နိယာမနှင့် အဓိကအမျိုးအစားများsemiconductor လေဆာ
တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းလေဆာ diodes၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော ထိရောက်မှု၊ သေးငယ်သော အသွင်ပြောင်းခြင်းနှင့် လှိုင်းအလျား ကွဲပြားမှုတို့ဖြင့်၊ ဆက်သွယ်ရေး၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ စောင့်ရှောက်မှုနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်း လုပ်ဆောင်ခြင်းစသည့် နယ်ပယ်များတွင် optoelectronic နည်းပညာ၏ အဓိက အစိတ်အပိုင်းများအဖြစ် ကျယ်ပြန့်စွာ အသုံးပြုကြသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် optoelectronic သုတေသီအများစု၏ရွေးချယ်မှုကို ကိုးကားရန်အတွက် အဆင်ပြေသော semiconductor လေဆာအမျိုးအစားများနှင့် လုပ်ဆောင်မှုနိယာမကို ထပ်မံမိတ်ဆက်ပေးပါသည်။
1. ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများ၏အလင်း-ထုတ်လွှတ်မှုနိယာမ
ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများ၏ ဖြာထွက်မှုနိယာမသည် တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ၊ အီလက်ထရွန်းနစ်အကူးအပြောင်းများနှင့် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လွှတ်မှုကို လှုံ့ဆော်ပေးသည့်အပေါ် အခြေခံထားသည်။ Semiconductor ပစ္စည်းများသည် valence band နှင့် conduction band ပါ၀င်သော bandgap ပါရှိသော ပစ္စည်းအမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပစ္စည်းသည် မြေပြင်အနေအထားတွင် ရှိနေသောအခါ၊ အီလက်ထရွန်သည် conduction band တွင် အီလက်ထရွန်မရှိသော်လည်း valence band ကို ဖြည့်ပေးသည်။ အချို့သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ပြင်ပတွင် အသုံးချခြင်း သို့မဟုတ် လျှပ်စီးကြောင်းကို ထိုးသွင်းလိုက်သောအခါ၊ အချို့သော အီလက်ထရွန်များသည် valence band မှ conduction band သို့ အီလက်ထရွန်-အပေါက်အတွဲများအဖြစ် ကူးပြောင်းသွားမည်ဖြစ်ပါသည်။ စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်မှုဖြစ်စဉ်အတွင်း၊ ဤအီလက်ထရွန်အပေါက်အတွဲများကို ပြင်ပကမ္ဘာမှ နှိုးဆွသောအခါ၊ ဖိုတွန်၊ ဆိုလိုသည်မှာ လေဆာများ ထုတ်ပေးမည်ဖြစ်သည်။
2. ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများ၏ စိတ်လှုပ်ရှားမှုနည်းလမ်းများ
ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများအတွက် အဓိကအားဖြင့် excitation နည်းလမ်းသုံးမျိုးရှိပြီး၊ ဖြစ်သည့် လျှပ်စစ်ထိုးဆေးအမျိုးအစား၊ optical pump အမျိုးအစား နှင့် high-energy electron beam excitation type တို့ဖြစ်သည်။
လျှပ်စစ်ဖြင့်ထိုးသွင်းထားသော semiconductor လေဆာများ- ယေဘုယျအားဖြင့် ၎င်းတို့သည် gallium arsenide (GaAs), cadmium sulfide (CdS), indium phosphide (InP), နှင့် zinc sulfide (ZnS) ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော semiconductor surface-junction diodes များဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့သည် ရှေ့ဘက်ဘက်လိုက်တစ်လျှောက် လျှပ်စီးကြောင်းကို ထိုးသွင်းကာ လမ်းဆုံလေယာဉ်ဧရိယာအတွင်း လှုံ့ဆော်မှုထုတ်လွှတ်မှုကို ထုတ်ပေးခြင်းဖြင့် စိတ်လှုပ်ရှားနေကြသည်။
