ÇáÅáßÊÑæäíÇÊ ÇáÖæÆíÉ (The optoelectronics ) Ü áãÍÉ Ü
ÏÑÇÓÉ ÇáãõÑóßÈÇÊ ÇáÅáßÊÑæäíÉ ( electronic components ) ÇáÊí ÊõÕÏÑ¡ ÊõÚóÏöá Ãæ ÊóßÔöÝ ÅÔÇÑÉ ÖæÆíÉ ÊäÏÑÌ ÊÍÊ ãÇ íÚÑÝ ÈÝÑÚ ÇáÅáßÊÑæäíÇÊ ÇáÖæÆíÉ. ÇáãÈÇÏÆ ÇáÃÓÇÓíÉ Ýí åÐå ÇáÏÑÇÓÉ ãÈäíÉ Úáì ÇáÊÝÇÚáÇÊ ÇáÅáßÊÑæäíÉ æ ÇáÖæÆíÉ Ýí ÇáãÇÏÉ ÇáÕáÈÉ ÇáÍÇÕáÉ ÈÇáÃÎÕ Ýí ÇáãæÇÏ äÕÝ ÇáäÇÞáÉ.
ÊÎÖÚ ÇáÙæÇåÑ ÇáÝíÒíÇÆíÉ Ýí åÐå ÇáãÑßÈÇÊ ááÞáíá ãä ÞæÇäíä ÇáÝíÒíÇÁ ÇáßáÇÓíßíÉ Ýí Ííä ÊÊÑÈÚ ÇáäÙÑíÇÊ ÇáßæÇäÊíÉ (ÇáßãíÉ) Úáì ÇáÞÓØ ÇáÃßÈÑ Ýí ÊÝÓíÑ åÐå ÇáÙæÇåÑ áÇ ÓíãÇ ÅÐÇ ßÇäÊ ÃÈÚÇÏ ÇáãÑßÈÇÊ ÕÛíÑÉ ãä ÑÊÈÉ ÇáäÇäæãÊÑ ÝÃÞá.
äÞÏã ÝíãÇ íáí ÈÚÖ ÇáãÝÇåíã ÇáÝíÒíÇÆíÉ ÇáÊí ÓÇÚÏÊ Ýí æÕÝ æ ÔÑÍ ÇáÊÕÑÝ ÇáÝíÒíÇÆí áåÐå ÇáãÑßÈÇÊ
ÈäíÉ ÇáÈáæÑ æ ØÇÞÉ ÇáÅáßÊÑæäÇÊ
Ýí ÌÓã ÕáÈ ÈáæÑí¡ ÊÍÊá ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÍÇáÇÊ ßãíÉ (quantum states ) ÊãÊáß äÝÓ ÊäÇÙÑ ÔÈßÉ ÇáÈáæÑ. ßá ÍÇáÉ ßãíÉ ããíÒÉ ÈÜÜÜÜÜÜØÇÞÉ æ ãÌãæÚÉ ÇáØÇÞÇÊ ÇáÊí íãßä ááÅáßÊÑæäÇÊ Ãä ÊãÊáßåÇ ÊÓãì ØíÝÇ.
ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáãÑÊÈØÉ ÈöÜÜÜÐóÑøóÇÊ ÇáÈáæÑ ÊÊæÒÚ ØÇÞÇÊåÇ Úáì "ÚÕÇÈÇÊ" (energetic bands) ãÓãæÍÉ (allowed) ÊÊÎááåÇ ÚÕÇÈÇÊ ããäæÚÉ (forbidden bands) ÈÇáÊäÇæÈ. ÂÎÑ ÚÕÇÈÉ ãÓãæÍÉ ÊõÚÑÝ ÈÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ
(valence band) .
ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÊí ÊãÊáß ØÇÞÇÊ ÃÚáì ÞÏ "ÊÊÍÑÑ" ãä ÐÑøóÇÊ ÇáÈáæÑ æ ØÇÞÇÊåÇ Ýí åÐå ÇáÍÇáÉ ÊÊæÒÚ Úáì ãÇ ÊõÚÑÝ ÈÚÕÇÈÉ ÇáäÞá (conduction band).
