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 មធ្យោបាយលើកទឹកចិត្តចម្បងដែលប្រើគឺ ពន្លឺ អគ្គិសនី ឬប្រតិកម្មគីមី។សារធាតុឡាស៊ែរ គឺជាសារធាតុដែលអាចបង្កើតពន្លឺឡាស៊ែរ ដូចជា ត្បូងទទឹម កញ្ចក់បេរីលីយ៉ូម ឧស្ម័នអ៊ីយូតា សារធាតុ semiconductors សារធាតុពណ៌សរីរាង្គ។ល។ តួនាទីនៃការគ្រប់គ្រងសំឡេងអុបទិកគឺដើម្បីបង្កើនពន្លឺនៃឡាស៊ែរទិន្នផល 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 និងទន់ណាស់។

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 ភាពធន់។ល។ ហើយត្រូវបានអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសរសើរថាជាបដិវត្តន៍ក្នុងវិស័យទំនាក់ទំនង និងជាផ្នែកមួយ។ នៃសមិទ្ធិផលដ៏អស្ចារ្យបំផុតនៅក្នុងបដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យា។