۇساپىلىك ئوپتىكىلىق ئالاقە (سانلىق مەلۇمات مەركىزى) ۋە LiDAR قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىدۇ.

3. كۋانت كاسكاد لازېرى (QCL)

كۋانت قۇدۇقلىرى ئارىسىدىكى ئېلېكترونلارنىڭ كاسكادلىق يۆتكىلىشىگە ئاساسەن، دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئوتتۇرا ۋە يىراق ئىنفىرا قىزىل نۇر دائىرىسىنى (3-30 μm) قاپلايدۇ، بۇ ئارقىلىق نوپۇسنىڭ ئۆزگىرىشىگە ئېھتىياج يوق. فوتونلار تارماق بەلباغلار ئارا يۆتكىلىش ئارقىلىق ھاسىل بولىدۇ ھەمدە ئادەتتە گاز سېزىش (مەسىلەن، CO₂ بايقاش)، تېراگېرتس رەسىمگە ئېلىش ۋە مۇھىت كۆزىتىش قاتارلىق ساھەلەردە ئىشلىتىلىدۇ.

4. تەڭشىگىلى بولىدىغان لازېر

تەڭشىگىلى بولىدىغان لازېرنىڭ سىرتقى بوشلۇق لايىھىسى (تور/پرىزما/MEMS ئەينىكى) ±50 nm دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى تەڭشەش دائىرىسىگە يېتەلەيدۇ، سىزىق كەڭلىكى تار (<100 kHz) ۋە يان تەرەپ ھالىتىنى رەت قىلىش نىسبىتى يۇقىرى (>50 dB). ئۇ ئادەتتە زىچ دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى بۆلۈش كۆپ تەرەپلىمە (DWDM) ئالاقىسى، سپېكتر ئانالىزى ۋە بىئو-مېدىتسىنا رەسىملىرى قاتارلىق ساھەلەردە ئىشلىتىلىدۇ. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلار ئالاقە لازېر ئۈسكۈنىلىرى، رەقەملىك لازېر ساقلاش ئۈسكۈنىلىرى، لازېر بىر تەرەپ قىلىش ئۈسكۈنىلىرى، لازېر بەلگىسى ۋە ئورالما ئۈسكۈنىلىرى، لازېر خەت بېسىش ۋە بېسىش، لازېر داۋالاش ئۈسكۈنىلىرى، لازېر ئارىلىقى ۋە كوللىماتسىيە بايقاش ئۈسكۈنىلىرى، كۆڭۈل ئېچىش ۋە مائارىپ ئۈچۈن لازېر ئۈسكۈنىلىرى ۋە ئۈسكۈنىلىرى، لازېر زاپچاسلىرى ۋە زاپچاسلىرى قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىدۇ. ئۇلار لازېر كەسپىنىڭ يادرولۇق زاپچاسلىرىغا تەۋە. قوللىنىشچانلىقى كەڭ بولغاچقا، لازېرلارنىڭ نۇرغۇن ماركىلىرى ۋە ئىشلەپچىقارغۇچىلىرى بار. تاللاش قىلغاندا، ئۇ كونكرېت ئېھتىياج ۋە قوللىنىش ساھەلىرىگە ئاساسلىنىشى كېرەك. ھەر خىل ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ ھەر خىل ساھەلەردە ئوخشىمايدىغان قوللىنىشچانلىقى بار، ئىشلەپچىقارغۇچىلار ۋە لازېرلارنى تاللاش تۈرنىڭ ئەمەلىي قوللىنىش ساھەسىگە ئاساسەن ئېلىپ بېرىلىشى كېرەك.