ÈäíÉ ÇáÚÕÇÈÇÊ ÇáØÇÞíÉ (ÈÏá ÇáãÏÇÑÇÊ ÇáÐÑíÉ ÇáãÊÞØÚÉ) ÊÚæÏ ÃÓÇÓÇ Åáì ÊÃËíÑ Çáßãæä ÇáÈáæÑí (crystalline potential) ááÌÓã ÇáÕáÈ ÍíË Ãä ßá ÐÑøóÉ ãä ÐÑøóÇÊ ÇáÈáæÑ áíÓÊ ãÚÒæáÉ æ ÅäãÇ ÎÇÖÚÉ áÊÃËíÑ ßõãõæäÇÊ ÇáÐÑøóÇÊ ÇáÃÎÑì. ãõÌúãóá åÐå ÇáÊÃËíÑÇÊ ÇáßãæäíÉ ÇáãÊÈÇÏáÉ íÚØí ãÇ íõÚÑÝ ÈÇáßãæä ÇáÈáæÑí æ ÇáÐí íãÊáß ÏæÑíÉ ÇáÔÈßÉ ÇáÈáæÑíÉ
(lattice periodicity).
ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÍÑÉ (æ ÇáÊí ØÇÞÇÊåÇ ãõæÒøóÚÉ Úáì ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá) åí ÇáãÓÄæáÉ Úä ÓÑíÇä ÇáÊíÇÑ ÇáßåÑÈÇÆí æ Ðáß ÚäÏ ÊÓÑíÚåÇ ÈÍÞá ßåÑÈÇÆí Ãæ ãÛäÇØíÓí íõØÈÞ Úáì ÇáÚóíøöäÉ.
ÊóÊæóÖøóÚõ ÇáÐÑøóÇÊ Ýí ÈáæÑ ÈØÑíÞÉ ãäÊÙãÉ æ Êßæä ÇáãÓÇÝÉ Èíä ÐÑÊíä ãÊÌÇæÑÊíä (ÇáãÓÇÝÉ Èíä Ü ÐÑíÉ : inter-atomic) ãä ÑÊÈÉ 5 ÃäÛÔÊÑæä (ãÊÑ) . ÊæÕÝ ÇáÅáßÊÑæäÇÊ (ßãÇ åæ ÇáÍÇá ÈÇáäÓÈÉ ááÝæÊæäÇÊ) ÈÇáÅÒÏæÇÌíÉ ãæÌÉ Ü ÌÓíã ¡ ÅÐ ÊÊÕÑÝ ßÇáãæÌÉ ÚäÏ ÅãÊáÇßåÇ áÍÇáÉ ØÇÞíÉ ãÇ ¡ æ ÊÊÕÑÝ ßÌÓíã ÚäÏ ÅäÊÞÇáåÇ ãä ÍÇáÉ ØÇÞíÉ Åáì ÃÎÑì. æ åí ÈÐáß ããíÒÉ ÈØæá ãæÌÉ ÚäÏ ÍÑßÊåÇ ÏÇÎá ÇáÈáæÑ. ÅÐÇ ßÇä Øæá ÇáãæÌÉ ÃßÈÑ Ãæ ÃÞá ãä "ÇáãÓÇÝÉ Èíä Ü ÐÑíÉ" ¡ íãßä ááÅáßÊÑæä Ãä íÊÍÑß Èßá ÓåæáÉ ÏÇÎá ÇáÈáæÑ. Ýí Ííä ÅÐÇ ßÇä Øæá ÇáãæÌÉ íÞÇÑÈ "ÇáãÓÇÝÉ Èíä Ü ÐÑíÉ" ÝÅä ÇáÅáßÊÑæä íÞÚ Ýí ÍÇáÉ Ñäíä
(resonance) ãÚ ÇáÅåÊÒÇÒÇÊ ÇáÐÑíÉ æ áÇ íãßäå ÇáÓÑíÇä. ßá Øæá ãæÌÉ ÊæÇÝÞå ØÇÞÉ ááÅáßÊÑæä (ÞÏÑåÇ ãÞáæÈ Øæá ÇáãæÌÉ ÖÑÈ ÓÑÚÉ ÇáÖæÁ ÖÑÈ ËÇÈÊ ÈáÇäß) æ ÈÇáÊÇáí Óíßæä åäÇß ãÌÇá Ãæ ÚÕÇÈÉ ØÇÞíÉ ãä ÃÌáåÇ áÇ íãßä ááÅáßÊÑæä ÇáÓÑíÇä ÏÇÎá ÇáÈáæÑ. ÊÓãì åÐå ÇáÚÕÇÈÉ "ÇáÚÕÇÈÉ ÇáããäæÚÉ" Ãæ "ÇáÝÇÕá ÇáØÇÞí" æ åí ãÊãæÖÚÉ Èíä ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ æ ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá ßãÇ íæÖÍå ÇáÔßá 1
Ôßá1
