Avèk devlopman rapid teknoloji optoelektwonik la, lazè semi-kondiktè yo jwenn aplikasyon toupatou nan domèn tankou kominikasyon, ekipman medikal, telemetrik lazè, pwosesis endistriyèl, ak elektwonik pou konsomatè yo. Nan kè teknoloji sa a gen jonksyon PN lan, ki jwe yon wòl vital—pa sèlman kòm sous emisyon limyè, men tou kòm fondasyon fonksyònman aparèy la. Atik sa a bay yon apèsi klè ak presi sou estrikti, prensip, ak fonksyon kle jonksyon PN nan lazè semi-kondiktè yo.
1. Kisa yon Jonksyon PN ye?
Yon jonksyon PN se yon koòdone ki fòme ant yon semikondiktè tip P ak yon semikondiktè tip N.
Semi-kondiktè tip P a dope ak enpurte akseptè, tankou bor (B), sa ki fè twou yo tounen majorite transpòtè chaj yo.
Semi-kondiktè tip N lan dope ak enpurte donatè, tankou fosfò (P), sa ki fè elektwon yo vin majorite transpòtè.
Lè materyèl tip P ak tip N yo antre an kontak, elektwon ki soti nan rejyon N lan difize nan rejyon P a, epi twou ki soti nan rejyon P a difize nan rejyon N lan. Difizyon sa a kreye yon rejyon rediksyon kote elektwon ak twou yo rekonbine, kite dèyè iyon chaje ki kreye yon chan elektrik entèn, ke yo rekonèt kòm yon baryè potansyèl entegre.
2. Wòl Jonksyon PN nan Lazè yo
(1) Enjeksyon transpòtè
Lè lazè a ap fonksyone, jonksyon PN lan polarize an dirèk: rejyon P a konekte ak yon vòltaj pozitif, epi rejyon N a konekte ak yon vòltaj negatif. Sa anile chan elektrik entèn lan, sa ki pèmèt elektwon ak twou yo enjekte nan rejyon aktif la nan jonksyon an, kote yo gen plis chans pou yo rekombine.
(2) Emisyon Limyè: Orijin Emisyon Stimile a
Nan rejyon aktif la, elektwon ak twou yo enjekte yo rekombine epi libere foton. Okòmansman, pwosesis sa a se yon emisyon espontane, men pandan dansite foton an ap ogmante, foton yo ka estimile plis rekombinasyon elektwon-twou, sa ki libere plis foton ak menm faz, direksyon ak enèji a—sa a se emisyon estimile.
Pwosesis sa a fòme fondasyon yon lazè (Anplifikasyon Limyè pa Emisyon Radyasyon Stimile).
(3) Kavite ki gen plis ak kavite rezonans fòme yon pwodiksyon lazè
Pou anplifye emisyon estimile a, lazè semi-kondiktè yo gen kavite rezonans sou tou de bò jonksyon PN lan. Nan lazè ki emèt limyè sou kwen yo, pa egzanp, sa ka reyalize lè l sèvi avèk Reflektè Bragg Distribye (DBR) oswa kouch miwa pou reflete limyè ale vini. Konfigirasyon sa a pèmèt anplifye longèdonn espesifik limyè yo, sa ki evantyèlman bay yon pwodiksyon lazè ki trè koeran ak direksyonèl.
3. Estrikti Jonksyon PN ak Optimizasyon Konsepsyon
Selon kalite lazè semi-kondiktè a, estrikti PN a ka varye:
Eterojonksyon Senp (SH):
Rejyon P a, rejyon N a, ak rejyon aktif la fèt ak menm materyèl la. Rejyon rekombinasyon an laj epi li mwens efikas.
Doub Eterojonksyon (DH):
Yon kouch aktif ki gen yon espas bann ki pi etwat antre nan rejyon P ak N yo. Sa limite tou de transpòtè yo ak foton yo, sa ki amelyore efikasite a anpil.
Estrikti Pwi Kwantik:
Itilize yon kouch aktif ultra-mens pou kreye efè konfinman kwantik, amelyore karakteristik papòt ak vitès modilasyon.
Tout estrikti sa yo fèt pou amelyore efikasite enjeksyon transpòtè, rekombinasyon, ak emisyon limyè nan rejyon jonksyon PN lan.
4. Konklizyon
Jonksyon PN a se vrèman "kè" yon lazè semi-kondiktè. Kapasite li pou enjekte transpòtè anba polarizasyon dirèk se deklanchè fondamantal pou jenerasyon lazè. Depi konsepsyon estriktirèl ak seleksyon materyèl rive nan kontwòl foton, pèfòmans tout aparèy lazè a santre sou optimize jonksyon PN a.
Ofiramezi teknoloji optoelektwonik yo kontinye ap avanse, yon konpreyansyon pi pwofon sou fizik jonksyon PN an pa sèlman amelyore pèfòmans lazè a, men tou, li mete yon fondasyon solid pou devlopman pwochen jenerasyon lazè semi-kondiktè ki gen gwo puisans, gwo vitès ak pri ki ba.
Dat piblikasyon: 28 me 2025