|
Aynigan yarimo'tkazgichlardan tayyorlangan p-n
o‘tishning to‘g‘ri yo'nalishda ulangan holdagi
energetik diagrammasi
|
| bet | 5/14 | | Sana | 22.05.2024 | | Hajmi | 112,91 Kb. | | #250279 |
Bog'liq 4-mustaqil5.7-rasm. Aynigan yarimo'tkazgichlardan tayyorlangan p-n
o‘tishning to‘g‘ri yo'nalishda ulangan holdagi
energetik diagrammasi
Bu holda elektronlarning n sohadan p sohaga, kovaklarning p sohadan n sohaga injeksiyasi ro‘y beradi. Injeksiyalangan zaryad tashuvchilar p-n o'tish oralig‘ida rekombinatsiyalanib,
hv>AW (5.3)
energiyali fotonlarning generatsiyalanishga olib keladi. p-n o'tishning 8X qalinlikdagi bir necha mkm o‘lchamli qalinlikdagi sohasida energetik sathiar bo‘yicha teskari egallanganlik yuzaga keladi.
Agar shunday kvant tizimiga Av energiyali signal fotonlari tushsa,. uning ta’sirida elektronlarning o'tkazuvchanlik energetik sohasidan valent energetik sohasiga o‘tishi, ya’ni ularning o‘zaro rekom- binatsiyasi ro‘y beradi. Natijada ko'plab sondagi bir xil bo‘lgan fotonlar oqimi hosil bo‘ladi.
Shunday qilib, kirish optik signalining kuchayishi sodir bo‘ladi. Faqat bu holda aktiv muhitning generatsiya rejimiga o‘tmaslik choralari ko'riladi. Shu sababdan ularni yarimo‘tkazgichli lazerli kuchaytirigchlar deb ham yuritiladi.
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich o'lchamlari bir necha mm ni tashkil etgan to‘g‘ri burchakli shaklga ega GaAsAl kristalli
plastinasi kohinishida tayyorlanadi. Yarimo‘tkazgichli lazerdan farqli ravishda plastinaning yon tomonlari ko'zguli rezonatorlar o‘rniga sindirish ko‘rsatkichi aktiv muhit (yarimo‘tkazgich) ning sindirish ko‘rsatkichiga yaqin bo'lgan X/4 qalinlikdagi maxsus ko‘p qatlamli qoplama bilan qoplanadi. Xuddi shu maqsadda aktiv muhitning yorug‘lik kiradigan va chiqadigan bu tomonlari optik izolatorlar — yorug‘likni bir tomonlama o‘tkazadigan elementlar bilan ham tutashtiriladi. Shu tariqa aktiv muhitda yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan musbat teskari optik boghanish bartaraf etilib, tuzilmaning generatsiya rejimida emas, kuchaytirish rejimida ishlashiga erishiladi.
0‘lchamlari va massasining juda kichikligi, elektr energiyasini bevosita yorughik energiyasiga almashtirib berishga asoslanganligi va shu sababdan iste’mol quwatining kamchiligi, optik tolaning barcha shaffoflik «darcha»larida bir xil samaradorlik bilan ishlash xususiyati, boshqa elementlar bilan birga yaxlit (integral) ko‘ri- nishda tayyorlash imkoniyatining mavjudligi yarimohkazgichli optik kuchaytirgichlarning afzalliklari hisoblanadi.
Quyida ana shunday xususiyatlarga ega bo'lgan yarimo‘tkaz- gichli kuchaytirgichlardan birining tavsifi keltirilgan. 1280... 1330 nm to‘lqin uzunliklari orasida ishlash uchun mo‘ljallangan bu kuchaytirgich 37x18x15 nm o‘lchamli metall korpusda tayyor- langan. Korpusning yon qirrasidan bir modali optik toladan tayyorlangan diametri 3 mm bo‘lgan bir tolali optik kabel chi-
Kirish tomondagi
Chiqish tomondagi
optik tola
optik tola
7ТШШ
о ‘zak ►
7Ш77Ш/
Yorug'likning qaytishini
bartaraf etuvchi qatlamlar
5.8-rasm. Yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichning
ish prinsipiga doir
i qarilgan. Kuchaytirgichning umumiy uzunligi (kabelni mustah- J kamlovchi moslama bilan birgalikda) 67 mm. Uning massasi 50 g. .
Eng katta kuchaytirish koeffitsiyenti (30 dB) erishish uchun zarur 'I
damlash toki 300 mA (1,5 V kuchlanish)ga teng. Yarimo'tkazgichli kuchaytirgichning korpusiga optik izolatorlar va yarimsferik | ko‘rinishdagi linzalardan tashqari o‘ta ixcham sovitkich vazifasini |
o‘tovchi Pelte dementi, termorezistor va fotodiodlar ham I
joylashtirilgan.