Ýí ÇáäæÇÞá (ÇáãÚÇÏä) áÇ æÌæÏ áÝÇÕá ØÇÞí Ãí åäÇß ÊÏÇÎá Èíä ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ æ ÇáäÞá æ Êßæä åÐå ÇáÃÎíÑÉ ããáæÁÉ ÌÒÆíÇ ÈÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÍÑÉ ÚäÏ ÏÑÌÉ ÍÑÇÑÉ ÇáÕÝÑ ÇáãØáÞ¡ ÇáÈáæÑ Ýí åÐå ÇáÍÇáÉ íãßäå äÞá ÇáÊíÇÑ ÇáßåÑÈÇÆí æ íÊÚáÞ ÇáÃãÑ ÅÐä ÈãÚÏä. Ýí Ííä ¡ ÃäÕÇÝ ÇáäæÇÞá æ ÇáÚæÇÒá ããíÒÉ ÈæÌæÏ ÇáÝÇÕá ÇáØÇÞí æ ÇáÐí íßæä ÃßÈÑ ÚÑÖÇ Ýí ÇáÚæÇÒá. ÚäÏ ÏÑÌÉ ÇáÕÝÑ ÇáãØáÞ (Ýí ßáÇ ÇáÍÇáÊíä) Êßæä ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá ÝÇÑÛÉ ÊãÇãÇ ãä ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÍÑÉ æ íßæä ÇáÈáæÑ ÚÇÒáÇ. ÈÑÝÚ ÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ Ýí äÕÝ äÇÞá ÝÅä ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÊÊÍÑÑ æ ÊäÊÞá Åáì ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá æ íÊÛíÑ ÊÕÑÝ "äÕÝ ÇáäÇÞá" ãä ÇáÚÇÒá Åáì ÇáäÇÞá .
ÇÓÊÚãÇá ÚÕÇÈÇÊ ÇáØÇÞÉ Ýí ÇáÅáßÊÑæäíÇÊ ÇáÖæÆíÉ
ÚäÏãÇ Êßæä ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ ããáæÁÉ ßáíÇ ¡ ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá Êßæä ÝÇÑÛÉ æ ÇáÊíÇÑ áÇ íãßäå Ãä íÓÑí. íÌÈ ÅÐä äÞá ÅáßÊÑæäÇÊ ãä ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ Åáì ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá ÍÊì íÕÈÍ äÕÝ ÇáäÇÞá äÇÞáÇ ááÊíÇÑ ÇáßåÑÈÇÆí. ÛíÇÈ ÅáßÊÑæä Ýí ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ íæÇÝÞå ÙåæÑ ËÞÈ (hole) ÍÑ. äÚÊÈÑå ßÚäÕÑ ãæÌÈ íäÊÞá Ýí ÇÊÌÇå ãÚÇßÓ áÍÑßÉ ÇáÅáßÊÑæä ÇáãÊÍÑÑ. áäÞá ÅáßÊÑæä Åáì ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá íÌÈ ãäÍå ØÇÞÉ ¡ ÚÇÏÉ ÈÇãÊÕÇÕ ÝæÊæä Úáì Ãä Êßæä ØÇÞÉ åÐÇ ÇáÃÎíÑ ÃßÈÑ ãä ÚÑÖ ÇáÚÕÇÈÉ ÇáããäæÚÉ. åÐå ÇáÚãáíÉ ÊÄÏí Åáì ÊæáÏ (generation) áÒæÌ (ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ) ÍÑ. æ ÈÇáÚßÓ ÚæÏÉ ÅáßÊÑæä ÍÑ Åáì ÚÕÇÈÉ ÇáÊßÇÝÄ íÚäí ÅáÊÍÇã (recombination) Èíä ÇáÒæÌ (ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ) æ íÑÇÝÞ ÇáÚãáíÉ ÅÕÏÇÑ ÝæÊæä . íæÖÍ ÇáÔßá 2 ßáÇ ÇáÚóãóáöíóÊíä .
