ການຄົ້ນຄວ້າຫລ້າສຸດກ່ຽວກັບເລເຊີ semiconductor ສອງສີ
ເລເຊີແຜ່ນ Semiconductor (SDL lasers), ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ lasers emitting ດ້ານນອກຕາມແນວຕັ້ງ (VECSEL), ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້. ມັນລວມເອົາຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການໄດ້ຮັບ semiconductor ແລະ resonators ຂອງລັດແຂງ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຈໍາກັດພື້ນທີ່ການປ່ອຍອາຍພິດຂອງການສະຫນັບສະຫນູນຮູບແບບດຽວສໍາລັບເລເຊີ semiconductor ທໍາມະດາ, ແຕ່ຍັງມີລັກສະນະການອອກແບບ bandgap semiconductor ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະຄຸນລັກສະນະການໄດ້ຮັບວັດສະດຸສູງ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ໃນສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ກວ້າງຂວາງ, ເຊັ່ນ: ສຽງຕ່ໍາເລເຊີເສັ້ນແຄບຜົນຜະລິດ, ການຜະລິດກໍາມະຈອນເຕັ້ນຊ້ໍາຊ້ອນ ultra-short, ການຜະລິດປະສົມກົມກຽວຄໍາສັ່ງສູງ, ແລະເຕັກໂນໂລຊີດາວນໍາທິດ sodium, ແລະອື່ນໆ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີຄວາມຍາວສອງຄື້ນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງມູນຄ່າການນໍາໃຊ້ທີ່ສູງທີ່ສຸດໃນຂົງເຂດທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເຊັ່ນ: lidar ຕ້ານການແຊກແຊງ, interferometry holographic, ການສື່ສານ multiplexing ການແບ່ງຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ, ການຜະລິດກາງ infrared ຫຼື terahertz, ແລະ combs ຄວາມຖີ່ optical ຫຼາຍສີ. ວິທີການບັນລຸການປ່ອຍອາຍພິດສີສອງສີທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງສູງໃນ lasers ແຜ່ນ semiconductor ແລະສະກັດກັ້ນການແຂ່ງຂັນຢ່າງມີປະສິດທິພາບລະຫວ່າງ wavelengths ຫຼາຍແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄົ້ນຄວ້າໃນພາກສະຫນາມນີ້.
ບໍ່ດົນມານີ້, ມີສອງສີເລເຊີ semiconductorທີມງານໃນປະເທດຈີນໄດ້ສະເຫນີການອອກແບບຊິບໃຫມ່ເພື່ອແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍນີ້. ໂດຍຜ່ານການຄົ້ນຄວ້າຕົວເລກໃນຄວາມເລິກ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ພົບເຫັນວ່າການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນຂອງອຸນຫະພູມທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ quantum ໄດ້ດີໄດ້ຮັບການກັ່ນຕອງແລະຜົນກະທົບການກັ່ນຕອງ microcavity semiconductor ຄາດວ່າຈະບັນລຸການຄວບຄຸມທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງການໄດ້ຮັບສອງສີ. ອີງຕາມການນີ້, ທີມງານສົບຜົນສໍາເລັດໃນການອອກແບບຊິບເພີ່ມຄວາມສະຫວ່າງສູງ 960/1000 nm. ເລເຊີນີ້ເຮັດວຽກຢູ່ໃນໂຫມດພື້ນຖານຢູ່ໃກ້ກັບຂອບເຂດຈໍາກັດການບິດເບືອນ, ມີຄວາມສະຫວ່າງຂອງຜົນຜະລິດສູງເຖິງປະມານ 310 MW / cm²sr.
ຊັ້ນໄດ້ຮັບຂອງແຜ່ນ semiconductor ມີຄວາມຫນາພຽງແຕ່ສອງສາມໄມໂຄແມັດ, ແລະ microcavity Fabry-Perot ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນລະຫວ່າງການໂຕ້ຕອບຂອງ semiconductor-air ແລະດ້ານລຸ່ມຂອງ Bragg reflector. ການປິ່ນປົວ microcavity ຂອງ semiconductor ເປັນຕົວກອງ spectral ພາຍໃນຂອງ chip ຈະ modulate ການໄດ້ຮັບຂອງ quantum ໄດ້ດີ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ຜົນກະທົບການກັ່ນຕອງ microcavity ແລະການໄດ້ຮັບ semiconductor ມີອັດຕາການ drift ອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສົມທົບກັບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ, ການສະຫຼັບແລະລະບຽບການຂອງ wavelengths ຜົນຜະລິດສາມາດບັນລຸໄດ້. ໂດຍອີງໃສ່ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້, ທີມງານໄດ້ຄິດໄລ່ແລະກໍານົດຈຸດສູງສຸດຂອງ quantum ດີຢູ່ທີ່ 950 nm ທີ່ອຸນຫະພູມ 300 K, ດ້ວຍອັດຕາການລອຍຕົວຂອງຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແມ່ນປະມານ 0.37 nm / K. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ທີມງານໄດ້ອອກແບບປັດໄຈຂໍ້ຈໍາກັດຕາມລວງຍາວຂອງຊິບໂດຍໃຊ້ວິທີການສົ່ງຜ່ານ matrix, ທີ່ມີຄວາມຍາວສູງສຸດປະມານ 960 nm ແລະ 1000 nm ຕາມລໍາດັບ. ການຈໍາລອງໄດ້ເປີດເຜີຍໃຫ້ເຫັນວ່າອັດຕາການລອຍຕົວຂອງອຸນຫະພູມແມ່ນພຽງແຕ່ 0.08 nm/K. ໂດຍການນໍາໃຊ້ເທກໂນໂລຍີການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີຂອງໂລຫະ - ອິນຊີສໍາລັບການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial ແລະການປັບປຸງຂະບວນການການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຊິບທີ່ໄດ້ຮັບຄຸນນະພາບສູງໄດ້ຖືກຜະລິດຢ່າງສໍາເລັດຜົນ. ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກຂອງ photoluminescence ແມ່ນສອດຄ່ອງຢ່າງສົມບູນກັບຜົນການຈໍາລອງ. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນແລະບັນລຸການສົ່ງໄຟຟ້າສູງ, ຂະບວນການຫຸ້ມຫໍ່ semiconductor-diamond ໄດ້ຖືກພັດທະນາຕື່ມອີກ.
