उद्योग समाचार

हरियो लेजरहरूको अप्टिकल प्रदर्शन धेरै सुधारिएको छ

2022-03-30
लेजरलाई बीसौं शताब्दीमा मानवजातिको सबैभन्दा ठूलो आविष्कार मानिन्छ, र यसको उपस्थितिले पत्ता लगाउने, सञ्चार, प्रशोधन, प्रदर्शन र अन्य क्षेत्रहरूको प्रगतिलाई बलियो रूपमा बढावा दिएको छ। सेमीकन्डक्टर लेजरहरू लेजरहरूको एक वर्ग हो जुन पहिले परिपक्व हुन्छ र छिटो प्रगति हुन्छ। तिनीहरूसँग सानो आकार, उच्च दक्षता, कम लागत, र लामो जीवनको विशेषताहरू छन्, त्यसैले तिनीहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। प्रारम्भिक वर्षहरूमा, GaAsInP प्रणालीहरूमा आधारित इन्फ्रारेड लेजरहरूले सूचना क्रान्तिको आधारशिला राखे। । ग्यालियम नाइट्राइड लेजर (LD) हालैका वर्षहरूमा विकसित भएको नयाँ प्रकारको अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरण हो। GaN सामग्री प्रणालीमा आधारित लेजरले मूल इन्फ्रारेडबाट सम्पूर्ण दृश्यात्मक स्पेक्ट्रम र पराबैंगनी स्पेक्ट्रममा कार्य तरंग लम्बाइ विस्तार गर्न सक्छ। प्रशोधन, राष्ट्रिय रक्षा, क्वान्टम कम्युनिकेशन र अन्य क्षेत्रहरूले उत्कृष्ट आवेदन सम्भावनाहरू देखाएको छ।
लेजर जेनेरेसनको सिद्धान्त यो हो कि अप्टिकल गेन सामग्रीमा भएको प्रकाशलाई अप्टिकल गुहामा दोलनद्वारा प्रवर्धित गरी उच्च एकसमान चरण, फ्रिक्वेन्सी र प्रसार दिशाको साथ प्रकाश बनाइन्छ। किनारा-उत्सर्जक रिज-प्रकार सेमीकन्डक्टर लेजरहरूको लागि, अप्टिकल गुहाले तीनवटा स्थानिय आयामहरूमा प्रकाशलाई सीमित गर्न सक्छ। लेजर आउटपुट दिशाको साथ कैद मुख्यतया क्लिभिंग र रेसोनन्ट गुहा कोटिंग गरेर हासिल गरिन्छ। तेर्सो दिशामा ठाडो दिशामा अप्टिकल कैद मुख्यतया रिज आकार द्वारा बनाइएको बराबर अपवर्तक सूचकांक भिन्नता प्रयोग गरेर महसुस गरिन्छ, जबकि ठाडो दिशामा अप्टिकल कैद विभिन्न सामग्रीहरू बीच अपवर्तक सूचकांक भिन्नता द्वारा महसुस गरिन्छ। उदाहरण को लागी, 808 एनएम इन्फ्रारेड लेजर को लाभ क्षेत्र एक GaAs क्वान्टम राम्रो छ, र अप्टिकल कैद तह AlGaAs कम अपवर्तक सूचकांक संग छ। GaAs र AlGaAs सामग्रीको जाली स्थिरताहरू लगभग समान छन्, यस संरचनाले एकै समयमा अप्टिकल बन्देज हासिल गर्दैन। जाली बेमेलको कारण सामग्री गुणस्तर समस्याहरू उत्पन्न हुन सक्छ।
GaN-आधारित लेजरहरूमा, कम अपवर्तक अनुक्रमणिका भएको AlGaN लाई सामान्यतया अप्टिकल कन्फिमेन्ट लेयरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र उच्च अपवर्तक अनुक्रमणिका भएको (In) GaN लाई वेभगाइड तहको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य बढ्दै जाँदा, अप्टिकल कन्फिमेन्ट लेयर र वेभगाइड तह बीचको अपवर्तक अनुक्रमणिका भिन्नता लगातार घट्दै जान्छ, जसले गर्दा प्रकाश क्षेत्रमा अप्टिकल कन्फिमेन्ट लेयरको बन्दोबस्त प्रभाव लगातार घट्दै जान्छ। विशेष गरी हरियो लेजरहरूमा, त्यस्ता संरचनाहरूले प्रकाश क्षेत्रलाई सीमित गर्न असमर्थ भएका छन्, जसले गर्दा प्रकाश अन्तर्निहित सब्सट्रेट तहमा चुहावट हुनेछ। हावा/सब्सट्रेट/अप्टिकल कन्फिमेन्ट लेयरको अतिरिक्त वेभगाइड संरचनाको अस्तित्वको कारण, सब्सट्रेटमा चुहावट भएको प्रकाश स्थिर मोड (सब्सट्रेट मोड) बन्न सक्छ। सब्सट्रेट मोडको अस्तित्वले ठाडो दिशामा अप्टिकल फिल्ड वितरणलाई अब गाउसियन वितरण होइन, तर "क्यालिक्स लोब" बनाउँछ, र बीमको गुणस्तरको ह्रासले उपकरणको प्रयोगलाई निस्सन्देह असर गर्नेछ।

