ባለሁለት ቀለም ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ላይ የቅርብ ጊዜ ምርምር

ባለሁለት ቀለም ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ላይ የቅርብ ጊዜ ምርምር

ሴሚኮንዳክተር ዲስክ ሌዘር (ኤስዲኤል ሌዘር)፣ እንዲሁም ቀጥ ያለ ውጫዊ ክፍተት ወለል-አመንጪ ሌዘር (VECSEL) በመባል የሚታወቀው፣ ከቅርብ ዓመታት ወዲህ ብዙ ትኩረትን ስቧል። የሴሚኮንዳክተር ትርፍ እና ጠንካራ-ግዛት አስተጋባዎች ጥቅሞችን ያጣምራል። ለተለመደው ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የነጠላ ሞድ ድጋፍ የልቀት አካባቢ ውስንነትን ውጤታማ በሆነ መንገድ ከማቃለል በተጨማሪ ተለዋዋጭ ሴሚኮንዳክተር ባንድጋፕ ዲዛይን እና ከፍተኛ የቁስ ጥቅም ባህሪያትን ያሳያል። እንደ ዝቅተኛ-ጫጫታ ባሉ ሰፊ የመተግበሪያ ሁኔታዎች ውስጥ ሊታይ ይችላል።ጠባብ-መስመራዊ ሌዘርውፅዓት፣ እጅግ በጣም አጭር የከፍተኛ ተደጋጋሚ የልብ ምት ማመንጨት፣ ከፍተኛ-ደረጃ ሃርሞኒክ ትውልድ እና የሶዲየም መመሪያ ኮከብ ቴክኖሎጂ ወዘተ. በቴክኖሎጂ እድገት ፣ የሞገድ ርዝመቱ ተለዋዋጭነት ከፍተኛ መስፈርቶች ቀርበዋል። ለምሳሌ፣ ባለሁለት-ሞገድ ወጥነት ያላቸው የብርሃን ምንጮች እንደ ፀረ-ጣልቃ ገብነት ሊዳር፣ ሆሎግራፊክ ኢንተርፌሮሜትሪ፣ የሞገድ ርዝመት ክፍፍል ባለብዙክሲንግ ኮሙኒኬሽን፣ መካከለኛ ኢንፍራሬድ ወይም ቴራሄርትዝ ትውልድ፣ እና ባለብዙ ቀለም የኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ማበጠሪያዎች ባሉ መስኮች ላይ እጅግ ከፍተኛ የመተግበሪያ እሴት አሳይተዋል። በሴሚኮንዳክተር ዲስክ ሌዘር ውስጥ ከፍተኛ-ብሩህነት ባለሁለት ቀለም ልቀት እንዴት ማግኘት እንደሚቻል እና በበርካታ የሞገድ ርዝመቶች መካከል የትርፍ ውድድርን ውጤታማ በሆነ መንገድ እንዴት ማፈን እንደሚቻል ሁልጊዜ በዚህ መስክ የምርምር ችግር ነው።

በቅርብ ጊዜ, ባለ ሁለት ቀለምሴሚኮንዳክተር ሌዘርይህንን ችግር ለመፍታት በቻይና ያለው ቡድን የፈጠራ ቺፕ ዲዛይን አቅርቧል። በጥልቅ አሃዛዊ ጥናት፣ የሙቀት-ነክ ኳንተምን በትክክል መቆጣጠር የማጣሪያ ማጣሪያ እና ሴሚኮንዳክተር ማይክሮካቭቲ ማጣሪያ ተፅእኖዎች ባለሁለት ቀለም ጥቅም ተለዋዋጭ ቁጥጥርን እንደሚያሳኩ አረጋግጠዋል። በዚህ መሰረት ቡድኑ በተሳካ ሁኔታ የ960/1000 nm ከፍተኛ ብሩህነት ጥቅም ቺፕ ነድፏል። ይህ ሌዘር በመሰረታዊ ሞድ የሚሰራው በዲፍራክሽን ወሰን አቅራቢያ ሲሆን የውጤት ብሩህነት በግምት 310MW/ሴሜ²ሴር ነው።