ຫຼັງຈາກສໍາເລັດການຫຸ້ມຫໍ່ chip, ທີມງານໄດ້ດໍາເນີນການປະເມີນຜົນທີ່ສົມບູນແບບຂອງປະສິດທິພາບ laser ຂອງຕົນ. ໃນໂຫມດການດໍາເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໂດຍການຄວບຄຸມພະລັງງານປັ໊ມຫຼືອຸນຫະພູມຊຸດຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນການປ່ອຍອາຍພິດສາມາດປັບຕົວໄດ້ລະຫວ່າງ 960 nm ແລະ 1000 nm. ໃນເວລາທີ່ພະລັງງານປັ໊ມຢູ່ໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ເລເຊີຍັງສາມາດບັນລຸການດໍາເນີນງານທີ່ມີຄວາມຍາວສອງຄື້ນ, ເຊິ່ງມີໄລຍະຄວາມຍາວຂອງຄື້ນເຖິງ 39.4 nm. ໃນເວລານີ້, ພະລັງງານຄື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສູງສຸດເຖິງ 3.8 W. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ເລເຊີເຮັດວຽກຢູ່ໃນຮູບແບບພື້ນຖານຢູ່ໃກ້ກັບຂອບເຂດຈໍາກັດການບິດເບືອນ, ດ້ວຍປັດໄຈທີ່ມີຄຸນນະພາບຂອງລໍາ M²ພຽງແຕ່ 1.1 ແລະຄວາມສະຫວ່າງສູງສຸດປະມານ 310 MW / cm²sr. ທີມງານຍັງໄດ້ດໍາເນີນການຄົ້ນຄ້ວາກ່ຽວກັບການປະຕິບັດຄື້ນເຄິ່ງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເລເຊີ. ສັນຍານຄວາມຖີ່ຂອງຜົນລວມໄດ້ຮັບການສັງເກດເຫັນສົບຜົນສໍາເລັດໂດຍການໃສ່ LiB₃O₅ crystal optical nonlinear ເຂົ້າໄປໃນຢູ່ຕາມໂກນ resonant, ຢືນຢັນການ synchronization ຂອງສອງ wavelengths ໄດ້.
ໂດຍຜ່ານການອອກແບບຊິບ ingenious ນີ້, ການປະສົມປະສານທາງອິນຊີຂອງການກັ່ນຕອງ quantum ດີແລະການກັ່ນຕອງ microcavity ໄດ້ບັນລຸຜົນ, ວາງພື້ນຖານການອອກແບບສໍາລັບການ realization ຂອງແຫຼ່ງ laser ສອງສີ. ໃນແງ່ຂອງຕົວຊີ້ວັດການປະຕິບັດ, ນີ້ຊິບດຽວເລເຊີສອງສີບັນລຸຄວາມສະຫວ່າງສູງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງແລະຜົນຜະລິດ beam coaxial ທີ່ຊັດເຈນ. ຄວາມສະຫວ່າງຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບຊັ້ນນໍາຂອງສາກົນໃນຂົງເຂດປະຈຸບັນຂອງເລເຊີ semiconductor ຊິບດຽວສອງສີ. ໃນແງ່ຂອງການປະຕິບັດຕົວຈິງ, ຜົນສໍາເລັດນີ້ຄາດວ່າຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງແລະຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການແຊກແຊງຂອງ lidar ຫຼາຍສີໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສັບສົນໂດຍການໃຊ້ຄວາມສະຫວ່າງສູງແລະລັກສະນະສອງສີ. ໃນພາກສະຫນາມຂອງ combs ຄວາມຖີ່ຂອງ optical, ຜົນຜະລິດສອງຄື້ນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງມັນສາມາດສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ການວັດແທກ spectral ທີ່ຊັດເຈນແລະການຮັບຮູ້ optical ຄວາມລະອຽດສູງ.
ເວລາປະກາດ: ກັນຍາ-23-2025