គោលការណ៍ឡាស៊ែរ និងការអនុវត្តរបស់វា។

ឡាស៊ែរ សំដៅលើដំណើរការ និងឧបករណ៍នៃការបង្កើតកាំរស្មីដែលរួមបញ្ចូលគ្នា, monochromatic, coherent តាមរយៈការពង្រីកវិទ្យុសកម្មដែលជំរុញ និងមតិកែលម្អចាំបាច់។ ជាទូទៅ ការបង្កើតឡាស៊ែរត្រូវការធាតុបីគឺ "ឧបករណ៍បំពងសំឡេង" "ឧបករណ៍ផ្ទុកចំណូល" និង "ប្រភពបូម" ។

ក. គោលការណ៍

ស្ថានភាពចលនារបស់អាតូមអាចបែងចែកទៅជាកម្រិតថាមពលផ្សេងៗគ្នា ហើយនៅពេលដែលអាតូមផ្លាស់ប្តូរពីកម្រិតថាមពលខ្ពស់ទៅកម្រិតថាមពលទាប វានឹងបញ្ចេញ photons នៃថាមពលដែលត្រូវគ្នា (ហៅថាវិទ្យុសកម្មដោយឯកឯង)។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ នៅពេលដែល photon កើតឡើងនៅលើប្រព័ន្ធកម្រិតថាមពល ហើយស្រូបយកដោយវា វានឹងធ្វើឱ្យអាតូមផ្លាស់ប្តូរពីកម្រិតថាមពលទាបទៅកម្រិតថាមពលខ្ពស់ (ហៅថាការស្រូបរំភើប)។ បន្ទាប់មក អាតូមមួយចំនួនដែលផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលខ្ពស់នឹងផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលទាប ហើយបញ្ចេញ photons (ដែលគេហៅថាវិទ្យុសកម្មរំញោច)។ ចលនាទាំងនេះមិនកើតឡើងក្នុងភាពឯកោទេ ប៉ុន្តែជារឿយៗស្របគ្នា។ នៅពេលដែលយើងបង្កើតលក្ខខណ្ឌមួយ ដូចជាការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ផ្ទុកដែលសមស្រប អាំងវឺតទ័រ វាលអគ្គិសនីខាងក្រៅគ្រប់គ្រាន់ វិទ្យុសកម្មដែលត្រូវបានជំរុញត្រូវបានពង្រីក ដូច្នេះលើសពីការស្រូបទាញដែលជំរុញនោះ ជាទូទៅវានឹងមានហ្វូតុងបញ្ចេញ ដែលបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺឡាស៊ែរ។

ខ.ការចាត់ថ្នាក់

យោងតាមឧបករណ៍ផ្ទុកដែលផលិតឡាស៊ែរ ឡាស៊ែរអាចបែងចែកទៅជាឡាស៊ែររាវ ឡាស៊ែរឧស្ម័ន និងឡាស៊ែររឹង។ ឥឡូវនេះឡាស៊ែរ semiconductor ទូទៅបំផុតគឺជាប្រភេទឡាស៊ែររឹង។

គ. សមាសភាព

ឡាស៊ែរភាគច្រើនមានបីផ្នែក៖ ប្រព័ន្ធរំភើប សម្ភារៈឡាស៊ែរ និងឧបករណ៍បំពងសំឡេងអុបទិក។ ប្រព័ន្ធរំភើបគឺជាឧបករណ៍ដែលផលិតពន្លឺ អគ្គិសនី ឬថាមពលគីមី។ នាពេលបច្ចុប្បន្ន មធ្យោបាយលើកទឹកចិត្តចម្បងដែលប្រើប្រាស់គឺ ពន្លឺ អគ្គិសនី ឬប្រតិកម្មគីមី។ សារធាតុឡាស៊ែរ គឺជាសារធាតុដែលអាចបង្កើតពន្លឺឡាស៊ែរដូចជា ត្បូងទទឹម កញ្ចក់បេរីលៀម ឧស្ម័នអ៊ីយូតា សារធាតុ semiconductors សារធាតុជ្រលក់ពណ៌សរីរាង្គ។ល។ តួនាទីនៃការគ្រប់គ្រងកាំរស្មីអុបទិកគឺដើម្បីបង្កើនពន្លឺនៃឡាស៊ែរទិន្នផល លៃតម្រូវ និងជ្រើសរើសរលកពន្លឺ និងទិសដៅ។ នៃឡាស៊ែរ។