የሴሚኮንዳክተር ዲስክ ትርፍ ሽፋን ጥቂት ማይክሮሜትሮች ብቻ ሲሆን በሴሚኮንዳክተር አየር በይነገጽ እና ከታች በተሰራጨው ብራግ አንጸባራቂ መካከል የ Fabry-Perot ማይክሮካቪት ይፈጠራል። ሴሚኮንዳክተር ማይክሮካቪቲ እንደ ቺፑ ውስጥ እንደ ውስጠ ግንቡ ስፔክትራል ማጣሪያ ማከም የኳንተም ትርፍን በጥሩ ሁኔታ ያስተካክላል። ይህ በእንዲህ እንዳለ ፣ የማይክሮካቪቲ ማጣሪያ ውጤት እና ሴሚኮንዳክተር ትርፍ የተለያዩ የሙቀት ተንሸራታች መጠኖች አሏቸው። ከሙቀት መቆጣጠሪያ ጋር ተዳምሮ የውጤት ሞገድ ርዝመቶችን መቀየር እና መቆጣጠር ይቻላል. በእነዚህ ባህሪያት ላይ በመመስረት ቡድኑ የኳንተም ከፍተኛ ትርፍ በ 950 nm በ 300 ኪ.ሜትር የሙቀት መጠን አስልቶ በጥሩ ሁኔታ አስቀምጧል, የትርፍ ሞገድ ርዝመት የሙቀት መጠን 0.37 nm/K. በመቀጠልም ቡድኑ የማስተላለፊያ ማትሪክስ ዘዴን በመጠቀም የቺፑን ቁመታዊ ገደቦችን ነድፎ ከፍተኛ የሞገድ ርዝመት በግምት 960 nm እና 1000 nm በቅደም ተከተል። ማስመሰያዎች የሙቀት ተንሳፋፊ ፍጥነት 0.08 nm/K ብቻ መሆኑን አሳይተዋል። ለኤፒታክሲያል እድገት የብረት-ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂን በመጠቀም እና የእድገት ሂደቱን ያለማቋረጥ በማመቻቸት ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ጥቅማጥቅሞች በተሳካ ሁኔታ ተሠርተዋል። የ photoluminescence የመለኪያ ውጤቶች ከማስመሰል ውጤቶች ጋር ሙሉ በሙሉ ይጣጣማሉ። የሙቀት ጭነትን ለማቃለል እና ከፍተኛ ኃይልን ለማስተላለፍ የሴሚኮንዳክተር-አልማዝ ቺፕ ማሸጊያ ሂደት የበለጠ ተዘጋጅቷል.

የቺፕ ማሸጊያውን ካጠናቀቀ በኋላ ቡድኑ የሌዘር አፈፃፀሙን አጠቃላይ ግምገማ አካሂዷል። በተከታታይ ኦፕሬሽን ሁነታ, የፓምፑን ኃይል ወይም የሙቀት ማጠራቀሚያ ሙቀትን በመቆጣጠር, የልቀት ሞገድ ርዝመት በ 960 nm እና 1000 nm መካከል በተለዋዋጭ ማስተካከል ይቻላል. የፓምፑ ኃይል በተወሰነ ክልል ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ ሌዘር እስከ 39.4 nm የሞገድ ርዝመት ያለው የሁለት-ሞገድ ርዝመት አሠራር ሊያሳካ ይችላል. በዚህ ጊዜ ከፍተኛው ያልተቋረጠ የሞገድ ኃይል 3.8 ዋ ይደርሳል። ይህ በእንዲህ እንዳለ ሌዘር በመሰረታዊ ሞድ የሚሰራው በዲፍራክሽን ወሰን አቅራቢያ ሲሆን የጨረር ጥራት ፋክተር M² 1.1 ብቻ እና ብሩህነት በግምት 310MW/ሴሜ²sr ነው። ቡድኑ በኳሲ-ቀጣይነት ባለው የሞገድ አፈፃፀም ላይ ጥናት አድርጓልሌዘር. የድምር ፍሪኩዌንሲ ምልክት በተሳካ ሁኔታ ሊቢ₃O₅ ኦፕቲካል ክሪስታልን ወደ ሬዞናንት አቅልጠው በማስገባት የሁለት ሞገድ ርዝመቶችን ማመሳሰልን ያረጋግጣል።

በዚህ የረቀቀ ቺፕ ዲዛይን አማካኝነት የኳንተም ጉድጓድ ማጣሪያ እና ማይክሮካቪቲ ማጣሪያ ኦርጋኒክ ጥምረት ተሳክቶ ባለሁለት ቀለም ሌዘር ምንጮችን እውን ለማድረግ የንድፍ መሰረት ጥሏል። የአፈጻጸም አመልካቾችን በተመለከተ ይህ ነጠላ-ቺፕ ባለ ሁለት ቀለም ሌዘር ከፍተኛ ብሩህነት, ከፍተኛ ተለዋዋጭነት እና ትክክለኛ የኮአክሲያል ጨረር ውጤትን ያገኛል. የእሱ ብሩህነት በአሁኑ ጊዜ ባለ አንድ-ቺፕ ባለሁለት ቀለም ሴሚኮንዳክተር ሌዘር መስክ በዓለም አቀፍ ደረጃ መሪ ደረጃ ላይ ነው። ከተግባራዊ አተገባበር አንፃር፣ ይህ ስኬት ባለብዙ ቀለም ሊዳሩን ከፍተኛ ብሩህነት እና ባለሁለት ቀለም ባህሪያቱን በመጠቀም ውስብስብ አካባቢዎችን የመለየት ትክክለኛነት እና ፀረ-ጣልቃ ገብነትን በብቃት እንደሚያሳድግ ይጠበቃል። በኦፕቲካል ፍሪኩዌንሲ ማበጠሪያዎች መስክ የተረጋጋ ባለሁለት-ሞገድ ውፅዓት እንደ ትክክለኛ የእይታ ልኬት እና ከፍተኛ ጥራት ያለው የጨረር ዳሳሽ ላሉ መተግበሪያዎች ወሳኝ ድጋፍ ሊሰጥ ይችላል።