Optoelektron tehnologiýasynyň çalt ösmegi bilen, ýarymgeçiriji lazerler ýokary netijeliligi, kiçi ölçegleri we modulýasiýa aňsatlygy sebäpli telekommunikasiýa, lukmançylyk, senagat gaýtadan işlemek we LiDAR ýaly dürli ugurlarda giňden ulanyldy. Bu tehnologiýanyň esasynda güýçlendirme gurşawy ýerleşýär, ol bolsa örän möhüm rol oýnaýar. Ol ... hökmünde hyzmat edýär.“energiýa çeşmesi"lazeri kesgitleýän, höweslendirilen emissiýany we lazer öndürmegi üpjün edýän'nyň öndürijiligi, tolkun uzynlygy we ulanylyş potensialy.
1. Girdeji ortamy näme?
Adyndan görnüşi ýaly, güýçlendiriji gurşaw optiki güýçlendirmegi üpjün edýän materialdyr. Daşarky energiýa çeşmeleri (meselem, elektrik inýeksiýasy ýa-da optiki nasos) tarapyndan gyjyndyrylanda, ol düşýän ýagtylygy stimullaşdyrylan şöhlelenme mehanizmi arkaly güýçlendirýär we lazer çykyşyna getirýär.
Ýarymgeçiriji lazerlerde güýçlendiriji gurşaw, adatça, PN birleşmesindäki işjeň sebitden ybarat bolýar, onuň material düzümi, gurluşy we lehimleme usullary bosaga tok, emissiýa tolkun uzynlygy, netijelilik we termal häsiýetler ýaly esasy parametrlere gönüden-göni täsir edýär.
2. Ýarymgeçirijili lazerlerde umumy güýçlendiriji materiallar
III-V birleşme ýarymgeçirijileri iň köp ulanylýan güýçlendiriji materiallardyr. Tipiki mysallar:
①GaAs (Gallium Arsenid)
850-de şöhle saçýan lazerler üçin amatly–980 nm diapazony, optiki aragatnaşykda we lazer çap etmekde giňden ulanylýar.
②InP (Indium fosfidi)
1.3 µm we 1.55 µm zolaklarynda emissiýa üçin ulanylýar, bu bolsa süýümli-optik aragatnaşyk üçin möhümdir.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Olaryň kompozisiýalary dürli tolkun uzynlyklaryna ýetmek üçin sazlanyp bilner, bu bolsa sazlanyp bilinýän tolkun uzynlygyndaky lazer dizaýnlarynyň esasyny düzýär.
Bu materiallar, adatça, göni zolakly gurluşlara eýe bolup, olary foton emissiýasy bilen elektron-deşik rekombinasiýasynda ýokary netijeli edýär we ýarymgeçiriji lazer güýçlendiriji gurşawda ulanmak üçin idealdyr.
3. Gazanç gurluşlarynyň ewolýusiýasy
Öndüriş tehnologiýalary ösenligi sebäpli, ýarymgeçiriji lazerlerdäki güýçlendiriji gurluşlar irki gomogeçişlerden geterogeçişlere, soňra bolsa ösen kwantum guýularyna we kwantum nokat konfigurasiýalaryna öwrüldi.
①Heterogeçişiň güýçlendirme ortasy
Ýarymgeçiriji materiallaryny dürli zolaklar bilen utgaşdyrmak arkaly, daşaýjylar we fotonlar bellenen sebitlerde netijeli çäklendirilip bilner, bu bolsa güýçlendirme netijeliligini ýokarlandyrýar we bosaga togy azaldýar.
②Kwant guýularynyň gurluşlary
Aktiw sebitiň galyňlygyny nanometr ölçegine çenli azaltmak arkaly elektronlar iki ölçegde çäklendirilýär we radiasiýa rekombinasiýasynyň netijeliligini ep-esli ýokarlandyrýar. Bu bolsa pes bosaga toklary we has gowy termal durnuklylygy bolan lazerleriň döremegine getirýär.
③Kwant Nokat Gurluşlary
Öz-özüni ýygnamak usullaryny ulanmak bilen, nol ölçegli nanostrukturalar emele getirilýär we bu bolsa energiýa derejesiniň aýdyň paýlanyşyny üpjün edýär. Bu gurluşlar güýçlendirme häsiýetlerini we tolkun uzynlygynyň durnuklylygyny üpjün edýär, bu bolsa olary indiki nesil ýokary öndürijilikli ýarymgeçiriji lazerler üçin ylmy-barlag merkezine öwürýär.
4. Güýçlendiriji orta näme kesgitleýär?
①Emissiýa tolkun uzynlygy
Materialyň zolak aralygy lazeri kesgitleýär's tolkun uzynlygy. Mysal üçin, InGaAs ýakyn infragyzyl lazerler üçin amatly, InGaN bolsa gök ýa-da benewşe lazerler üçin ulanylýar.
②Netijelilik we güýç
Daşaýjylaryň hereketliligi we radiasiýasyz rekombinasiýa tizlikleri optiki-elektriki öwrüliş netijeliligine täsir edýär.
③Termal Işjeňlik
Dürli materiallar temperatura üýtgemelerine dürli usullar bilen jogap berýärler, bu bolsa senagat we harby gurşawlarda lazeriň ygtybarlylygyna täsir edýär.
④Modulýasiýa jogaby
Güýçlendiriji gurşaw lazere täsir edýär'ýokary tizlikli aragatnaşyk programmalarynda örän möhüm bolan jogap tizligi.
5. Netije
Ýarymgeçiriji lazerleriň çylşyrymly gurluşynda güýçlendiriji gurşaw hakykatdanam onuň "ýüregi" bolup durýar—diňe bir lazer döretmek üçin däl, eýsem onuň ömrüne, durnuklylygyna we ulanylyş senariýalaryna täsir etmek üçin hem jogapkär. Material saýlamasyndan gurluşyk dizaýnyna, makroskopik öndürijilikden mikroskopiki mehanizmlere çenli, güýçlendiriji gurşawdaky her bir öňegidişlik lazer tehnologiýasyny has ýokary öndürijilige, has giň ulanylyşlara we has çuňňur öwrenmäge iterýär.
Material ylmynda we nano-önümçilik tehnologiýasynda dowam edýän ösüşler bilen, geljekki güýçlendiriji serişdeleriň has ýokary ýagtylyk, giň tolkun uzynlygy we has akylly lazer çözgütlerini getirmegine garaşylýar.—ylym, senagat we jemgyýet üçin has köp mümkinçilikleri açmak.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 17-nji iýuly