ឃ. ការដាក់ពាក្យ

ឡាស៊ែរត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ, ជាចម្បងទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃ, ជួរឡាស៊ែរ, ការកាត់ឡាស៊ែរ, អាវុធឡាស៊ែរ, ឌីសឡាស៊ែរនិងដូច្នេះនៅលើ។

E. ប្រវត្តិសាស្ត្រ

នៅឆ្នាំ 1958 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិអាមេរិក Xiaoluo និង Townes បានរកឃើញបាតុភូតវេទមន្តមួយ៖ នៅពេលដែលពួកគេដាក់ពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយអំពូលខាងក្នុងនៅលើគ្រីស្តាល់ផែនដីដ៏កម្រ ម៉ូលេគុលនៃគ្រីស្តាល់នឹងបញ្ចេញពន្លឺភ្លឺ តែងតែរួមគ្នា។ យោងទៅតាមបាតុភូតនេះ ពួកគេបានស្នើឡើងនូវ "គោលការណ៍ឡាស៊ែរ" ពោលគឺនៅពេលដែលសារធាតុត្រូវបានរំភើបដោយថាមពលដូចគ្នាទៅនឹងប្រេកង់យោលធម្មជាតិនៃម៉ូលេគុលរបស់វា វានឹងបង្កើតពន្លឺដ៏ខ្លាំងនេះដែលមិនមានភាពខុសប្លែកគ្នា - ឡាស៊ែរ។ ពួកគេបានរកឃើញឯកសារសំខាន់ៗសម្រាប់រឿងនេះ។

បន្ទាប់ពីការបោះពុម្ភផ្សាយលទ្ធផលស្រាវជ្រាវរបស់ Sciolo និង Townes អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីប្រទេសផ្សេងៗបានស្នើគម្រោងការពិសោធន៍ផ្សេងៗ ប៉ុន្តែពួកគេមិនបានជោគជ័យទេ។ នៅថ្ងៃទី 15 ខែឧសភា ឆ្នាំ 1960 លោក Mayman ដែលជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Hughes ក្នុងរដ្ឋកាលីហ្វ័រញ៉ា បានប្រកាសថាគាត់បានទទួលឡាស៊ែរដែលមានរលកប្រវែង 0.6943 មីក្រូន ដែលជាឡាស៊ែរដំបូងបង្អស់ដែលមិនធ្លាប់មានដោយមនុស្ស ហើយ Mayman បានក្លាយជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដំបូងគេក្នុងពិភពលោក។ ដើម្បីណែនាំឡាស៊ែរទៅក្នុងវិស័យជាក់ស្តែង។

នៅថ្ងៃទី 7 ខែកក្កដា ឆ្នាំ 1960 លោក Mayman បានប្រកាសពីកំណើតនៃឡាស៊ែរដំបូងគេរបស់ពិភពលោក គ្រោងការណ៍របស់ Mayman គឺប្រើបំពង់ពន្លឺដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ ដើម្បីជំរុញអាតូមក្រូមីញ៉ូមនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ Ruby ដូច្នេះបង្កើតបានជាជួរឈរពន្លឺក្រហមស្តើងខ្លាំង នៅពេលដែលវាត្រូវបានបាញ់។ នៅចំណុចជាក់លាក់មួយ វាអាចឡើងដល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងផ្ទៃព្រះអាទិត្យ។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀត H.Γ Basov បានបង្កើតឡាស៊ែរ semiconductor ក្នុងឆ្នាំ 1960។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃឡាស៊ែរ semiconductor ជាធម្មតាត្រូវបានផ្សំឡើងដោយស្រទាប់ P ស្រទាប់ N និងស្រទាប់សកម្មដែលបង្កើតបានជា heterojunction ទ្វេ។ លក្ខណៈរបស់វាគឺ៖ ទំហំតូច ប្រសិទ្ធភាពភ្ជាប់ខ្ពស់ ល្បឿនឆ្លើយតបរហ័ស ប្រវែងរលក និងទំហំសមនឹងទំហំសរសៃអុបទិក អាចត្រូវបានកែប្រែដោយផ្ទាល់ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា។