Ôßá2
áßá ãÇÏÉ äÕÝ Ü äÇÞáÉ ÚÕÇÈÉ ããäæÚÉ ÈÚÑÖ ãÚíä æ ÈÇáÊÇáí ØÇÞÉ ÇãÊÕÇÕ ÎÇÕÉ ÈåÇ ÊÓãÍ ÈöÊæóáõÏ ÍÇãáÇÊ ÇáÔÍäÉ ÇáÍÑÉ (Ôßá3).
Ôßá3
ãÚÑÝÉ ÇáãÓÇÝÉ Èíä Ü ÐÑíÉ Ãæ ãÇ ÊÚÑÝ ÃíÖÇ ÈËÇÈÊ ÇáÔÈßÉ ãõåöã ¡ ÅÐ íÓãÍ ÈãÚÑÝÉ Ãí ãä ÃäÕÇÝ ÇáäæÇÞá íãßä ÌãÚåãÇ ßÎáíØ æ Ðáß ããßä Ííä íßæä åäÇß ÊÞÇÑÈ Èíä ËæÇÈÊ ÇáÔÈßÉ .
ÊØÚíã ÃäÕÇÝ ÇáäæÇÞá
íãßä ÊÓåíá ÚãáíÉ äÞá ÇáÅáßÊÑæäÇÊ Åáì ÚÕÇÈÉ ÇáäÞá ÈÊØÚíã Ãæ ÅÔÇÈÉ (dopage) áäÕÝ ÇáäÇÞá. åäÇß äæÚÇä ãä ÇáÊØÚíã : ÊØÚíã äæÚ N (ÓÇáÈ) æ ÊØÚíã äæÚ P (ãæÌÈ).
äÔÑÍ ÈãËÇá áÈáæÑ ÇáÓíáßæä Si. ÐÑÉ Si Êãáß ÃÑÈÚ ÑæÇÈØ ÊßÇÝÄíÉ (covalent liaisons). äõÏÎá ßãËÇá ÐÑÉ ÝæÓÝæÑ P Ýí ÔÈßÉ ÇáÓíáßæä. áÐÑÉ ÇáÝæÓÝæÑ ÎãÓ ÅáßÊÑæäÇÊ Ýí ØÈÞÉ ÇáÊßÇÝÄ (ÎãÇÓíÉ ÇáÊßÇÝÄ) ¡ ÅáÇ ÃäåÇ áä ÊõÍÞÞ ÅáÇ ÃÑÈÚ ÑæÇÈØ ÇáãØáæÈÉ Ýí ÔÈßÉ ÇáÓíáßæä. ÇáÅáßÊÑæä ÇáÎÇãÓ íÈÞì ÅÖÇÝí æ íãßäå Ãä íÊÍÑÑ Èßá ÓåæáÉ ÈÑÝÚ ØÝíÝ áÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ.
ÊÚÊÈÑ ÇáÐÑÇÊ ÎãÇÓíÉ ÇáÊßÇÝÄ ÐÑÇÊ ãÇäÍÉ ááÅáßÊÑæäÇÊ (donor) æ ÅÏÎÇá ÊÑßíÒ ãÚíä ãäåÇ ÓíÄÏí Åáì ÑÝÚ ÊÑßíÒ ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÍÑÉ ãÞÇÑäÉ ÈÊÑßíÒ ÇáËÞæÈ æ íÕÈÍ áÏíäÇ äÕÝ äÇÞá ãä äæÚ N ÈãÚäì ÇáÔÍäÇÊ ÇáÓÇáÈÉ Êßæä åí ÇáÃßËÑíÉ.
ßÐáß ÚäÏ ÅÏÎÇá ÐÑÉ ÇáÈæÑ B ËáÇËíÉ ÇáÊßÇÝÄ ¡ ÓæÝ ÊÓÚì Åáì ÊÍÞíÞ ÃÑÈÚ ÑæÇÈØ ÊßÇÝÄíÉ æ Ðáß íÏÝÚåÇ Åáì ÇÞÊäÇÕ ÅáßÊÑæä ÐÑÉ ÇáÓíáßæä ÇáãÌÇæÑÉ ÝíÙåÑ Ýí åÐå ÇáÃÎíÑÉ ËÞÈ ÍÑ. ÈÐáß Êßæä ÇáÐÑÇÊ ËáÇËíÉ ÇáÊßÇÝÄ ÂÎÐÉ ááÅáßÊÑæäÇÊ (acceptor) æ ÊÊÓÈÈ Ýí ÙåæÑ ËÞæÈ ÍÑÉ ÅÖÇÝíÉ Ãí ÊÕÈÍ ÇáËÞæÈ ¡ÍÇãáÇÊ ÇáÔÍäÉ ÇáãæÌÈÉ¡ ÃßËÑíÉ Ýí åÐå ÇáÍÇáÉ æ äÊÍÕá Úáì äÕÝ äÇÞá ãä äæÚ P . ÇáÔßá 4 íæÖÍ ßáÇ ÇáÍÇáÊíä ãä ÇáÊØÚíã.
