Luuakse uus üherežiimiline pooljuhtlaser: samaaegne suure võimsuse ja suurusega skaleerimine
Berkeley California ülikooli (UC Berkeley) teadlased töötasid hiljuti välja uut tüüpi pooljuhtlaseri, mida nimetatakse BerkSEL-iks. Tulemused avaldati ajakirjas Nature 29. juunil.
Berkley pinnaemissiooni laseri (BerkSEL) skeem, mille pumbakiir on sinine ja laserkiir punane.
Üherežiimiliste laserite suuruse ja võimsuse samaaegne suurendamine on olnud optikas väljakutse alates esimese laseri ehitamisest 1960. aastal. Ja see töö näitab, et suurus ei pea tulema sidususe arvelt, mis võimaldab laseritel olla võimsamad ja stabiilsemad ning katta paljudes rakendustes pikemaid vahemaid.
Teadlaste meeskond, mida juhib California Berkeley ülikooli elektrotehnika ja infotehnoloogia osakonna dotsent Boubacar Kanté ja Lawrence Berkeley riikliku laboratooriumi materjaliteaduse osakonna teadlased, on näidanud pooljuhtkilet ühtlaselt paigutatud ja identse suurusega aukude perforatsioonidega, mis võivad toimida skaleeritava laserõõnsusena. Tulemused näitavad, et laserkiir kiirgab ühtlast ühte lainepikkust, olenemata selle laserõõnsuse suurusest.
Tavalistes laserites hakkab laserõõnsuse suuruse suurenemisel lagunema koherentne ühe lainepikkusega suunav valgus. Standardne lahendus on kasutada tala võimendamiseks välist mehhanismi, nagu laineniid, kuid see võtab palju ruumi. Kõrvaldades vajaduse välise võimenduse järele, saavad teadlased nüüd vähendada arvutikiipide ja muude laserist sõltuvate komponentide suurust ja tõhusust.
See töö on eriti oluline vertikaalse õõnsuse pinna kiirgava laseri (VCSEL) tehnoloogia jaoks. VCSELSis eraldub valgus vertikaalselt kiibi ülemisest pinnast. VCSEL-id on tavaliselt vaid mõne mikroni laiused ja praegune strateegia, mida kasutatakse nende võimsuse suurendamiseks, on koondada sadu üksikuid VCSEL-e kokku. Kuna laserid on sõltumatud, on neil erinevad faasid ja lainepikkused, nii et nende volitused ei ühenda sidusalt - mis on vastuvõetav sellistes rakendustes nagu näotuvastus, kuid täiesti teostamatu rakendustes, kus täpsus on kriitiline, näiteks side või kirurgia.
UC Berkeleys välja töötatud laserprojekt "BerkSEL" muudab võimalikuks tõhusama üherežiimilise valguse emissiooni, mis põhineb peamiselt õhukeste kilede auke läbiva valguse füüsikalistel omadustel. Nende välja töötatud kile on 200 nm paksune indium galliumarseniidi fosfiid (pooljuht, mida tavaliselt kasutatakse fiiberoptikas ja telekommunikatsioonitehnoloogias). Uurijad märgivad, et need regulaarsed augud on söövitatud fotolitograafiaga ja neil peab olema fikseeritud suurus, kuju ja kaugus - nad suudavad toimida Diraci punktidena, mis on kahemõõtmeliste materjalide topoloogiline omadus, mis põhineb energia lineaarsel hajutamisel.
Lisaks, kuna valguse levimise faas ühest punktist teise on võrdne murdumisnäitajaga, mis korrutatakse läbitud vahemaaga. Kuna murdumisnäitaja on Diraci punktis null, on pooljuhi erinevatest osadest eralduv valgus täpselt samas faasis ja on seetõttu optiliselt identne. Uuringu kaasautor ja EMÜSi doktorikraadiga teadur Walid Redjem ütles: "Meie uuringus oleval filmil on umbes 3000 auku, kuid teoreetiliselt võib sellel olla miljon või miljard auku ja tulemus oleks sama."
Teadlased kasutavad nüüd berkSELi seadme optiliseks pumpamiseks ja toiteks suure energiaga impulsslaserit ning mõõdavad iga ava emissiooni konfokaalse mikroskoobi abil, mis on optimeeritud infrapunaspektroskoopia jaoks. Kohandades disaini spetsifikatsioone, nagu ava suurus ja pooljuhtmaterjal, võivad "BerkSELs" pooljuhtlaserid kiirgada erinevatel siht lainepikkustel.
Kui soovite MRJ-Laseri kohta rohkem teavet saada, külastage:
Laserpuhastusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lasermärgistusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Laserkeevitusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
