គោលការណ៍ការងារ និងប្រភេទសំខាន់ៗនៃឡាស៊ែរ semiconductor
គ្រឿងអេឡិចត្រូនិកឌីយ៉ូតឡាស៊ែរជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ភាពចម្រុះខ្នាតតូច និងភាពចម្រុះនៃរលក ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជាសមាសធាតុស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យា optoelectronic នៅក្នុងវិស័យដូចជាទំនាក់ទំនង ការថែទាំវេជ្ជសាស្រ្ត និងដំណើរការឧស្សាហកម្ម។ អត្ថបទនេះណែនាំបន្ថែមទៀតអំពីគោលការណ៍ការងារ និងប្រភេទនៃឡាស៊ែរ semiconductor ដែលងាយស្រួលសម្រាប់ការជ្រើសរើសនៃអ្នកស្រាវជ្រាវ optoelectronic ភាគច្រើន។
1. គោលការណ៍បញ្ចេញពន្លឺនៃឡាស៊ែរ semiconductor
គោលការណ៍ luminescence នៃឡាស៊ែរ semiconductor គឺផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធក្រុម ការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រូនិច និងការជំរុញការបញ្ចេញសារធាតុ semiconductor ។ សមា្ភារៈ semiconductor គឺជាប្រភេទសម្ភារៈដែលមាន bandgap ដែលរួមមាន valence band និង conduction band ។ នៅពេលដែលសម្ភារៈស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដី អេឡិចត្រុងបំពេញចន្លោះប្រហោង ខណៈពេលដែលមិនមានអេឡិចត្រុងនៅក្នុងក្រុម conduction ។ នៅពេលដែលវាលអគ្គិសនីជាក់លាក់មួយត្រូវបានអនុវត្តទៅខាងក្រៅ ឬចរន្តត្រូវបានចាក់បញ្ចូល អេឡិចត្រុងមួយចំនួននឹងផ្លាស់ប្តូរពីក្រុម valence ទៅក្រុម conduction ដោយបង្កើតជាគូអេឡិចត្រុង។ កំឡុងពេលដំណើរការនៃការបញ្ចេញថាមពល នៅពេលដែលគូរន្ធអេឡិចត្រុងទាំងនេះត្រូវបានជំរុញដោយពិភពខាងក្រៅ ហ្វូតុង ពោលគឺឡាស៊ែរនឹងត្រូវបានបង្កើត។
2. វិធីសាស្រ្តរំភើបនៃឡាស៊ែរ semiconductor
មានវិធីសាស្រ្តរំភើបជាចម្បងចំនួនបីសម្រាប់ឡាស៊ែរ semiconductor គឺប្រភេទចាក់បញ្ចូលអគ្គិសនី ប្រភេទបូមអុបទិក និងប្រភេទការរំភើបដោយធ្នឹមអេឡិចត្រុងថាមពលខ្ពស់។
ឡាស៊ែរ semiconductor ចាក់បញ្ចូលដោយអគ្គិសនី៖ ជាទូទៅពួកវាជា diodes ផ្ទៃប្រសព្វ semiconductor ដែលផលិតពីវត្ថុធាតុដើមដូចជា Galium arsenide (GaAs), cadmium sulfide (CdS), indium phosphide (InP) និង zinc sulfide (ZnS) ។ ពួកវារំភើបដោយការចាក់បញ្ចូលចរន្តតាមបណ្តោយលំអៀងទៅមុខ បង្កើតការបំភាយដែលជំរុញនៅក្នុងតំបន់យន្តហោះប្រសព្វ។
ឡាស៊ែរ semiconductor បូមអុបទិក៖ ជាទូទៅ គ្រីស្តាល់ semiconductor ប្រភេទ N ឬ P-type (ដូចជា GaAS, InAs, InSb ជាដើម) ត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុដំណើរការ និងឡាស៊ែរបញ្ចេញដោយឡាស៊ែរផ្សេងទៀត ត្រូវបានប្រើជាការរំភើបចិត្តដែលបូមដោយអុបទិក។
ឡាស៊ែរ semiconductor រំភើបចិត្តដោយកាំរស្មីអេឡិចត្រុងខ្ពស់៖ ជាទូទៅ ពួកវាក៏ប្រើគ្រីស្តាល់ប្រភេទ N ឬ P-type semiconductor (ដូចជា PbS, CdS, ZhO ជាដើម) ជាសារធាតុដំណើរការ ហើយរំភើបចិត្តដោយចាក់បញ្ចូលធ្នឹមអេឡិចត្រុងថាមពលខ្ពស់ពីខាងក្រៅ។ ក្នុងចំណោមឧបករណ៍ឡាស៊ែរ semiconductor ឧបករណ៍មួយដែលមានដំណើរការប្រសើរជាងមុន និងការអនុវត្តកាន់តែទូលំទូលាយគឺឡាស៊ែរ GaAs diode ដែលត្រូវបានចាក់បញ្ចូលដោយអគ្គិសនីជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធទ្វេរដង។
3. ប្រភេទសំខាន់នៃឡាស៊ែរ semiconductor
តំបន់សកម្មនៃឡាស៊ែរ semiconductor គឺជាតំបន់ស្នូលសម្រាប់ការបង្កើត photon និងការពង្រីក ហើយកម្រាស់របស់វាគឺត្រឹមតែពីរបីមីក្រូម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ។ រចនាសម្ព័នរលកខាងក្នុងត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីដាក់កម្រិតលើការសាយភាយនៃហ្វូតុងនៅពេលក្រោយ និងបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពល (ដូចជា ផ្លូវរលកនៃជួរភ្នំ និងផ្នែកដែលកប់ក្នុងដី)។ ឡាស៊ែរទទួលយកការរចនាឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ និងជ្រើសរើសសម្ភារៈដែលមានចរន្តកំដៅខ្ពស់ (ដូចជាលោហធាតុទង់ដែង-តង់ស្ទីន) សម្រាប់ការសាយភាយកំដៅយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលអាចការពារការសាយភាយរលកដែលបណ្តាលមកពីការឡើងកំដៅខ្លាំង។ យោងតាមរចនាសម្ព័ន្ធ និងសេណារីយ៉ូនៃកម្មវិធីរបស់ពួកគេ ឡាស៊ែរ semiconductor អាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបួនប្រភេទដូចខាងក្រោមៈ