*********
Ôßá 4
ÇáÈÆÑ ÇáßæÇäÊí
ÇáÈÆÑ ÇáßæÇäÊí (quantum well) íãËá ÈÆÑ ßãæäí ÊõÞÊäÕ Ýíå ÍÇãáÇÊ ÇáÔÍäÉ ÇáÍÑÉ (ÅáßÊÑæäÇÊ æ ËÞæÈ). äÞæá Åä ÇáÅáßÊÑæä ãÍÈæÓ (confined) Ýí ÈÆÑ ßãæäí ÅÐÇ áã Êßä áå ØÇÞÉ ßÇÝíÉ Êãßäå ãä ÇáÎÑæÌ ãäå. áÕäÇÚÉ ÈÆÑ ßãæäí íßÝí ÅÏÑÇÌ ÚÏÉ ØÈÞÇÊ áÚäÇÕÑ ãÎÊáÝÉ ÍíË áä íßæä ááÅáßÊÑæäÇÊ äÝÓ ÇáØÇÞÉ ÇáßÇãäÉ Ýí ßá ØÈÞÉ. ãËáÇ ÇáÅßÊÑæäÇÊ Ýí ØÈÞÉ ãä AlGaAs áåÇ ØÇÞÉ ßÇãäÉ ÚÇáíÉ ãÞÇÑäÉ ãÚ ØÇÞÊåÇ Ýí ØÈÞÉ ãä GaAs. äÏÑÌ ÅÐä ØÈÞÉ ãä GaAs Èíä ØÈÞÊíä ãä AlGaAs æ äÍÕá Úáì ÈÆÑ ßãæäí ßãÇ íæÖÍå ÇáÔßá 5
Ôßá5
ßáãÇ ßÇä ÇáÈÆÑ Çáßãæäí ÃÚãÞ æÌÈÊ ÃßËÑ ØÇÞÉ áÅÎÑÇÌ ÅáßÊÑæä æ ÇáÊí íãßä Ãä ÊõãäÍ áÏì ÚÈæÑ ÝæÊæä.
ÇáßÔÝ ÇáÖæÆí ÇáßæÇäÊí
ÊõÓÊÚãá ÚÏÉ ØÑÞ áßÔÝ ÇáÖæÁ . ÑÃíäÇ ÝíãÇ ÓÈÞ Ãäå ÈÅãßÇä ÝæÊæäÇÊ ÏÇÎá äÕÝ äÇÞá Ãæ ÊõæóáøÏ ÅáßÊÑæäÇÊ æ ËÞæÈ ÍÑÉ Ãí ÍÇãáÇÊ ÔÍäÉ ÍÑÉ. íßÝí ÅÐä ÇÓÊÞØÇÈ äÕÝ ÇáäÇÞá ÈÌåÏ ßåÑÈÇÆí íÚãá Úáì ÊÍÑíß ÇáÔÍäÇÊ æ ÇáÍÕæá Úáì ÊíÇÑ ßåÑÈÇÆí¡ åÐÇ ãÇ íÚÑÝ ÈÇáÝÚá ÇáßåÑæÖæÆí.
ßÐáß íãßä ááÝæÊæäÇÊ ÇáããÊÕÉ Ãä ÊÍÑÑ ÍÇãáÇÊ ÇáÔÍäÉ ãä ÇáÈÆÑ Çáßãæäí æ ÈÇáÊÇáí ÊÌÚáåÇ ÊÓÇåã Ýí ÇáÊíÇÑ ÇáßåÑÈÇÆí.
íæÖÍ ÇáÔßá 6 åÐå ÇáÂáíÇÊ
Ôßá6
ãÑÓáÇÊ ÇáÖæÁ ÇáßæÇäÊíÉ
ßíÝ íãßä ÅÑÓÇá ÝæÊæäÇÊ ÅäØáÇÞÇ ãä äÕÝ äÇÞá¿ åÐÇ ãÇ íãËá ãÈÏà Úãá ÇáËäÇÆíÇÊ ÇáÅáßÊÑæäíÉ ÇáãÑÓáÉ ááÖæÁ
( LED:light emitting diode) æ ËäÇÆíÇÊ ÇááíÒÑ (Laser diode).
ÈÇáäÓÈÉ ááäæÚ ÇáÃæá ¡ äßæä ÇáÈÆÑ ÇáßæÇäÊí ÈÅÏÑÇÌ ËáÇË ØÈÞÇÊ¡ ÇáØÈÞÊíä ÇáÃæáì æ ÇáÃÎíÑÉ ÊßæäÇä ãä äÝÓ äÕÝ ÇáäÇÞá áßä ÇáÃæáì ãØÚãÉ ãä äæÚ N Ãí ÊÍæí ÇáßËíÑ ãä ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáÍÑÉ Ýí Ííä ÇáÃÎíÑÉ ãØÚãÉ ãä äæÚ P Ãí ÊÍæí ÇáßËíÑ ãä ÇáËÞæÈ ÇáÍÑÉ. ÇáØÈÞÉ ÇáæÓØì Êßæä ãä äÕÝ äÇÞá ÂÎÑ ¡Ýíå Êßæä ØÇÞÉ ÇáÅáßÊÑæäÇÊ ÇáßÇãäÉ ÖÚíÝÉ.
ÇÓÊÞØÇÈ åÐå ÇáËäÇÆíÉ ÈÍÞá ßåÑÈÇÆí íÚãá Úáì ÊÍÑíß ÇáÅáßÊÑæäÇÊ æ ÇáËÞæÈ ÇáÍÑÉ æ ÓÞæØåÇ Ýí ÇáÈÆÑ Çáßãæäí Ãíä íÍÏË ÅáÊÍÇã áßá ÒæÌ ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ æ íäÊÌ Úäå ÅÕÏÇÑ ÝæÊæä. áåÐå ÇáËäÇÆíÉ ãÝÚæá ÖæÆí ÃßÈÑ ãä ãÝÚæá ÇáãÕÇÈíÍ ÇáÍÇáíÉ ÍíË Ãä ÅáÊÍÇã ßá ÒæÌ ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ íÚØí ÝæÊæä. ÇáÝæÊæäÇÊ ÇáÕÇÏÑÉ ÞÏ ÊäÊÔÑ Ýí ÚÏÉ ÇÊÌÇåÇÊ æ Êßæä ÛíÑ ãÊäÇÓÞÉ (not coherent) ÈÃØæÇá ãæÌíÉ ãÎÊáÝÉ æ ÊÚØí ÇáËäÇÆíÉ ÖæÁÇ ãÑßÈÇ . Ýí ÇáÔßá 7 ÊãËíá ãÈÓØ áåÐå ÇáËäÇÆíÉ.
Ôßá 7
ÈÇáäÓÈÉ áËäÇÆíÉ ÇááíÒÑ¡ ÚãáíÉ ÅáÊÍÇã ÇáÒæÌ ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ æ ÈÇáÊÇáí ÅÑÓÇá ÝæÊæä Êßæä ãÍËæËÉ (stimulated) ÈæÇÓØÉ ÝæÊæä æÇÑÏ. ááÝæÊæä ÇáÕÇÏÑ äÝÓ Øæá ãæÌÉ ÇáÝæÊæä ÇáæÇÑÏ¡ Óíßæä áÏíäÇ ÝæÊæäíä ãÊäÇÓÞíä íÍËÇä ãä ÌÏíÏ ÅáÊÍÇãÇÊ ÃÎÑì ááÃÒæÇÌ ÅáßÊÑæä Ü ËÞÈ æ ÈÇáÊÇáí ÅÕÏÇÑ ÝæÊæäÇÊ ÃÎÑì. Ãí Ýí ÇáÃÎíÑ ÊÊÇÈÚ åÐå ÇáÚãáíÉ íÄÏí Åáì ÊÖÇÚÝ ÚÏÏ ÇáÝæÊæäÇÊ ÇáÕÇÏÑÉ ÇáãÊäÇÓÞÉ æ ÇáÍÕæá Úáì ÍÒãÉ ÖæÆíÉ ÔÏíÏÉ ãÊäÇÓÞÉ æ åí ãÇ ÊÚÑÝ ÈÇááíÒÑ. íæÖÍ ÇáÔßá 8 ÂáíÉ ÊÖÇÚÝ ÇáÝæÊæäÇÊ ÇáÕÇÏÑÉ¡
Ôßá8
ÚÇÏÉ ÊæÖÚ ÇáËäÇÆíÉ Èíä ãÑÂÊíä äÕÝ ÚÇßÓÊíä ¡ ÝíÚÇäí ÌÒÁ ãä ÍÒãÉ ÇááíÒÑ ÇäÚßÇÓÇÊ ÏÇÎáíÉ ãÊÊÇáíÉ Èíä ÇáãÑÂÊíä Ãí íåÊÒ ÐåÇÈÇ æ ÅíÇÈÇ ãæáÏÇ ÈÐáß ÝæÊæäÇÊ ÅÖÇÝíÉ æ åÐÇ íÄÏí Åáì ÊÖÎã (amplification) áÍÒãÉ ÇááíÒÑ (Ôßá 9).
