Industria Albisteak

Laser berdeen errendimendu optikoa asko hobetzen da

2022-03-30
mendeko gizateriaren asmakizun handienetako bat dela kontsideratzen da laserra, eta bere itxurak asko sustatu du detekzio, komunikazio, prozesatze, pantaila eta beste alor batzuen aurrerapena. Laser erdieroaleak lehenago heltzen diren eta azkarrago aurrera egiten duten laser klase bat dira. Tamaina txikia, eraginkortasun handia, kostu baxua eta bizitza luzearen ezaugarriak dituzte, beraz, oso erabiliak dira. Hasierako urteetan, GaAsInP sistemetan oinarritutako laser infragorriek jarri zuten informazioaren iraultzaren oinarria. . Galio nitrurozko laserra (LD) azken urteotan garatutako gailu optoelektroniko mota berri bat da. GaN material-sisteman oinarritutako laserrak laneko uhin-luzera heda dezake jatorrizko infragorritik espektro ikusgai eta ultramoreraino. Prozesamenduak, defentsa nazionalak, komunikazio kuantikoak eta beste alor batzuek aplikaziorako aukera handiak erakutsi dituzte.
Laser-sorkuntzaren printzipioa da irabazi optikoko materialaren argia barrunbe optikoko oszilazio bidez anplifikatzen dela fase, maiztasun eta hedapen-norabide oso koherenteak dituen argia osatzeko. Ertzak igortzen dituzten ertz motako erdieroaleen laserretarako, barrunbe optikoak argia hiru dimentsio espazialetan muga dezake. Laser irteerako noranzkoan zeharreko muga, batez ere, erresonantzia-barrunbea zatituz eta estaliz lortzen da. Norabide horizontalean Norabide bertikaleko konfinamendu optikoa ertz-formak osatutako errefrakzio-indizearen diferentzia baliokidea erabiliz gauzatzen da nagusiki, eta norabide bertikalean konfinamendu optikoa material ezberdinen arteko errefrakzio-indizearen diferentziaren bidez gauzatzen da. Adibidez, 808 nm-ko laser infragorriaren irabazi-eskualdea GaAs putzu kuantikoa da, eta konfinamendu optikoko geruza errefrakzio-indize baxuko AlGaAs. GaAs eta AlGaAs materialen sare-konstanteak ia berdinak direnez, egitura honek ez du konfinamendu optikoa lortzen aldi berean. Materialen kalitate-arazoak sor daitezke sarearen bat ez datozenengatik.
GaN-en oinarritutako laserretan, errefrakzio-indize baxua duten AlGaN erabili ohi da konfinamendu optikoko geruza gisa, eta (In)GaN errefrakzio-indize handikoa uhin-gida geruza gisa. Hala ere, emisio-uhin-luzera handitzen den heinean, konfinamendu optikoaren geruzaren eta uhin-gidaren geruzaren arteko errefrakzio-indizearen aldea etengabe murrizten da, beraz, muga optikoaren geruzaren konfinamendu-efektua argi-eremuan murrizten da etengabe. Batez ere laser berdeetan, horrelako egiturek ezin izan dute argi-eremua mugatu, argia azpiko substratu-geruzara isuriko delarik. Aire/substratu/konfinamendu optikoaren geruzaren uhin-gida-egitura gehigarria dagoenez, substratura isurtzen den argia modu egonkorra izan daiteke (substratu modua) eratzen da. Substratu modua egoteak norabide bertikalean eremu optikoa banaketa gaussarra ez izatea eragingo du, "kaliza-lobulua" baizik, eta izpiaren kalitatearen degradazioak gailuaren erabileran eragina izango du, zalantzarik gabe.

Duela gutxi, aurreko simulazio optikoko ikerketen emaitzetan oinarrituta (DOI: 10.1364/OE.389880), Suzhouko Nanoteknologia Institutuko Liu Jianping-en ikerketa-taldeak, Txinako Zientzien Akademiako Nanoteknologia Institutuan, AlInGaN material kuaternarioa erabiltzea proposatu zuen, zeinaren sare konstantea eta errefrakzio-indizea izan dezakeen. konfinamendu optikoaren geruzaren aldi berean doitu da. Substratu moldearen agerpena, erlazionatutako emaitzak Txinako Natur Zientzien Fundazio Nazionalak zuzendu eta babesten duen Fundamental Research aldizkarian argitaratu ziren. Ikerketan, esperimentatzaileek, lehenik, hazkunde epitaxialaren prozesuaren parametroak optimizatu zituzten GaN/Sapphire txantiloian kalitate handiko AlInGaN geruza meheak heteroepitaxialki hazteko. Ondoren, AlInGaN geruza lodiaren denbora-lapso homoepitaxialak GaN substratu auto-euskarriaren gainean erakusten du gainazala ertz-morfologia desordenatua agertuko dela, eta horrek gainazaleko zimurtasuna areagotzea ekarriko du, eta, horrela, beste laser egituren epitaxialean hazkuntzan eragingo du. Hazkunde epitaxialaren estresaren eta morfologiaren arteko erlazioa aztertuta, ikertzaileek proposatu zuten AlInGaN geruza lodian metatutako konpresio-tentsioa dela morfologia horren arrazoi nagusia, eta aierua berretsi zuten AlInGaN geruza lodiak tentsio-egoera ezberdinetan haziz. Azkenik, AlInGaN geruza lodi optimizatua laser berdearen konfinamendu optikoko geruzan aplikatuz, substratu moduaren agerpena arrakastaz kendu zen (1. irudia).


1. Irudia. Ihes modurik gabeko laser berdea, (α) eremu argiaren eremu urruneko banaketa norabide bertikalean, (b) puntu-diagrama.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept