Lêkolîna herî dawî li ser lazerên nîvconductor ên du-reng

Lêkolîna herî dawî li ser lazerên nîvconductor ên du-reng

Lazerên dîska nîvconductor (lazerên SDL), ku wekî lazerên rûbera valahiyên derveyî yên vertîkal (VECSEL) jî têne zanîn, di salên dawî de gelek bal kişandine ser xwe. Ew avantajên qezenca nîvconductor û rezonatorên rewşa-hişk bi hev re dike yek. Ew ne tenê bi bandor sînorkirina qada weşanê ya piştgiriya yek-modî ji bo lazerên nîvconductor ên kevneşopî sivik dike, lê di heman demê de xwedan sêwirana bendava nîvconductor a nerm û taybetmendiyên qezenca materyalê yên bilind e. Ew dikare di rêzek fireh ji senaryoyên serîlêdanê de were dîtin, wek dengê kêm.lazerê xêza tengderana, çêkirina pulsên dubarekirina pir kurt, çêkirina harmonîkên rêza bilind, û teknolojiya stêrka rêberiya sodyûmê, û hwd. Bi pêşketina teknolojiyê re, pêdiviyên bilindtir ji bo nermbûna dirêjahiya pêlê hatine pêşkêş kirin. Mînakî, çavkaniyên ronahiyê yên hevgirtî yên du-dirêjahiya pêlê di warên nû de wekî lidar-a dijî-destwerdanê, interferometriya holografîk, ragihandina piralîkirina dabeşkirina dirêjahiya pêlê, çêkirina navîn-înfrared an terahertz, û şaneyên frekansa optîkî yên pir-reng nirxek serîlêdanê ya pir bilind nîşan dane. Meriv çawa di lazerên dîska nîvconductor de emîsyona du-reng a geşbûna bilind bi dest dixe û bi bandor pêşbaziya qezencê di navbera dirêjahiya pêlên pirjimar de tepeser dike her gav di vî warî de dijwariyek lêkolînê bûye.

Di demên dawî de, du renglazerê nîvconductortîmek li Çînê ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê sêwirana çîpek nûjen pêşniyar kiriye. Bi rêya lêkolînek hejmarî ya kûr, wan dît ku bi rêkxistina rast a bandorên fîlterkirina qazanca quantumê ya têkildarî germahiyê û fîlterkirina mîkrokavîtîya nîvconductor tê çaverêkirin ku kontrola nerm a qazanca du-reng bi dest bixe. Li ser vê yekê, tîmê bi serkeftî çîpek qazanca geş a 960/1000 nm sêwirand. Ev lazer di moda bingehîn de nêzîkî sînorê difraksiyonê dixebite, bi geşahiya derketinê ya bi qasî 310 MW/cm²sr.

Qata destkeftiyê ya dîska nîvconductor tenê çend mîkrometre stûr e, û mîkrokavîteyek Fabry-Perot di navbera navrûya nîvconductor-hewayê û reflektora Bragg a li jêr belavkirî de çêdibe. Dermankirina mîkrokavîtîya nîvconductor wekî fîltera spektral a çêkirî ya çîpê dê destkeftiya bîrê kûantûmê modûl bike. Di heman demê de, bandora fîlterkirina mîkrokavîtîyê û destkeftiya nîvconductor rêjeyên dûrketina germahiyê yên cûda hene. Bi hev re bi kontrola germahiyê re, guheztin û rêkxistina dirêjahiya pêlên derketinê dikare were bidestxistin. Li ser bingeha van taybetmendiyan, tîmê lûtkeya destkeftiyê ya bîrê kûantûmê li 950 nm di germahiya 300 K de hesab kir û danî, bi rêjeya dûrketina germahiyê ya dirêjahiya pêlê ya destkeftiyê bi qasî 0.37 nm/K. Piştre, tîmê faktora sînorkirina dirêjahî ya çîpê bi karanîna rêbaza matrîksa veguheztinê sêwirand, bi dirêjahiya pêlên lûtkeyê bi qasî 960 nm û 1000 nm bi rêzê ve. Simulasyonan eşkere kir ku rêjeya dûrketina germahiyê tenê 0.08 nm/K bû. Bi karanîna teknolojiya depokirina buhara kîmyewî ya metal-organîk ji bo mezinbûna epitaksiyal û baştirkirina berdewam a pêvajoya mezinbûnê, çîpên qezencê yên bi kalîte bilind bi serkeftî hatin çêkirin. Encamên pîvandina fotolumînesansê bi tevahî bi encamên simulasyonê re lihevhatî ne. Ji bo sivikkirina barê germî û bidestxistina veguhestina hêzek bilind, pêvajoya pakkirina çîpa nîvconductor-elmas bêtir hate pêşxistin.

Piştî temamkirina pakkirina çîpê, tîmê nirxandinek berfireh a performansa lazerê kir. Di moda xebata domdar de, bi kontrolkirina hêza pompê an germahiya lavaboya germahiyê, dirêjahiya pêlê ya emîsyonê dikare bi awayekî nerm di navbera 960 nm û 1000 nm de were verast kirin. Dema ku hêza pompê di nav rêzek diyarkirî de be, lazer dikare bi du dirêjahiya pêlê jî bixebite, bi navbera dirêjahiya pêlê heya 39.4 nm. Di vê demê de, hêza herî zêde ya pêlê ya domdar digihîje 3.8 W. Di heman demê de, lazer di moda bingehîn de nêzîkî sînorê difraksiyonê dixebite, bi faktorek kalîteya tîrêjê M² tenê 1.1 û geşbûnek bi qasî 310 MW/cm²sr. Tîmê her wiha li ser performansa pêlê ya nîv-berdewam a lêkolîn kir.lazerSînyala frekansa berhevkirî bi bicihkirina krîstala optîkî ya ne-xêzik a LiB₃O₅ di nav valahiya rezonansê de bi serkeftî hate çavdêrîkirin, ku senkronîzasyona dirêjahiya pêlên dualî piştrast kir.

Bi saya vê sêwirana çîpê ya jîr, têkeliya organîk a fîlterkirina qazanca quantum û fîlterkirina mîkrokavîtîyê hatiye bidestxistin, ku bingehek sêwirandinê ji bo pêkanîna çavkaniyên lazerê yên du-rengî danî. Di warê nîşaneyên performansê de, ev lazerê du-rengî yê yek-çîp geşbûnek bilind, nermbûnek bilind û derana tîrêjê koaksiyal a rast bi dest dixe. Geşbûna wê di warê heyî yê lazerên nîvconductor ên du-rengî yên yek-çîpî de di asta pêşeng a navneteweyî de ye. Di warê sepandina pratîkî de, tê payîn ku ev destkeftî bi karanîna taybetmendiyên geşbûna bilind û du-rengî rastbûna tespîtkirinê û kapasîteya dijî-destwerdanê ya lidarê ​​pir-rengî di hawîrdorên tevlihev de bi bandor zêde bike. Di warê şaneyên frekansa optîkî de, derana wê ya du-dirêjahiya pêlê ya stabîl dikare piştgiriyek girîng ji bo sepanên wekî pîvandina spektral a rast û hesandina optîkî ya çareseriya bilind peyda bike.