Ôßá 9
ËäÇÆíÇÊ ÇááíÒÑ ÊÓÊÚãá ÚÇÏÉ ßãÕÇÏÑ ááãÚáæãÉ æ ÇáÊí íÊã äÞáåÇ ÈæÇÓØÉ ÇáÃáíÇÝ ÇáÈÕÑíÉ.
ÇáÝÇÆÏÉ ãä åÐå ÇáãÑßÈÇÊ
ÇáËäÇÆíÇÊ ÇáÅáßÊÑæäíÉ ÇáãÑÓáÉ ááÖæÁ ÊõÓÊÚãá ÚÇÏÉ ßãÄÔÑ ÖæÆí Ýí ßá ÇáÃÌåÒÉ ÇáÅáßÊÑæäíÉ ÍæáäÇ¡ ßÔÇåÏ ÚäÏ ãÑæÑ ÇáÊíÇÑ ÇáßåÑÈÇÆí ¡ Ýí áæÍÇÊ ÇáÅÚáÇäÇÊ ¡ ÃÖæÇÁ ÇáØÑíÞ æ ÚÏÉ ÊØÈíÞÇÊ æÇÓÚÉ.
áËäÇÆíÉ ÇááíÒÑ ÝæÇÆÏ ÃÎÑì¡ ÝóÍõÒúãóÊõåóÇ ÇáÖæÆíÉ ãÊÌåÉ æ ÏÞíÞÉ ÌÏÇ ãä ÑÊÈÉ ÇáäÇäæãÊÑ¡ íãßä Ãä ÊÓÊÚãá Ýí ÞÑÇÁÉ ÇáÃÞÑÇÕ ÇáãÖÛæØÉ (CD) æ ÃÞÑÇÕ ÇáÝíÏíæ ÇáÑÞãíÉ (DVD) Ü Ôßá 10
Ôßá10
ßÐáß ÊÓÊÚãá ßãÍØÇÊ áäÞá ÇáãÚáæãÉ ÚÈÑ ÇáÃáíÇÝ ÇáÈÕÑíÉ ¡ íãßä ááíÝ ÈÕÑí æÇÍÏ Ãä íÖã ÇáßËíÑ ãä ÇáÍÒã ÇááíÒÑíÉ ÇáÏÞíÞÉ ÌÏÇ æ åÐÇ ãÇ íÓÇåã Ýí ÑÝÚ ÊÏÝÞ ÇáãÚáæãÇÊ ÈÕÝÉ ãÚÊÈÑÉ.
ÇáÊÑÇäÒÓÊæÑ ÇáÖæÆí (photo-transistor) æ ÇáËäÇÆíÉ ÇáÖæÆíÉ (photo-diode) ßËíÑÇ ãÇ íÓÊÚãáÇä ßãÓÊÞÈáÇÊ ááãÚáæãÉ ÇáãäÞæáÉ ÚÈÑ ÇáÃáíÇÝ ÇáÈÕÑíÉ æ íÍæáÇäåÇ Åáì ßåÑÈÇÁ. íãßä ÇÓÊÚãÇáåãÇ ßÐáß ßßæÇÔÝ áæÌæÏ Ãæ ÚÏã æÌæÏ ÇáÖæÁ Ýí ÇáæÓØ. ÇáÊÑÇäÒÓÊæÑ ÇáÖæÆí íÊãÇíÒ ÈÔßá ØÝíÝ Úä ÇáËäÇÆíÉ ÇáÖæÆíÉ ÝíãÇ íÊÚáÞ ÈÒãä ÇáÅÓÊÌÇÈÉ æ ÊæÇÊÑ ÇáÞØÚ.
ÇáÎáÇíÇ ÇáÔãÓíÉ ÊõÕóäøóÚ ÛÇáÈÇ ÈßãíÇÊ ßÈíÑÉ æ ÊõÌóãøóÚ Ýí áæÍÇÊ ãõãúÊóÏóÉ ÈåÏÝ ÊÍæíá ÇáØÇÞÉ ÇáÖæÆíÉ Åáì ØÇÞÉ ßåÑÈÇÆíÉ æ ÊÕÈÍ ÈÐáß ãÕÏÑÇ ááÊÛÐíÉ ÇáßåÑÈÇÆíÉ ¡ ÓæÇÁ Úáì ÓØÍ ÇáÃÑÖ Ãæ Ýí ÇáÊØÈíÞÇÊ ÇáÝÖÇÆíÉ ßÃÌäÍÉ ÇáÃÞãÇÑ ÇáÕäÇÚíÉ .
åäÇß ÃíÖÇ ãÇ ÊõÚúÑóÝõ ÈÃÌåÒÉ ÑÈØ ÇáÔÍäÇÊ (CCD: Charged coupled devices): ÚÈÇÑÉ Úä ãÑßÈÇÊ ÅáßÊÑæÖæÆíÉ ÊÞÊÑÈ Ýí ØÑíÞÉ ÅÚÏÇÏåÇ ãä
æÕáÉ P-N ¡ ÊõÌãÚ Ýí ÕÝíÍÉ ÈÔßá ãÓÊØíá (Ôßá 11) ÞÏ ÊÍæí ãáíæä Ýí ãáíæä æÕáÉ ÖæÆíÉ.
Ôßá11
ÊÚÊÈÑ åÐå ÇáÃÌåÒÉ ãä ÃßËÑ ÇáÃÌåÒÉ ÍÓÇÓíÉ ááÖæÁ æ íßËÑ ÅäÊÔÇÑ ÇÓÊÚãÇáåÇ Ýí ÇáßÇãíÑÇÊ ÇáÑÞãíÉ ÍíË ÊÚØí ÕæÑÇ ÃÚáì ÌæÏÉ ãä ÇáÕæÑ ÇáÊí ÊÚØíåÇ ÇáÃÌåÒÉ ÇáãÈäíÉ Úáì ÊÞäíÉ (CMOS). ÅáÇ Ãä ÃÌåÒÉ CCD ÕÚÈÉ ÇáÕäÚ æ ÊÊØáÈ ÏÇÑÇÊ ÅáßÊÑæäíÉ ÅÖÇÝíÉ æ ÊÓÊåáß ßãíÉ ÃßÈÑ ãä ØÇÞÉ ÇáÈØÇÑíÉ.
ÍÇæáäÇ ãä ÎáÇá åÐå ÇáÓØæÑ¡ æ ÈäæÚ ãä ÇáÈÓÇØÉ æ ÇáÅíÌÇÒ ¡ ÊÞÏíã áãÍÉ Úä ÃÍÏ ÝÑæÚ ÇáÅáßÊÑæäíÇÊ ÇáÍÏíËÉ ÇáÊí ÊáÇÞí ÊØÈíÞÇÊåÇ ÇáÍÇáíÉ ÊØæÑÇ ãÓÊãÑÇ áÇ íßÇÏ íÎáæ ãä ÇáÊÚÞíÏ ¡ ÓæÇÁ Ýí ÇáÌÇäÈ ÇáÝíÒíÇÆí Ãæ ÇáÊÕäíÚí. äÑÌæ Ãä äßæä ÞÏ ÃÍÇØäÇ æ áæ ÈÇáÔíÁ ÇáÞáíá ÈÇáãæÖæÚ.
ÇáãÕÇÏÑ
ãÑÇÌÚ Ýí ãÌÇá ÝíÒíÇÁ ÇáÌÓã ÇáÕáÈ æãÌÇá ÃäÕÇÝ ÇáäæÇÞá