Utafiti wa hivi karibuni kuhusu leza za semiconductor zenye rangi mbili

Utafiti wa hivi karibuni kuhusu leza za semiconductor zenye rangi mbili

Leza za diski za semiconductor (leza za SDL), pia zinazojulikana kama leza za wima za nje zinazotoa umbo la uso (VECSEL), zimevutia umakini mkubwa katika miaka ya hivi karibuni. Inachanganya faida za faida ya semiconductor na resonators za hali-ngumu. Sio tu kwamba hupunguza kwa ufanisi kizuizi cha eneo la utoaji wa usaidizi wa hali moja kwa leza za kawaida za semiconductor, lakini pia ina muundo rahisi wa bendi ya semiconductor na sifa za juu za faida ya nyenzo. Inaweza kuonekana katika anuwai ya hali za matumizi, kama vile kelele ya chini.leza yenye upana wa mstari mwembambauzalishaji, uzalishaji wa mapigo mafupi sana wa marudio ya juu, uzalishaji wa harmonic wa mpangilio wa juu, na teknolojia ya nyota ya mwongozo wa sodiamu, n.k. Kwa maendeleo ya teknolojia, mahitaji ya juu yamewekwa mbele kwa unyumbufu wake wa mawimbi. Kwa mfano, vyanzo vya mwanga vyenye urefu wa mawimbi mawili vimeonyesha thamani kubwa sana ya matumizi katika nyanja zinazoibuka kama vile lidar ya kuzuia kuingiliwa, interferometry ya holographic, mawasiliano ya multiplexing ya mgawanyiko wa mawimbi, kizazi cha infrared ya kati au terahertz, na vichanja vya masafa ya macho ya rangi nyingi. Jinsi ya kufikia utoaji wa rangi mbili wa mwangaza wa juu katika leza za diski za semiconductor na kukandamiza kwa ufanisi ushindani wa faida miongoni mwa mawimbi mengi imekuwa shida ya utafiti katika uwanja huu.

Hivi karibuni, rangi mbilileza ya nusu nusuTimu nchini China imependekeza muundo bunifu wa chipu ili kushughulikia changamoto hii. Kupitia utafiti wa kina wa nambari, waligundua kuwa kudhibiti kwa usahihi uchujaji wa faida ya kisima cha quantum unaohusiana na halijoto na athari za uchujaji wa microcavity ya semiconductor kunatarajiwa kufikia udhibiti rahisi wa faida ya rangi mbili. Kulingana na hili, timu ilifanikiwa kubuni chipu ya faida ya mwangaza wa juu ya 960/1000 nm. Leza hii inafanya kazi katika hali ya msingi karibu na kikomo cha diffraction, ikiwa na mwangaza wa pato wa juu kama takriban MW/cm² 310.

Safu ya faida ya diski ya semiconductor ina unene wa mikromita chache tu, na tundu dogo la Fabry-Perot huundwa kati ya kiolesura cha semiconductor-hewa na kiakisi cha Bragg kilichosambazwa chini. Kushughulikia tundu dogo la semiconductor kama kichujio cha spektrali kilichojengewa ndani cha chipu kutarekebisha faida ya kisima cha quantum. Wakati huo huo, athari ya kuchuja tundu dogo na faida ya semiconductor zina viwango tofauti vya kuteleza kwa joto. Pamoja na udhibiti wa halijoto, ubadilishaji na udhibiti wa mawimbi ya matokeo unaweza kupatikana. Kulingana na sifa hizi, timu ilihesabu na kuweka kilele cha faida ya kisima cha quantum kwa 950 nm kwa halijoto ya 300 K, huku kiwango cha kuteleza kwa joto cha mawimbi ya faida kikiwa takriban 0.37 nm/K. Baadaye, timu ilibuni kipengele cha kizuizi cha longitudinal cha chipu kwa kutumia mbinu ya matrix ya upitishaji, huku mawimbi ya kilele ya takriban 960 nm na 1000 nm mtawalia. Simulizi zilifichua kuwa kiwango cha kuteleza kwa joto kilikuwa 0.08 nm/K pekee. Kwa kutumia teknolojia ya uwekaji wa mvuke wa kemikali-kikaboni kwa ukuaji wa epitaxial na kuboresha mchakato wa ukuaji kila mara, chipsi za ubora wa juu zilitengenezwa kwa mafanikio. Matokeo ya kipimo cha mwangaza wa mwanga yanaendana kabisa na matokeo ya simulizi. Ili kupunguza mzigo wa joto na kufikia upitishaji wa nguvu nyingi, mchakato wa ufungashaji wa chipsi za semiconductor-almasi umeendelezwa zaidi.

Baada ya kukamilisha ufungashaji wa chipu, timu ilifanya tathmini kamili ya utendaji wake wa leza. Katika hali ya uendeshaji endelevu, kwa kudhibiti nguvu ya pampu au halijoto ya kuzama kwa joto, urefu wa wimbi la utoaji unaweza kubadilishwa kwa urahisi kati ya nm 960 na 1000. Wakati nguvu ya pampu iko ndani ya safu maalum, leza inaweza pia kufikia operesheni ya urefu wa mawimbi mawili, ikiwa na muda wa urefu wa wimbi wa hadi nm 39.4. Kwa wakati huu, nguvu ya juu ya wimbi endelevu hufikia wati 3.8. Wakati huo huo, leza inafanya kazi katika hali ya msingi karibu na kikomo cha mtawanyiko, ikiwa na kipengele cha ubora wa boriti M² cha 1.1 pekee na mwangaza wa juu kama takriban MW 310/cm²sr. Timu pia ilifanya utafiti kuhusu utendaji wa wimbi unaoendelea wa kiasi fulani walezaIshara ya masafa ya jumla ilizingatiwa kwa mafanikio kwa kuingiza fuwele ya macho isiyo ya mstari ya LiB₃O₅ kwenye uwazi wa mwangwi, ikithibitisha usawazishaji wa mawimbi mawili.

Kupitia muundo huu mzuri wa chipu, mchanganyiko wa kikaboni wa kuchuja kwa quantum well gain na kuchuja kwa microcavity umepatikana, na kuweka msingi wa muundo wa utambuzi wa vyanzo vya leza zenye rangi mbili. Kwa upande wa viashiria vya utendaji, leza hii yenye rangi mbili yenye chipu moja inapata mwangaza wa juu, unyumbufu wa juu na matokeo sahihi ya boriti ya koaxial. Mwangaza wake uko katika kiwango cha kimataifa kinachoongoza katika uwanja wa sasa wa leza za semiconductor zenye rangi mbili zenye chipu moja. Kwa upande wa matumizi ya vitendo, mafanikio haya yanatarajiwa kuongeza kwa ufanisi usahihi wa kugundua na uwezo wa kuzuia kuingiliwa kwa lidar yenye rangi nyingi katika mazingira tata kwa kutumia mwangaza wake wa juu na sifa za rangi mbili. Katika uwanja wa vichana vya masafa ya macho, matokeo yake thabiti ya urefu wa mawimbi mawili yanaweza kutoa usaidizi muhimu kwa matumizi kama vile kipimo sahihi cha spektrali na utambuzi wa macho wa azimio la juu.