Iki reňkli ýarymgeçiriji lazerler boýunça iň soňky gözleg

Iki reňkli ýarymgeçiriji lazerler boýunça iň soňky gözleg

Ondarymgeçiriji disk lazerleri (SDL lazerleri), dikligine daşarky boşlugyň üstünden çykýan lazerler (VECSEL) hem soňky ýyllarda köpleriň ünsüni özüne çekdi. Ondarymgeçirijiniň gazanmagynyň artykmaçlyklaryny we gaty rezonatorlary birleşdirýär. Diňe adaty ýarymgeçiriji lazerler üçin bir re modeimli goldawyň zyňyndy meýdanynyň çäklendirilmegini netijeli ýeňilleşdirmek bilen çäklenmän, çeýe ýarymgeçirijiniň zolakly dizaýny we ýokary material gazanmak aýratynlyklary hem bar. Pes ses ýaly amaly ssenariýalaryň köpüsinde görmek bolýardar çyzykly lazerçykyş, ultra-gysga ýokary gaýtalanýan impuls öndürmek, ýokary tertipli garmoniki nesil we natriý ýol görkeziji ýyldyz tehnologiýasy we ş.m. Tehnologiýanyň ösmegi bilen tolkun uzynlygynyň çeýeligi üçin has ýokary talaplar öňe sürüldi. Mysal üçin, goşa tolkun uzynlygy sazlaşykly ýagtylyk çeşmeleri, päsgelçilige garşy lidar, golografiki interferometriýa, tolkun uzynlygy bölüniş aragatnaşygy, orta infragyzyl ýa-da terahertz nesli we köp reňkli optiki ýygylyk taraklary ýaly ösýän meýdanlarda gaty ýokary ulanylyş bahasyny görkezdi. Ondarymgeçiriji disk lazerlerinde ýokary ýagtylyk goşa reňkli zyňyndylara nädip ýetmeli we köp tolkun uzynlyklarynyň arasynda gazanç bäsleşigini netijeli basyp ýatyrmak bu ugurda hemişe gözleg kynçylygy bolupdy.

Recentlyakynda goşa reňkliýarymgeçiriji lazerHytaýdaky topar bu kynçylygy çözmek üçin innowasion çip dizaýnyny teklip etdi. Çuňňur san gözlegleriniň netijesinde, temperatura bilen baglanyşykly kwant guýusynyň süzgüçini we ýarymgeçiriji mikrokawit süzgüç effektlerini takyk kadalaşdyrmak, iki reňkli girdejiniň çeýe gözegçiligini gazanmagyna garaşylýar. Şundan ugur alyp, topar 960/1000 nm ýokary ýagtylyk gazanmak çipini üstünlikli dizaýn etdi. Bu lazer, difraksiýa çäginiň golaýynda düýpli tertipde işleýär, çykyş ýagtylygy takmynan 310 MWt / sm²sr.

Ondarymgeçiriji diskiň girdeji gatlagy bary-ýogy birnäçe mikrometr bolup, ýarymgeçiriji-howa interfeýsi bilen aşaky paýlanan Bragg reflektorynyň arasynda Fabry-Perot mikrokawiti emele gelýär. Ondarymgeçirijiniň mikrokawitliligini çipiň içindäki spektral süzgüji hökmünde bejermek kwantyň girdejisini modulirlär. Bu aralykda, mikrokawit süzgüç effekti we ýarymgeçirijiniň ýokarlanmagy dürli temperaturanyň üýtgemegine eýe. Temperatura gözegçiligi bilen bilelikde tolkun uzynlyklaryny üýtgetmek we sazlamak mümkin. Bu aýratynlyklara esaslanyp, topar kwant guýusynyň iň ýokary derejesini 300 K temperaturada 950 nm derejesinde kesgitledi we girdeji tolkun uzynlygynyň temperaturanyň üýtgemegi takmynan 0,37 nm / K. Netijede, topar geçiş matrisa usuly bilen çipiň uzynlygyna çäklendiriji faktoryny düzdi, iň ýokary tolkun uzynlygy takmynan 960 nm we 1000 nm. Simulýasiýa temperaturanyň süýşmeginiň tizliginiň bary-ýogy 0.08 nm / K bolandygyny ýüze çykardy. Epitaksial ösüş üçin metal-organiki himiki buglary çökdürmek tehnologiýasyny ulanmak we ösüş prosesini yzygiderli optimizirlemek bilen ýokary hilli girdeji çipleri üstünlikli ýasaldy. Fotoluminesensiýanyň ölçeg netijeleri, simulýasiýa netijelerine doly laýyk gelýär. Malylylyk ýüküni ýeňilleşdirmek we ýokary güýçli geçiriş gazanmak üçin ýarymgeçiriji-göwher çip gaplamak prosesi hasam ösdürildi.

Çip gaplamasyny tamamlandan soň, topar lazer öndürijiligine giňişleýin baha berdi. Üznüksiz iş tertibinde, nasos güýjüne ýa-da ýylylyk geçirijisiniň temperaturasyna gözegçilik etmek bilen, çykýan tolkun uzynlygy 960 nm bilen 1000 nm aralygynda çeýe sazlanyp bilner. Nasos güýji belli bir çäkde bolanda, lazer 39,4 nm çenli tolkun uzynlygy bilen goşa tolkun uzynlygy işine hem ýetip biler. Bu wagt iň ýokary üznüksiz tolkun güýji 3,8 Wt-a ýetýär. Şol bir wagtyň özünde, lazer difraksiýa çäginiň golaýynda düýpli tertipde işleýär, şöhläniň hil faktory M² bary-ýogy 1,1 we ýagtylygy takmynan 310 MWt / sm²sr. Topar, şeýle hem, yzygiderli tolkun öndürijiligi barada gözleg geçirdilazer. Jemi ýygylyk signaly, goşa tolkun uzynlygynyň sinhronlaşmagyny tassyklaýan, rezonans boşlugyna LiB₃O₅ çyzykly optiki kristalyny goýmak arkaly üstünlikli syn edildi.

Bu ussat çip dizaýnynyň üsti bilen, iki reňkli lazer çeşmeleriniň durmuşa geçirilmegi üçin dizaýn binýadyny döredip, kwant guýusynyň süzgüçiniň we mikrokawit süzgüçiniň organiki kombinasiýasy gazanyldy. Öndürijilik görkezijileri taýdan bu bir çipli iki reňkli lazer ýokary ýagtylyga, ýokary çeýelige we takyk koaksial şöhle çykaryşyna ýetýär. Onuň ýagtylygy, bir çipli goşa reňkli ýarymgeçiriji lazerleriň häzirki pudagynda halkara derejesinde. Amaly amaly taýdan bu üstünlik, ýokary ýagtylygyny we goşa reňkli aýratynlyklaryny ulanyp, çylşyrymly şertlerde köp reňkli lidaryň ýüze çykarylyş takyklygyny we päsgelçiliklere garşy ukyplylygyny netijeli ýokarlandyrar diýlip garaşylýar. Optiki ýygylyk taraklary ulgamynda, durnukly goşa tolkun uzynlygy, takyk spektral ölçeg we ýokary çözgütli optiki duýgurlyk ýaly programmalar üçin möhüm goldaw berip biler.