ប្រាំមួយ, មួយចំនួននៃទិសដៅកម្មវិធីសំខាន់នៃឡាស៊ែរ

F. ទំនាក់ទំនងឡាស៊ែរ

ការប្រើប្រាស់ពន្លឺដើម្បីបញ្ជូនព័ត៌មានគឺជារឿងធម្មតាណាស់សព្វថ្ងៃនេះ។ ជាឧទាហរណ៍ កប៉ាល់ប្រើប្រាស់ភ្លើងដើម្បីទំនាក់ទំនង ហើយភ្លើងចរាចរណ៍ប្រើពណ៌ក្រហម លឿង និងបៃតង។ ប៉ុន្តែវិធីទាំងអស់នៃការបញ្ជូនព័ត៌មានដោយប្រើពន្លឺធម្មតាអាចកំណត់ត្រឹមចម្ងាយខ្លីប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើអ្នកចង់បញ្ជូនព័ត៌មានដោយផ្ទាល់ទៅកន្លែងឆ្ងាយៗតាមរយៈពន្លឺ អ្នកមិនអាចប្រើពន្លឺធម្មតាបានទេ គឺប្រើតែឡាស៊ែរប៉ុណ្ណោះ។

ដូច្នេះតើអ្នកផ្តល់ឡាស៊ែរដោយរបៀបណា? យើងដឹងហើយថា ចរន្តអគ្គិសនីអាចបញ្ជូនតាមខ្សែស្ពាន់ ប៉ុន្តែពន្លឺមិនអាចយកទៅតាមខ្សែលោហៈធម្មតាបានទេ។ ដល់ទីបញ្ចប់នេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតសរសៃអំបោះដែលអាចបញ្ជូនពន្លឺបាន ហៅថា សរសៃអុបទិក ហៅថា ជាតិសរសៃ។ សរសៃអុបទិកត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុកញ្ចក់ពិសេស អង្កត់ផ្ចិតគឺស្តើងជាងសក់មនុស្ស ជាធម្មតាមានពី 50 ទៅ 150 មីក្រូ និងទន់ខ្លាំងណាស់។

តាមពិតទៅ ស្នូលខាងក្នុងនៃសរសៃគឺជាសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់នៃកញ្ចក់អុបទិកថ្លា ហើយស្រទាប់ខាងក្រៅធ្វើពីកញ្ចក់ ឬប្លាស្ទិកដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាប។ រចនាសម្ព័នបែបនេះ ម្យ៉ាងវិញទៀត អាចធ្វើឱ្យពន្លឺចាំងនៅតាមបណ្តោយស្នូលខាងក្នុង ដូចទឹកដែលហូរទៅមុខក្នុងបំពង់ទឹក ចរន្តអគ្គិសនីបញ្ជូនបន្តទៅមុខក្នុងខ្សែ ទោះបីការបង្វិលរាប់ពាន់ដងក៏មិនមានឥទ្ធិពលអ្វីដែរ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ថ្នាំកូតសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាប អាចការពារពន្លឺពីការលេចធ្លាយចេញមកក្រៅបាន ដោយគ្រាន់តែបំពង់ទឹកមិនជ្រាបចូល ហើយស្រទាប់អ៊ីសូឡង់នៃខ្សែនេះមិនដំណើរការចរន្តអគ្គិសនី។

រូបរាងនៃសរសៃអុបទិកដោះស្រាយវិធីនៃការបញ្ជូនពន្លឺប៉ុន្តែវាមិនមានន័យថាជាមួយវាទេពន្លឺណាមួយអាចត្រូវបានបញ្ជូនទៅឆ្ងាយណាស់។ មានតែពន្លឺខ្ពស់ ពណ៌សុទ្ធ ឡាស៊ែរទិសដៅល្អ គឺជាប្រភពពន្លឺដ៏ល្អបំផុតក្នុងការបញ្ជូនព័ត៌មាន វាត្រូវបានបញ្ចូលពីចុងម្ខាងនៃសរសៃ ស្ទើរតែគ្មានការបាត់បង់ និងទិន្នផលពីចុងម្ខាងទៀត។ ដូច្នេះ ទំនាក់ទំនងអុបទិក គឺជាទំនាក់ទំនងឡាស៊ែរដ៏សំខាន់ ដែលមានគុណសម្បត្តិនៃសមត្ថភាពធំ គុណភាពខ្ពស់ ប្រភពសម្ភារៈធំទូលាយ រក្សាការសម្ងាត់ខ្លាំង ធន់។ល។ ហើយត្រូវបានអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសរសើរថាជាបដិវត្តន៍ក្នុងវិស័យទំនាក់ទំនង និងជាផ្នែកមួយ។ នៃសមិទ្ធិផលដ៏អស្ចារ្យបំផុតនៅក្នុងបដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យា។