Kuchaytirgichning ish rejimi va haroratini barqarorlashtiruvchi elektron sxema 6 V kuchlanishda 350 mA tok, Pelte elementi esa 1,5 V kuchlanishda 1 A ga teng tok iste’mol qiladi. Shunday qilib, yarimo‘tkazgichli kuchaytirgich iste’mol qiladigan umumiy elektr quwati 2,25...5 W dan oshmaydi. '
Biroq yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichlarni tolali optik aloqalar tizimida yanada kengroq qo‘llash bilan bog‘liq ayrim muammolar ham mavjud.
Bu muammolardan biri shundaki, yarimo‘tkazgichli optik j
kuchaytirgichlarda aktiv muhit ko‘ndalang yo‘nalishda bir necha j
mikron o‘lchamga ega bo‘lgani holda, uning qalinligi taxminan bir mikron oralighda yotadi va bu yorug‘lik uzatuvchi optik tola diametri (bir modali tola uchun bu kattalik — 9 mkm)ga teng. Shu sababdan optik tola bo‘yicha kuchaytirgichning kirishiga kelayotgan yorug‘lik oqimi qismi samarasiz yo‘qoladi. Natijada kuchaytirgichning chiqish quwati va FI К kamayadi. 1
Bu nomutanosiblik yuqoridagi misolda ta’kidlanganidek, I kuchaytirgichning optik tola bilan o'lchamlar bo‘yicha muvo- J fiqlashtiruvchi yarimsferik tuzilishli linzalar yordamida bartaraf I
etilishi mumkin. I
Biroq bu kuchaytirgich tuzilmasining murakkablashuvi va II
qo‘pollashuviga olib keladi. ill
Yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichlarning boshqa bir fl
kamchiligi kuchaytirish koeffitsiyentini optik tola bo'ylab tarqa- fl
layotgan yorug‘likning qutblanish yo'nalishlari bo‘yicha biroz II
o'zgarib, bir-biriga perpendikulyar yo‘nalishlarda 4—8 dB ga farq |l
qilishi bilan bog'liq. fl
Standart bir modali optik tolalarda yorug‘lik signali qutblanish fl
darajasini nazorat qilishning iloji yo‘qligi sababli, bu hoi H
■
yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgich kuchaytirish koeffitsiyen- tining nazorat qilishning imkoni bo‘lmagan omilga bog‘liq bo‘lib qolishiga olib keladi.
Hozirgi kunda shunga qaramasdan hozirgi kunda yarimo't- kazgichli optik kuchaytirgichlardan optik signalni detektorlashdan oldin qo‘llaniladigan old kuchaytirgichlari, aloqa liniyasidagi yo'qotishlarni to‘ldiruvchi va regeneratsiyasiz bo'laklarning uzunligini uzaytiruvchi liniyaviy nurlanish quwatini oshirish uchun qo‘llaniladigan quwat kuchaytirgichlari sifatida foyda- laniladi.
Yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichlarga oid yuqorida keltirilgan ma’lumotlar bu turdagi kuchaytirgichlar chiqish quwati (~30 dB) va shovqin koeffitsiyenti (5,8—6 dB) ni hisobiga olmaganda o‘z texnik ko‘rsatkichlari bo'yicha tolali optik kuchaytirgichlarga yaqinlashib, ular bilan raqobatdosh bo‘lib borayotganini ko'rsatadi.
Shu sababdan ular zamonaviy tolali aloqa tizimlarida tolali optik kuchaytirgichlar bilan bir qatorda tobora keng qo‘llanish topadi degan xulosaga kelish mumkin.
Optik kuchaytirgichlarning qiyosiy tafsivi
Aralashmali tolali optik kuchaytirgichlar, kuchli yorug‘lik oqimining optik tola bo‘ylab tarqalayotgan kuchsiz yorug‘lik signali bilan nochiziqli ta’sirlashuviga asoslangan. Raman optik kuchaytirgichlari hamda yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichlar ish mexanizmlarning o‘ziga xos jihatlarini, ularning xarakteristika va parametrlarini imkon qadar tizimli tarzda bayon etishga harakat qildik.
Quyida optik kuchaytirgichlarning ulardan tolali optik aloqa tizimlarida foydalanish nuqtayi nazaridan qiyosiy tahlili kel- tiriladi.
Bu tahlil quyidagi jadvallar (5.1—5.2-jadvallar) ko‘rinishida amalga oshiriladi. Ulardan birinchisida optik kuchaytirgichlarning afzalligi va kamchiliklariga umumiy tafsiv beriladi, ikkinchisida esa optik kuchaytirgichlar parametrlarning bu afzallik va kamchiliklarini tasdiqlovchi qiymatlari keltiriladi.
|
| |
