Optik tolali lazerlar? Ularning kristallarning xossalariga ta’sirini o’rganish

Vertikal rezonatorli nanoelektron lazerlar 

---

15 
Vertikal rezonatorli lazerlar ishlashi oddiy yarimo‘tkazgichli lazerlarga 
o‘xshashdi. Ularda Fabri-Pero rezonatorlar hamda elektron va kovaklar 
rekombinasiyasi va injeksiya xisobiga kvant kuchaytirgich qo‘llaniladi. Vertikal 
rezonatorli lazerlarning boshqa yarimo‘tkazgichli lazerlardan farqi lazer 
rezonatorlarini hosil qilinishidir. Yarimo‘tkazgichli lazerlar ikki oynadan iborat 
Fabri-Pero rezonatoridan tashkil topgan. Ular yarimo‘tkazgich plastinasi 
kristalografik yo‘nalishiga mos hosil qilinadi. Demak, rezonator yarimo‘tkazgich 
plastina o‘qi bo‘ylab joylashgandir. Yarimo‘tkazgich vertikal rezonatorli lazerlarda 
Fabri-Pero rezonator lazerlar olish jarayonida bregg oyna hosil qilinadi. Bregg 
oyna asosga parallel bo‘lib, rezonator o‘qi va nurlanish yo‘nalishi yarimo‘tkazgich 
plastinaga perpendikulyar bo‘ladi. 
Vertikal rezonatorli lazerlarning tuzilish sxemasi 1.2-rasmda keltirilgan. Ikki 
bregg oyna rezonatorli lazerni tashkil qiladi. Bu oynalar yarimo‘tkazgichning 
to‘lqin uzunligiga teng. Masalan, 
qismi GaAs va 
AlGaAs. Breg oyna 
o‘rtasiga yarimo‘tkazgich qatlam joylashgan bo‘lib, lazerning faol ishchi sohasini 
tashkil qiladi. 
1.2-rasm. Vertikal rezonatorli nanoelektron lazerning tuzilish sxemasi. 

---

16 
Vertikal rezonatorli lazerlarning faol ish sohasi bir yoki bir nechta kvant o‘ra 
yoki kvant nuqtalardan iborat bo‘ladi. Lazer p-i-n tuzilishga ega bo‘lib, yuqori 
qismi p-turli hamda pastki qismi n-turli bo‘ladi.
Agar lazerlarda dielektrik bregg oyna qo‘llanilsa zaryad tashuvchilar 
injeksiyasi uchun qo‘shimcha kontakt qatlam hosil qilinadi. Zaryad 
tashuvchilarning buday injeksiyasi ichki rezonatorli injeksiya deb ataladi. Bunday 
ichki rezonatorli injeksiya lazerlarda oynalar o‘rtasidagi masofa 2 , 3 , ... bo‘ladi.
Aksariyat lazerlarda rezonator to‘lqin uzunligi oynalar orasidagi masofa bilan 
aniqlanadi. Vertikal rezonatorli lazerlarda oynalar orasidagi masofa rezonator hos il 
qiluvchi bregg oynalar qalinligidan kichikdir. Bunday vertikal rezonatorli lazerlar 
uchun rezonatorning samarali uzunligi ishlatiladi. Rezonatorning samarali uzunligi 
rezonatorlarning ba‘zi sohalari orqali aniqlanadi. Vertikal rezonatorli lazerlarning 
apperaturasi 10 mkmni tashkil qiladi. Odatda, Vertikal rezonatorli lazerlarning 
apperaturasi aylana yoki kvadrat shaklida bo‘ladi. Vertikal rezonatorli lazerlarning 
nurlanishi yuqori hamda bir vaqtda har ikkala oyna orqali chiqadi. Nurlarning 
yo‘nalishi yuqori va pastki oynalarning qaytarish koeffisientlari bilan qniqlanadi. 
Vertikal rezonatorli lazerlardagi bregg oynalarga yuqori talab qo‘yiladi. Vertikal 
rezonatorli lazerlarning kuchaytirish sohasi juda kichik. Ya‘ni kvant o‘ralar 
qalinligi bir necha nanometrga teng, rezonatorning bir o‘tishdagi kuchaytirishi 1 
%. Lazer rezonatorida yuqori samarali oyna, uning qaytarish koeffisienti R 0,99 
dan kam bo‘masligi lozim.
Vertikal rezonatorli lazerlar oynalarining qaytarish koeffisienti 0,99 ... 0,995, 
o‘ta zichlashtirilgan oynalarda 0,999 bo‘ladi. GaAs va AlAs binar birikmalar 
qo‘llanilishi yaxshi natija beradi. Aksincha, qattiq qorishma qo‘llanilganda esa 
oynaning qaytarish koeffisienti kamayib ketadi. Bundan tashqari, lazer 
tuzilmalaridagi chegara soha qattiq qorishma gradien qatlam qo‘llanilganda optik 
qarshilik kamayadi. Yarimo‘tkazgichlarning legirlanishi ham optik qaytarish 
koeffisientining kamayishiga olib keladi. Bu erkin tashuvchilarda yorug‘likning 
yutilishi bilan izohlanadi. 

---

17 
Kvant o‘rali lazerlar konstruksiyasi 1.3-rasmda, uning vatt-amper 
xarakteristikasi 1.4-rasmda keltirilgan. Lazerning 25 qatlamdan iborat chiqish oyna 
qaytarish koeffisienti 0,99, lazerning ishchi to‘lqin uzunligi 0,85 mkmga teng. 
Shuningdek, lazerning faol sohasidagi GaAs kvant o‘ra kengligi 8 nmga teng. 
Yorug‘lik to‘lqinining oyna bilan ta‘siri tufayli vertikal rezonatorli lazerlar 
rezonatorining samarali uzunligi bregg oyna o‘rtasida bir necha marta ortadi. 
Vertikal rezonatorli lazerlar rezonatorining samarali ish uzunligi tahminan 1 
nanometrni tashkil qiladi. 
1.3-rasm. Kvant o‘rali lazerlar konstruksiyasi. 

---

18 
1.4-rasm. Kvant o‘rali lazerlarning vatt-amper xarakteristikasi 
Hozirgi kunda Vertikal rezonatorli lazerlarning bir necha turi ishlab chiqilgan. 
Nanoelektron Vertikal rezonatorli lazerlarning asosiy avfzalliklari sifatida 
quyidagilarni keltirish mumkin: 
Rezonatorning ixchamligi, to‘yinish va ishchi tokining kichikligi; 
Lezer manbalarining minaturalashganligi; 
Nurlanishning kam sarfligi; 
Optik tolada nurlanishining yuqori samaraligi; 
Tokning yuqori chastotaligi; 
Bir me‘yorda ishlashi; 
To‘lqin uzunligi generasiyasining yuqori temperaturada muvozanatda 
bo‘lishi; 
Ko‘p elementlar bilan chiziqli va matrisali Vertikal rezonatorli lazerlar hosil 
qilish mumkinligi; 
Yuqori quvvatli minaturalashtirilgan lazerlar yaratish imkoniyatlarining 
mavjudligi va boshqalr. 

---

19 
Nanoelektron lazerlar avfzalliklari bilan bir qatorda kamchiliklardan holi 
emas. Ularning kamchiliklari sifatida quyidagilarni aytib o‘tish mumkin: 
Nanoelektron 
lazerlar 
tayorlash 
uchun 
qo‘llaniladigaan 
texnologik 
qurilmalarning qimmatligi; 
Ularni tayorlash jarayonining murkkabligi; 
Lazerlarda ko‘p qatlamli geterotuzilmalarning qo‘llanilishi va boshqalar.