हालै, अघिल्लो अप्टिकल सिमुलेशन अनुसन्धान (DOI: 10.1364/OE.389880) को नतिजाको आधारमा, Suzhou Institute of Nanotechnology, China Academy of Sciences को Liu Jianping को अनुसन्धान समूहले AlInGaN क्वाटरनरी सामग्री प्रयोग गर्न प्रस्ताव गरेको छ जसको जाली स्थिर र अपवर्तक सूचकांक हुन सक्छ। अप्टिकल कैद तहको रूपमा एकै समयमा समायोजन गर्नुहोस्। सब्सट्रेट मोल्डको उद्भव, सम्बन्धित नतिजाहरू मौलिक अनुसन्धान जर्नलमा प्रकाशित भएका थिए, जुन चीनको राष्ट्रिय प्राकृतिक विज्ञान प्रतिष्ठानद्वारा निर्देशित र प्रायोजित छ। अनुसन्धानमा, प्रयोगकर्ताहरूले सबैभन्दा पहिले एपिटाक्सियल वृद्धि प्रक्रिया प्यारामिटरहरूलाई हेटरोएपिटेक्सियल रूपमा GaN/Sapphire टेम्प्लेटमा स्टेप फ्लो मोर्फोलजीको साथ उच्च-गुणस्तरको AlInGaN पातलो तहहरू बढाउन अनुकूलित गरे। त्यसपछि, GaN आत्म-समर्थन सब्सट्रेटमा AlInGaN बाक्लो तहको homoepitaxial टाइम-लेप्सले देखाउँछ कि सतह अव्यवस्थित रिज मोर्फोलोजी देखा पर्नेछ, जसले सतहको नरमपनलाई बढाउनेछ, जसले गर्दा अन्य लेजर संरचनाहरूको एपिटेक्सियल वृद्धिलाई असर गर्छ। तनाव र एपिटेक्सियल वृद्धिको आकारविज्ञान बीचको सम्बन्धको विश्लेषण गरेर, अन्वेषकहरूले प्रस्ताव गरे कि AlInGaN बाक्लो तहमा जम्मा भएको कम्प्रेसिभ तनाव यस्तो मोर्फोलोजीको मुख्य कारण हो, र विभिन्न तनाव अवस्थाहरूमा AlInGaN बाक्लो तहहरू बढाएर अनुमानको पुष्टि गरे। अन्तमा, हरियो लेजरको अप्टिकल कन्फिमेन्ट तहमा अनुकूलित AlInGaN बाक्लो तह लागू गरेर, सब्सट्रेट मोडको घटनालाई सफलतापूर्वक दबाइयो (चित्र 1)।


चित्र 1. कुनै चुहावट मोड बिना हरियो लेजर, (α) ठाडो दिशामा प्रकाश क्षेत्रको टाढा-फिल्ड वितरण, (b) स्पट रेखाचित्र।

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept