Sukurtas naujas vieno režimo puslaidininkinis lazeris: vienalaikis didelės galios ir dydžio mastelio keitimas
Kalifornijos universiteto Berklyje (UC Berkeley) mokslininkai neseniai sukūrė naujo tipo puslaidininkinį lazerį, vadinamą BerkSEL. Rezultatai buvo paskelbti žurnale "Nature" birželio 29 d.
Berkley paviršiaus emisijos lazerio (BerkSEL) schema, kai siurblio spindulys yra mėlynas, o lazerio spindulys - raudonas.
Tuo pačiu metu padidinti vieno režimo lazerių dydį ir galią optikoje buvo iššūkis nuo tada, kai 1960 m. buvo pastatytas pirmasis lazeris. Ir šis darbas rodo, kad dydis neturi būti nuoseklus, o tai leidžia lazeriams būti galingesniems ir stabilesniems bei padengti ilgesnius atstumus daugelyje programų.
Tyrėjų komanda, vadovaujama Boubacaro Kanté, Kalifornijos universiteto Berklyje Elektros inžinerijos ir informatikos katedros (EECS) docento ir Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos Medžiagų mokslo skyriaus mokslininkų, pademonstravo puslaidininkinę plėvelę su vienodai išdėstytomis ir vienodo dydžio skylių perforacijomis, kurios gali veikti kaip keičiamo dydžio lazerio ertmė. Rezultatai rodo, kad lazerio spindulys skleidžia pastovų vienos bangos ilgį, nepriklausomai nuo šios lazerio ertmės dydžio.
Įprastuose lazeriuose koherentinė vienos bangos ilgio kryptinė šviesa pradeda byrėti, kai lazerio ertmė didėja. Standartinis sprendimas yra naudoti išorinį mechanizmą, pvz., Bangolaidį, kad sustiprintų spindulį, tačiau tai užima daug vietos. Eliminuodami išorinio stiprinimo poreikį, tyrėjai dabar gali sumažinti kompiuterių lustų ir kitų nuo lazerio priklausomų komponentų dydį ir padidinti jų efektyvumą.
Šis darbas ypač aktualus vertikalios ertmės paviršių skleidžiančios lazerio (VCSEL) technologijai. VCSELS atveju šviesa skleidžiama vertikaliai nuo viršutinio lusto paviršiaus. VCSEL paprastai yra tik kelių mikronų pločio, o dabartinė strategija, naudojama jų galiai padidinti, yra sujungti šimtus atskirų VCSEL. Kadangi lazeriai yra nepriklausomi, jie turi skirtingas fazes ir bangos ilgius, todėl jų galios nėra derinamos nuosekliai - tai priimtina tokiose programose kaip veido atpažinimas, bet visiškai neveiksminga programose, kuriose tikslumas yra kritinis, pavyzdžiui, komunikacijose ar chirurgijoje.
"BerkSEL" lazerinis dizainas, sukurtas "UC Berkeley", leidžia efektyviau skleisti vieno režimo šviesą, visų pirma atsižvelgiant į fizines šviesos, einančios per skylutes plonose plėvelėse, savybes. Jų sukurtas filmas yra 200 nm storio indžio galio arsenido fosfidas (puslaidininkis, paprastai naudojamas šviesolaidžio ir telekomunikacijų technologijose). Tyrėjai pažymi, kad šios taisyklingos skylės yra išgraviruotos fotolitografijos būdu ir turi turėti fiksuotą dydį, formą ir atstumą - jos gali veikti kaip Diraco taškai, dvimačių medžiagų topologinis bruožas, pagrįstas linijine energijos dispersija.
Be to, kadangi šviesos fazė, sklindanti iš vieno taško į kitą, yra lygi lūžio rodikliui, padaugintam iš nuvažiuoto atstumo. Kadangi lūžio rodiklis Diraco taške yra nulis, iš skirtingų puslaidininkio dalių skleidžiama šviesa yra lygiai toje pačioje fazėje ir todėl yra optiškai identiška. Walidas Redjemas, vienas iš pagrindinių tyrimo autorių ir EECS podoktorantūros bendradarbis, sakė: "Mūsų tyrimo filme yra apie 3,000 skylių, tačiau teoriškai jame gali būti milijonas ar milijardas skylių ir rezultatas būtų tas pats".
Dabar tyrėjai naudoja didelės energijos impulsinį lazerį, kad optiškai pumpuotų ir maitintų BerkSEL prietaisą ir išmatuotų kiekvienos diafragmos emisiją, naudodami konfokalinį mikroskopą, optimizuotą artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopijai. Reguliuodami projektavimo specifikacijas, tokias kaip diafragmos dydis ir puslaidininkinė medžiaga, puslaidininkiniai lazeriai "BerkSEL" gali skleisti skirtingus tikslinius bangos ilgius.
Jei norite sužinoti daugiau informacijos apie MRJ-Laser, apsilankykite:
Lazerinio valymo mašina:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lazerinio žymėjimo mašina:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lazerinis suvirinimo aparatas:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
