Lazer diod haqida

Lazer diodlar (laser diodes) lazer nurining tor (narrow beam) dastasini hosil qila oladi; bunda barcha yorug‘lik to‘lqinlari deyarli bir xil to‘lqin uzunligiga (wavelengths) ega bo‘ladi. Shu xususiyati tufayli lazer nurlari juda yorqin bo‘ladi va juda kichik nuqtaga (tiny spot) jamlab fokuslash mumkin.
Lazer diodlar shtrix-kod o‘quvchi qurilmalar (barcode readers), lazer printerlar, xavfsizlik tizimlari (security systems), optik tolali aloqa (fibre optic communications) va boshqa ko‘plab qurilmalarda keng qo‘llaniladi. Ushbu maqolada lazer diodlarning turlari, xususiyatlari va qo‘llanilishi bilan tanishamiz.

Lazer diod nima? (What Is a Laser Diode?)

Lazer diod — ko‘rinadigan (visible) yoki infraqizil spektr (infrared spectrum)da bo‘ladigan, chastotasi (frequency) va fazasi (phase) bir xil kogerent nurlanish (coherent radiation) hosil qilish uchun p–n o‘tishdan (p-n junction) foydalanadigan yarimo‘tkazgich (semiconductor)dir. U “inyeksiya lazer diod” (injection laser diode) deb ham ataladi va uning texnologiyasi LEDlarda uchraydigan texnologiyaga o‘xshash.

Lazer diod turlari (Types of Laser Diodes)

Lazer diodlarning turlari quyidagilar:

Ikki karra geterotuzilmali lazer diod (Double heterostructure laser diode): Geterotuzilma (heterostructure) — N-tur (n-type) va P-tur (p-type) materiallarning ikki qatlam orasiga “qistirilgan” (sandwiched) materialdir. Geterotuzilma materiali mavjud bo‘lgani uchun bu turdagi lazer diod “ikki karra geterotuzilma” (DH) lazer diod deb ataladi. Ushbu diodning asosiy afzalligi shundaki, faol soha (active region) optik kuchaytirishni (optical amplification) yanada yaxshiroq amalga oshirish uchun ishlatiladi.
Kvant quduqli lazer diod (Quantum well laser diode): Kvant quduq (quantum well) — diodning o‘rtasida joylashgan juda yupqa qatlamdir. Kvant energiya (quantum energy) elektronlarni yuqori energiyadan past energiyaga o‘tkazish (converting electrons from higher energy to lower energy) uchun ishlatiladi va samaradorlik (efficiency)ning yaxshilanishiga sabab bo‘ladi.
Alohida cheklovchi geterotuzilmali lazer diod (Separate confinement heterostructure laser diode): Bu turda uchta qatlamdan tashqari yana ikkita qo‘shimcha qatlam bo‘ladi. Ushbu qatlamlar sinish ko‘rsatkichi (refractive index) pastroq bo‘lib, yorug‘lik chiqishi (emission of light) ham yaxshilanadi.
Vertikal kovakli, sirtidan nur chiqaruvchi lazer diod (Vertical cavity surface-emitting laser diode): Bu turdagi lazer diodda optik kovak (optical cavity) tok oqimi o‘qi (axis of the current flow) bo‘ylab joylashgan bo‘ladi.

Lazer diod xususiyatlari (Characteristics of Laser Diode)

Lazer diod quyidagi xususiyatlar bilan tavsiflanadi:

Monoxromatik (Monochromatic): Nurlanadigan tor yorug‘likning (narrow light) spektr kengligi juda kichik bo‘lib, deyarli faqat bitta rangni (single color) o‘z ichiga oladi.
Yaxshi yo‘naltirilgan (Well-directed): Bu turda yorug‘lik tor dasta (narrow beam) ko‘rinishida yo‘naltiriladi. Uni optik tolaga (optical fibre) “kiritish” (launch) oson.
Kogerent (Coherent): Keng to‘lqin uzunligi (wide wavelength)ga ega LEDdan chiqariladigan bitta to‘lqin uzunlikli (single wavelength) yorug‘lik.
Lazer diodning muhim xususiyatlaridan biri — uning “chegarasi” (threshold) yoki ishga tushish yondashuvidir (approach). Lazer diod minimal quvvat (minimum power) berilmaguncha ishlamaydi. Agar yorug‘lik uning energiyasidan past bo‘lsa, nurlanish to‘liq energiyaga nisbatan threshold’dan past bo‘ladi va chiqish (emission) sustroq bo‘ladi.