Optically pumped semiconductor လေဆာများ- ယေဘူယျအားဖြင့် N-type သို့မဟုတ် P-type semiconductor single crystals (ဥပမာ GaAS၊ InAs၊ InSb အစရှိသည်) ကို အလုပ်လုပ်သော အရာဝတ္ထုအဖြစ် အသုံးပြုကြပြီး၊လေဆာအခြားလေဆာများဖြင့် ထုတ်လွှတ်သော optically pumped excitation အဖြစ် အသုံးပြုသည်။
စွမ်းအင်မြင့်မားသော အီလက်ထရွန်အလင်းတန်းများကို စိတ်လှုပ်ရှားစေသော ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများ- ယေဘုယျအားဖြင့် ၎င်းတို့သည် N-type သို့မဟုတ် P-type semiconductor single crystals (ဥပမာ PbS, CdS, ZhO, etc.) ကို အလုပ်လုပ်သည့်အရာအဖြစ် အသုံးပြုကြပြီး ပြင်ပမှ စွမ်းအင်မြင့် အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်ကို ထိုးသွင်းခြင်းဖြင့် စိတ်လှုပ်ရှားကြသည်။ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာ ကိရိယာများထဲတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုရှိသော အရာမှာ နှစ်ထပ် heterostructure ဖြင့် လျှပ်စစ်ထိုးသွင်းထားသော GaAs diode လေဆာဖြစ်သည်။
3. အဓိက semiconductor လေဆာအမျိုးအစားများ
ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာ၏ တက်ကြွသောဒေသသည် ဖိုတွန်ထုတ်လုပ်ခြင်းနှင့် ချဲ့ထွင်ခြင်းအတွက် အဓိကဧရိယာဖြစ်ပြီး ၎င်း၏အထူမှာ မိုက်ခရိုမီတာအနည်းငယ်သာရှိသည်။ ဖိုတွန်များ ပျံ့နှံ့မှုကို ကန့်သတ်ရန်နှင့် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို မြှင့်တင်ရန် (ခေါင်လှိုင်းလမ်းညွှန်များနှင့် မြှုပ်ထားသော လမ်းကြောင်းများကဲ့သို့သော) အတွင်းပိုင်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များကို အသုံးပြုထားသည်။ လေဆာသည် အပူစုပ်ခွက် ဒီဇိုင်းကို ခံယူပြီး အပူလွန်ကဲခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော လှိုင်းအလျား ပျံ့လွင့်မှုကို လျင်မြန်စွာ ပျံ့နှံ့စေရန်အတွက် ကြေးနီ-အလွိုင်း သတ္တုစပ်ကဲ့သို့ မြင့်မားသော အပူစီးကူးပစ္စည်းများကို ရွေးချယ်သည်။ ၎င်းတို့၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အသုံးချမှုအခြေအနေများအရ၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများကို အောက်ပါ အမျိုးအစား လေးမျိုးဖြင့် ခွဲခြားနိုင်သည်။
အစွန်းထွက်လေဆာ (EEL)
လေဆာသည် ချစ်ပ်၏ဘေးဘက်ရှိ အကွဲအပြဲမျက်နှာပြင်မှ အထွက်အား၊ ဘဲဥပုံအစက်အပြောက်တစ်ခု (ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 30°×10° ခြားနားသောထောင့်ဖြင့်)။ ပုံမှန်လှိုင်းအလျားများတွင် 808nm (စုပ်ထုတ်ရန်အတွက်)၊ 980 nm (ဆက်သွယ်ရေးအတွက်) နှင့် 1550 nm (ဖိုက်ဘာဆက်သွယ်ရေးအတွက်) တို့ပါဝင်သည်။ ၎င်းကို စွမ်းအားမြင့် စက်မှုဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ဖိုက်ဘာလေဆာစုပ်ထုတ်ခြင်း အရင်းအမြစ်များနှင့် optical ဆက်သွယ်မှု ကျောရိုးကွန်ရက်များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုသည်။
2. Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL)
စက်ဝိုင်းပုံနှင့် အချိုးကျသော အလင်းတန်းများ (divergence Angle <15°) ဖြင့် ချစ်ပ်၏ မျက်နှာပြင်ကို လေဆာဖြင့် တန်းညှိစွာ ထုတ်လွှတ်သည်။ ၎င်းသည် ပြင်ပရောင်ပြန်အလင်းလိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးသည့် ဖြန့်ဝေထားသော Bragg ရောင်ပြန်လွှာ (DBR) ကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ၎င်းကို 3D အာရုံခံခြင်း (ဥပမာ မိုဘိုင်းလ်ဖုန်း မျက်နှာမှတ်မိခြင်း)၊ short-range optical communication (ဒေတာစင်တာများ) နှင့် LiDAR တို့တွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုပါသည်။
3. Quantum Cascade Laser (QCL)
ကွမ်တမ်ဝဲလ်များကြားရှိ အီလက်ထရွန်များ၏ ရွေ့လျားမှုအကူးအပြောင်းအပေါ်အခြေခံ၍ လှိုင်းအလျားသည် လူဦးရေပြောင်းပြန်လှန်ရန်မလိုအပ်ဘဲ အလယ်အလတ်မှအဝေး-အနီအောက်ရောင်ခြည်အကွာအဝေး (3-30 μm) ကို ဖုံးလွှမ်းထားသည်။ ဖိုတွန်များကို intersubband အကူးအပြောင်းများမှတဆင့် ထုတ်ပေးပြီး ဓာတ်ငွေ့အာရုံခံခြင်း (CO₂ ထောက်လှမ်းခြင်းကဲ့သို့)၊ terahertz ပုံရိပ်နှင့် ပတ်ဝန်းကျင်စောင့်ကြည့်ခြင်းကဲ့သို့သော အပလီကေးရှင်းများတွင် အသုံးများသည်။
ချိန်ညှိနိုင်သော လေဆာ၏ ပြင်ပအပေါက် ဒီဇိုင်း (ဆန်ခါ/ပရစ်ဇမ်/MEMS မှန်)သည် မျဉ်းကျဉ်းမျဉ်း (<100 kHz) နှင့် မြင့်မားသော ဘေးထွက်မုဒ် ငြင်းပယ်မှုအချိုး (>50 dB) ဖြင့် လှိုင်းအလျား ချိန်ညှိမှုအကွာအဝေး ±50 nm ကို ရရှိနိုင်သည်။ ၎င်းကို သိပ်သည်းသောလှိုင်းအလျား ပိုင်းခြားမှုပိုင်းချဲ့ထွင်ခြင်း (DWDM) ဆက်သွယ်ရေး၊ ရောင်စဉ်တန်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းနှင့် ဇီဝဆေးပညာပုံရိပ်များကဲ့သို့သော အက်ပ်များတွင် အသုံးများသည်။ Semiconductor လေဆာများကို ဆက်သွယ်ရေးလေဆာကိရိယာများ၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်လေဆာသိုလှောင်ကိရိယာများ၊ လေဆာလုပ်ဆောင်ခြင်းကိရိယာ၊ လေဆာအမှတ်အသားနှင့် ထုပ်ပိုးမှုဆိုင်ရာကိရိယာများ၊ လေဆာအမျိုးအစားသတ်မှတ်ခြင်းနှင့် ပုံနှိပ်ခြင်း၊ လေဆာဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများ၊ လေဆာအကွာအဝေးနှင့် ပေါင်းစပ်ရှာဖွေခြင်းတူရိယာများ၊ ဖျော်ဖြေရေးနှင့်ပညာရေးအတွက် လေဆာတူရိယာနှင့် စက်ပစ္စည်းများ၊ လေဆာအစိတ်အပိုင်းများနှင့် အစိတ်အပိုင်းများစသည်ဖြင့် ၎င်းတို့သည် လေဆာလုပ်ငန်း၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းများနှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ ၎င်း၏ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုများကြောင့်၊ လေဆာ အမှတ်တံဆိပ်များနှင့် ထုတ်လုပ်သူ အများအပြားရှိသည်။ ရွေးချယ်မှုတစ်ခုပြုလုပ်သောအခါ၊ ၎င်းသည် သီးခြားလိုအပ်ချက်များနှင့် လျှောက်လွှာနယ်ပယ်များပေါ်တွင် အခြေခံသင့်သည်။ မတူညီသော ထုတ်လုပ်သူသည် နယ်ပယ်အသီးသီးတွင် မတူညီသော အသုံးချပရိုဂရမ်များ ရှိကြပြီး ထုတ်လုပ်သူနှင့် လေဆာများကို ပရောဂျက်၏ အမှန်တကယ်အသုံးချမှုနယ်ပယ်အလိုက် ရွေးချယ်မှုများ ပြုလုပ်သင့်သည်။
စာတိုက်အချိန်- နိုဝင်ဘာ-၀၅-၂၀၂၅