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

Gorizontal rezonatorli nanoelektron lazerlar 

---

13 
Ma‘lumki, istalgan turdagi lazerlarning ishlashi uchun asosan quyidagi ikkita 
mihim talab qo‘yiladi. Birinchidan, energetik sathlarning ko‘p bo‘lishi, ya‘ni 
yuqori sathli elektronlarning ko‘p bo‘lishini ta‘minlash lozim. Ikkinchidan har bir 
lazerda ishchi hajmida elektromagnit nurlanishini berkituvchi optik rezonatorlar 
yoki optik ko‘zgu bo‘lishi kerak. Ular o‘tkazuvchanlik zonasida valent zonaga 
o‘tuvchi elektronlarning majburiy rekombinasiyalanish mexanizmlarini berkitadi. 
Majburiy rekombinasiya jarayonida ma‘lum chastoyali va fazali fotonlar 
generasiyalanadi. Sponton rekombinasiya jarayonida esa fazalar va erkin harakat 
jarayonida foton generasiyasi kuzatiladi. Hozirgi kunda yarimo‘tkazgichli 
lazerlardan ikki geterotuzilmali lazerlar keng tarqalgan. Bu turdagi lazerlar 
tuzilishi 
jihatidan 
ikki 
tomondan 
mahkamlangan 
yupqa 
qatlamli 
yarimo‘tkazgichlardan iborat (1.4-rasm). Yupqa qatlam kvant o‘ralarga asoslangan 
bo‘lib, unda energetik spektrlarning kvantlanishi lazrelarning xossalarini 
o‘zgartiradi. Ishchi sohani elektronlar bilan to‘xtovsiz ta‘minlab turish uchun 
metall kontaktlar qo‘llaniladi.
1.4-rasm. Kvant o‘rali lazer.
a) – ikkilangan geterastruktura, b) – energetik diagramma.
Bunday 
lazerlar quyidagicha ishlaydi. Metall kontaktlarning biridan 
elektronlar ishchi zonaga tushib turadi. Ular o‘tkazuvchanlik zonasidan valent 

---

14 
zonaga o‘tganda elektromagnit nurlanishni nurlaydi. Uning chastotasini 
quyidagicha aniqlash mumkin. 
Priborning markaziy sohasidagi generasiyalangan nurlarni to‘plash uchun 
tashqi sohaga nisbatan ichki qatlam sohasi sindirish ko‘rsatkichi katta bo‘lishi 
ta‘minlanadi. Bunday munosabat masalan, GaAs/InGaAs tuzilmalarda olish 
mumkin. Bunday holda, ichki soha optik-tola to‘lqin yo‘liga aylanadi. Chetki 
tomonlariga shafof oyna qo‘yilgan bo‘lib, u rezonator bazifasini bajaradi. 
Kvant o‘raga asoslangan lazerlar oddiy yarimo‘tkazgichli lazerlardan bir qator 
avfzalliklari bilan farq qiladi. Bu lazerlar ishchi soha qalinligiga bog‘liq. O‘ralar 
o‘lchami kichiklashishi bilan 
sathlarda elektronlar energiyasi ortadi. 
Bu holatda lazerlar bilan generasiyalanish, nurlar chastotasi va (1.1) ifoda ortadi. 
Kvant o‘ralar kengligini tanlash orqali optik chiziqli bog‘liqligi va to‘lqin 
yutilishini eng kichik holatigacha ega bo‘lishi mumkin. Boshqa tomondan, kvant 
o‘radagi ikkilamchi elektron gaz zichligi oshadi. Bu zona chetidagi holat 
zichliklariga bog‘liq. Agar yarimo‘tkazgichlarda zona chetki sohalarida holat 
zichligi kam bo‘lsa, kvant o‘lchamli sistemalarda chetki sohasida doimiydir. 
Shuning uchun kvant o‘ralar tejamkor bo‘ladi. Ular kam tok istemol qiladi va birlik 
yuzada katta yorug‘lik beradi. Uning 60 % gacha elektrik quvvati yorug‘lik nuriga 
aylanadi. 
Kvant o‘raga nisbatan kvant nuqtada energetik spektr rodikal o‘zgaradi. Holat 
zichligi 
-funksiya bilan ifodalanadi. Shunday qilib, kvant nuqtada holatlar 
mavjud. Ular optik nurlanishni kuchaytirmaydi. Biroq, ular elektronlardan tashkil 
topgan. Bu energiyani kamaytiradi, shuningdek, lazerlarning muhim parametri 
bo‘lgan to‘yinish tokini kamaytiradi. Har qanday lazerlar sistemasida to‘yinish 
tokini kichiklashtirish maqsadga muvoffiq. Xona temperaturasida to‘yinish toki 15 
A/sm
2
gacha kamayishi mumkin. Bunday holatda, kvant o‘rali lazerlarda 30 A/sm
2 
ni tashkil qiladi.