Lazer diod qo‘llanilishi (Applications of Laser Diode)

Lazer diodlarning qo‘llanilish sohalari quyidagilar:

Iste’mol elektronikalari (Consumer electronics): bunga lazer printerlar, CD va DVD pleyerlar hamda optik tolali aloqa (fibre optic communication) kiradi.
Sanoat qo‘llanmalar (Industrial applications): sanoatda lazer diod afzal ko‘riladi, chunki u yuqori intensivlikdagi (high-intensity) lazer nuri manbai bo‘lib, kesish (cutting), burg‘ilash (drilling), payvandlash (welding) va hokazolarda ishlatiladi.
Tibbiyot qo‘llanmalar (Medical applications): lazer diodlar ortiqcha to‘qimalar (unwanted tissues) va o‘smalarni (tumours) olib tashlashda, shuningdek, stomatologik davolashda (dental medication) qo‘llanadi.
Ilmiy asbob-uskunalar (Scientific instrumentation): spektrometrlar (spectrometers), masofa o‘lchagichlar (range finders), kontaktsiz o‘lchovlar (contact-less measurements) kabi ishlar lazer diodlar yordamida bajarilishi mumkin.
Telekommunikatsiyada lazer diod (The laser diode in telecom): 1.3 μm va 1.55 μm diapazonli (bands) lazer diodlar telekommunikatsiyada asosiy yorug‘lik manbai sifatida ishlatiladi; diapazon (band) o‘zgarishiga qarab, lazer diodlar optik kuchaytirishda (optical amplification) ham qo‘llanadi.

Lazer diod afzalliklari (Advantages of Laser Diode)

Lazer diodning afzalliklari quyidagilar:

Lazer diod boshqa yorug‘lik chiqaruvchi qurilmalar (light-emitting devices) bilan solishtirilganda, ishlash quvvati (operational power) kamroq bo‘ladi.
Ular kichik bo‘lgani uchun bu diodlar bilan ishlash (handling) oson.
Bu diodlar hosil qiladigan yorug‘lik yuqori samaradorlikka (high efficiency) ega.

Lazer diod kamchiliklari (Disadvantages of Laser Diode)

Lazer diodning kamchiliklari quyidagilar:

Ular boshqa yorug‘lik chiqaruvchi qurilmalarga nisbatan qimmatroq (expensive).
Ular hosil qiladigan yorug‘lik ko‘zga salbiy ta’sir ko‘rsatadi (adversely affects the eyes).

Tez-tez so‘raladigan savollar – FAQ

Lazer diod nima?

Lazer diod — ko‘rinadigan yoki infraqizil spektrda bo‘ladigan, chastotasi va fazasi bir xil kogerent nurlanish hosil qilish uchun p–n o‘tishdan foydalanadigan yarimo‘tkazgichdir. U inyeksiya lazer diod (injection laser diode) deb ham ataladi va uning texnologiyasi LEDlardagiga o‘xshash.

Lazer diodlarning afzalliklari qanday?

Lazer diod boshqa yorug‘lik chiqaruvchi qurilmalar bilan solishtirilganda kamroq ishlash quvvatini talab qiladi.
Ular kichik bo‘lgani uchun ishlatish oson.
Hosil qiladigan yorug‘lik yuqori samaradorlikka ega.

Kvant quduqli lazer diod nima?

Kvant quduq — diodning o‘rtasidagi juda yupqa qatlam. Kvant energiya elektronlarni yuqori energiyadan past energiyaga o‘tkazishda ishlatiladi va yuqori samaradorlikni ta’minlaydi.

Infraqizil nurlar (infrared rays) nima?

Infraqizil to‘lqinlar “issiqlik” yoki “termik” (thermal) to‘lqinlar deb ham ataladi. Chunki ular issiqlik hosil qiluvchi (heat-inducing) xususiyatga ega.

Lazer diodlarning kamchiliklari qanday?

Ular boshqa yorug‘lik chiqaruvchi qurilmalarga nisbatan qimmatroq.
Hosil qiladigan yorug‘lik ko‘zga salbiy ta’sir ko‘rsatadi.