Edge-Emitting Laser (EEL)
ឡាស៊ែរគឺចេញពីផ្ទៃបំបែកនៅផ្នែកម្ខាងនៃបន្ទះឈីប ដែលបង្កើតជាចំណុចរាងអេលីប (មានមុំបង្វែរប្រហែល 30°×10°)។ ប្រវែងរលកធម្មតារួមមាន 808nm (សម្រាប់ការបូម), 980 nm (សម្រាប់ការទំនាក់ទំនង) និង 1550 nm (សម្រាប់ការទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃ)។ វាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការកាត់ឧស្សាហកម្មថាមពលខ្ពស់ ប្រភពបូមឡាស៊ែរជាតិសរសៃ និងបណ្តាញឆ្អឹងខ្នងទំនាក់ទំនងអុបទិក។
2. Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL)
ឡាស៊ែរត្រូវបានបញ្ចេញកាត់កែងទៅលើផ្ទៃនៃបន្ទះឈីប ដោយមានធ្នឹមរាងជារង្វង់ និងស៊ីមេទ្រី (មុំខុសគ្នា <15°)។ វារួមបញ្ចូលឧបករណ៍ឆ្លុះបញ្ចាំង Bragg ចែកចាយ (DBR) ដោយលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ឧបករណ៍ឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្រៅ។ វាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការចាប់អារម្មណ៍ 3D (ដូចជាការសម្គាល់មុខតាមទូរសព្ទដៃ) ការទំនាក់ទំនងអុបទិករយៈចម្ងាយខ្លី (មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ) និង LiDAR។
3. Quantum Cascade Laser (QCL)
ដោយផ្អែកលើការផ្លាស់ប្តូរលំហនៃអេឡិចត្រុងរវាង quantum Wells រលកចម្ងាយគ្របដណ្តប់ចន្លោះពីពាក់កណ្តាលទៅឆ្ងាយ - អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (3-30 μm) ដោយមិនចាំបាច់មានការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជន។ Photons ត្រូវបានបង្កើតតាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរអន្តរក្រុម ហើយត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងកម្មវិធីដូចជា ការចាប់ឧស្ម័ន (ដូចជាការរកឃើញ CO₂) ការថតរូបភាព terahertz និងការត្រួតពិនិត្យបរិស្ថាន។
ការរចនាបែហោងធ្មែញខាងក្រៅរបស់ឡាស៊ែរដែលអាចលៃតម្រូវបាន (កញ្ចក់/ព្រីស / MEMS) អាចសម្រេចបាននូវជួរការលៃតម្រូវប្រវែងរលក ±50 nm ជាមួយនឹងទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត (<100 kHz) និងសមាមាត្របដិសេធក្នុងទម្រង់ចំហៀងខ្ពស់ (> 50 dB) ។ វាត្រូវបានប្រើជាទូទៅនៅក្នុងកម្មវិធីដូចជាការទំនាក់ទំនងការបែងចែករលកពន្លឺក្រាស់ (DWDM) ការវិភាគវិសាលគម និងរូបភាពជីវវេជ្ជសាស្ត្រ។ ឡាស៊ែរ semiconductor ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ឡាស៊ែរទំនាក់ទំនង ឧបករណ៍ផ្ទុកឡាស៊ែរឌីជីថល ឧបករណ៍កែច្នៃឡាស៊ែរ ឧបករណ៍សម្គាល់ឡាស៊ែរ និងការវេចខ្ចប់ ការកំណត់ប្រភេទឡាស៊ែរ និងការបោះពុម្ព ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រឡាស៊ែរ ចម្ងាយឡាស៊ែរ និងឧបករណ៍រាវរកការប៉ះទង្គិច ឧបករណ៍ឡាស៊ែរ និងឧបករណ៍សម្រាប់ការកម្សាន្ត និងការអប់រំ សមាសធាតុឡាស៊ែរ និងផ្នែកជាដើម។ ពួកវាជាកម្មសិទ្ធិរបស់សមាសធាតុស្នូលនៃឧស្សាហកម្មឡាស៊ែរ។ ដោយសារតែកម្មវិធីដ៏ធំទូលាយរបស់វា មានម៉ាក និងក្រុមហ៊ុនផលិតឡាស៊ែរជាច្រើន។ នៅពេលធ្វើការជ្រើសរើស វាគួរតែផ្អែកលើតម្រូវការជាក់លាក់ និងផ្នែកកម្មវិធី។ ក្រុមហ៊ុនផលិតផ្សេងៗគ្នាមានកម្មវិធីផ្សេងៗគ្នាក្នុងវិស័យផ្សេងៗ ហើយការជ្រើសរើសក្រុមហ៊ុនផលិត និងឡាស៊ែរគួរតែត្រូវបានធ្វើឡើងដោយយោងទៅតាមវិស័យកម្មវិធីជាក់ស្តែងនៃគម្រោង។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ០៥-វិច្ឆិកា-២០២៥