Iwadi tuntun lori awọn lesa semiconductor awọ meji

Iwadi tuntun lori awọn lesa semiconductor awọ meji

Àwọn lésà dísìkì Semiconductor (lésà SDL), tí a tún mọ̀ sí lésà ojú ilẹ̀ tí ó ń yọ iná mànàmáná (VECSEL), ti fa àfiyèsí púpọ̀ ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí. Ó so àwọn àǹfààní tí ó wà nínú gain semiconductor àti solid-state resonators pọ̀ mọ́ra. Kì í ṣe pé ó dín ààlà agbègbè ìtújáde kù ní ti ìtìlẹ́yìn mode kan ṣoṣo fún àwọn lésà semiconductor ìbílẹ̀ nìkan ni, ó tún ní àwòrán bandgap semiconductor tí ó rọrùn àti àwọn ànímọ́ gíga tí ó ní nínú ohun èlò. A lè rí i ní onírúurú ipò ìlò, bíi ariwo kékeréLésà ìlà tóóróìjáde, ìṣẹ̀dá ìṣàn-àtúnṣe gíga-kúrú, ìṣẹ̀dá harmonic gíga-àṣẹ, àti ìmọ̀-ẹ̀rọ ìtọ́sọ́nà sodium guide, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Pẹ̀lú ìlọsíwájú ìmọ̀-ẹ̀rọ, a ti gbé àwọn ìbéèrè gíga kalẹ̀ fún ìyípadà ìgbì rẹ̀. Fún àpẹẹrẹ, àwọn orísun ìmọ́lẹ̀ onípele méjì ti fi ìníyelórí ìlò gíga hàn ní àwọn pápá tí ń yọjú bíi lidar anti-interference, holographic interferometry, ìbánisọ̀rọ̀ onípele wavelength division multiplexing, mid-infrared tàbí terahertz generation, àti multi-color optical frequency combs. Bí a ṣe lè ṣe àṣeyọrí ìtújáde àwọ̀ méjì gíga nínú àwọn lesa disiki semiconductor àti láti dín ìdíje gain láàrín ọ̀pọ̀lọpọ̀ wavelengths kù ti jẹ́ ìṣòro ìwádìí ní pápá yìí.

Laipẹ, awọ meji-awọ kanlesa semikondokitaÀwọn ẹgbẹ́ ní orílẹ̀-èdè China ti dábàá àwòrán tuntun kan láti yanjú ìṣòro yìí. Nípasẹ̀ ìwádìí onípele tó jinlẹ̀, wọ́n rí i pé ṣíṣàtúnṣe ìṣàyẹ̀wò ìpele ìpele quantum gain filter àti semiconductor microcavity filtering ni a retí pé yóò mú kí àkóso tó rọrùn láti rí àwọ̀ méjì. Nítorí èyí, àwọn ẹgbẹ́ náà ṣe àṣeyọrí nínú ṣíṣe àgbékalẹ̀ chip 960/1000 nm high-brightness gain chip. Lésà yìí ń ṣiṣẹ́ ní ipò pàtàkì nítòsí ààlà diffraction, pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ ìjáde tó ga tó 310 MW/cm²sr.

Ipele ere ti disiki semiconductor jẹ nipọn diẹ ninu awọn micrometers, ati pe a ṣẹda microcavity Fabry-Perot laarin wiwo afẹ́fẹ́ semiconductor ati Bragg reflector ti a pin kakiri isalẹ. Titọju microcavity semiconductor gẹgẹbi àlẹmọ spectral ti a ṣe sinu chip yoo ṣe atunṣe ere ti kanga quantum. Nibayi, ipa sisẹ microcavity ati ere semiconductor ni awọn oṣuwọn iyipada otutu oriṣiriṣi. Ni idapọ pẹlu iṣakoso iwọn otutu, iyipada ati ilana awọn igbi agbarajade le ṣee ṣe. Da lori awọn abuda wọnyi, ẹgbẹ naa ṣe iṣiro ati ṣeto oke ere ti kanga quantum ni 950 nm ni iwọn otutu 300 K, pẹlu oṣuwọn iyipada iwọn otutu ti igbi agbara gain jẹ to 0.37 nm/K. Lẹhinna, ẹgbẹ naa ṣe apẹrẹ ifosiwewe idiwọ gigun ti chip nipa lilo ọna matrix gbigbe, pẹlu awọn igbi agbara oke ti to 960 nm ati 1000 nm lẹsẹsẹ. Awọn iṣe apẹẹrẹ fihan pe oṣuwọn iyipada iwọn otutu jẹ 0.08 nm/K nikan. Nípa lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtọ́jú ooru onírin-àti-ọlọ́gbọ́n fún ìdàgbàsókè epitaxial àti ṣíṣe àtúnṣe sí ìlànà ìdàgbàsókè nígbà gbogbo, a ṣe àwọn ègé gain tó ga jùlọ ní àṣeyọrí. Àwọn àbájáde ìwọ̀n photoluminescence bá àwọn àbájáde ìṣàpẹẹrẹ mu pátápátá. Láti dín ẹrù ooru kù kí a sì ṣe àṣeyọrí ìgbéjáde agbára gíga, a ti ṣe àgbékalẹ̀ ìlànà ìpamọ́ chip semiconductor-diamond síwájú sí i.

Lẹ́yìn tí wọ́n parí ìdìpọ̀ ërún náà, ẹgbẹ́ náà ṣe àyẹ̀wò pípéye nípa iṣẹ́ lésà wọn. Nínú ipò ìṣiṣẹ́ tí ń lọ lọ́wọ́lọ́wọ́, nípa ṣíṣàkóso agbára èérún tàbí ìwọ̀n otútù gbígbóná, a lè ṣàtúnṣe ìwọ̀n ìtújáde náà ní ìrọ̀rùn láàrín 960 nm àti 1000 nm. Nígbà tí agbára èérún bá wà láàrín ìwọ̀n pàtó kan, lésà náà tún lè ṣe iṣẹ́ ìgbì méjì, pẹ̀lú àkókò ìgbì tó tó 39.4 nm. Ní àkókò yìí, agbára ìgbì tó pọ̀ jùlọ dé 3.8 W. Ní àkókò kan náà, lésà náà ń ṣiṣẹ́ ní ipò pàtàkì nítòsí ààlà ìyípadà, pẹ̀lú ìwọ̀n dídára èérún M² ti 1.1 nìkan àti ìmọ́lẹ̀ tó ga tó 310 MW/cm²sr. Ẹgbẹ́ náà tún ṣe ìwádìí lórí iṣẹ́ ìgbì tó ń lọ lọ́wọ́lọ́wọ́ tilesaA ṣe àkíyèsí àmì ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ àpapọ̀ náà dáadáa nípa fífi kirisita opitika LiB₃O₅ tí kò ní ìlà sínú ihò ìró ohùn, èyí tí ó fi ẹ̀rí hàn pé àwọn ìgbì omi méjì náà ń ṣiṣẹ́ pọ̀.

Nípasẹ̀ ìṣẹ̀dá ẹ̀rọ ìfọ́wọ́sí onínúure yìí, a ti ṣe àṣeyọrí àpapọ̀ organic ti ìṣàlẹ̀ quantum well gain filter àti microcavity filter, èyí tí ó fi ìpìlẹ̀ lélẹ̀ fún ìmúṣẹ àwọn orísun lesa aláwọ̀ méjì. Ní ti àwọn àmì iṣẹ́, lesa aláwọ̀ méjì onígun kan yìí ń ní ìmọ́lẹ̀ gíga, ìyípadà gíga àti ìṣẹ̀dá ìtanná coaxial tí ó péye. Ìmọ́lẹ̀ rẹ̀ wà ní ìpele àgbáyé nínú pápá ìṣiṣẹ́ àwọn lesa semiconductor aláwọ̀ méjì onígun kan. Ní ti lílò tí ó wúlò, a retí pé àṣeyọrí yìí yóò mú kí ìpéye ìwádìí àti agbára ìdènà-ìdènà ti lidar aláwọ̀ púpọ̀ pọ̀ sí i ní àwọn àyíká tí ó díjú nípa lílo ìmọ́lẹ̀ gíga àti àwọn ànímọ́ àwọ̀ méjì rẹ̀. Nínú pápá àwọn combs frequency combs, ìṣẹ̀dá wavelength méjì tí ó dúró ṣinṣin lè pèsè ìtìlẹ́yìn pàtàkì fún àwọn ohun èlò bíi ìwọ̀n spectral tí ó péye àti ìfọ́wọ́sí optical gíga.