novice

Izbrani izdelki

Industrijske novice

Optična zmogljivost zelenih laserjev je močno izboljšana

2022-03-30

Laser velja za enega največjih izumov človeštva v dvajsetem stoletju, njegova pojava pa je močno pospešila napredek detekcije, komunikacije, obdelave, prikaza in drugih področij. Polprevodniški laserji so razred laserjev, ki prej dozorijo in hitreje napredujejo. Imajo značilnosti majhne velikosti, visoke učinkovitosti, nizkih stroškov in dolge življenjske dobe, zato se pogosto uporabljajo. V zgodnjih letih so infrardeči laserji, ki temeljijo na sistemih GaAsInP, postavili temelj informacijske revolucije. . Galijev nitridni laser (LD) je nova vrsta optoelektronske naprave, razvite v zadnjih letih. Laser, ki temelji na materialnem sistemu GaN, lahko razširi delovno valovno dolžino od prvotne infrardeče do celotnega vidnega spektra in ultravijoličnega spektra. Obdelava, nacionalna obramba, kvantna komunikacija in druga področja so pokazala velike možnosti uporabe.
Načelo laserskega ustvarjanja je, da se svetloba v materialu za optično ojačanje ojača z nihanjem v optični votlini, da se oblikuje svetloba z visoko dosledno fazo, frekvenco in smerjo širjenja. Pri grebenskih polprevodniških laserjih, ki oddajajo robove, lahko optična votlina omeji svetlobo v vseh treh prostorskih dimenzijah. Omejitev vzdolž smeri izhoda laserja se v glavnem doseže s cepljenjem in prevleko resonančne votline. V vodoravni smeri Optična omejitev v navpični smeri je v glavnem dosežena z uporabo enakovredne razlike lomnega količnika, ki jo tvori oblika grebena, medtem ko je optična omejitev v navpični smeri realizirana z razliko lomnega količnika med različnimi materiali. Na primer, ojačevalno območje infrardečega laserja 808 nm je kvantna vrtina GaAs, optična omejevalna plast pa je AlGaAs z nizkim lomnim količnikom. Ker so konstante mreže materialov GaAs in AlGaAs skoraj enake, ta struktura ne doseže optične omejitve hkrati. Lahko se pojavijo težave s kakovostjo materiala zaradi neusklajenosti rešetk.
V laserjih na osnovi GaN se AlGaN z nizkim lomnim količnikom običajno uporablja kot optično omejevalni sloj, (In)GaN z visokim lomnim količnikom pa kot valovodna plast. Ko pa se emisijska valovna dolžina poveča, se razlika lomnega količnika med optično omejevalno plastjo in valovodno plastjo nenehno zmanjšuje, tako da se omejevalni učinek optične omejevalne plasti na svetlobno polje nenehno zmanjšuje. Zlasti pri zelenih laserjih takšne strukture niso mogle omejiti svetlobnega polja, tako da bo svetloba uhajala v spodnji sloj substrata. Zaradi obstoja dodatne valovodne strukture zraka/substrata/optične omejevalne plasti je lahko svetloba, ki je uhajala v substrat, oblikovana stabilen način (način substrata). Obstoj substratnega načina bo povzročil, da porazdelitev optičnega polja v navpični smeri ne bo več Gaussova porazdelitev, temveč "čašni reženj", poslabšanje kakovosti žarka pa bo nedvomno vplivalo na uporabo naprave.

Pred kratkim je raziskovalna skupina Liu Jianpinga iz Inštituta za nanotehnologijo Suzhou Kitajske akademije znanosti na podlagi rezultatov prejšnje raziskave optične simulacije (DOI: 10.1364/OE.389880) predlagala uporabo kvartarnega materiala AlInGaN, katerega konstanta mreže in lomni količnik lahko prilagoditi hkrati z optično omejevalno plastjo. Pojav plesni substrata, s tem povezani rezultati so bili objavljeni v reviji Fundamental Research, ki jo vodi in sponzorira Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske. V raziskavi so eksperimentatorji najprej optimizirali parametre postopka epitaksialne rasti za heteroepitaksialno rast visokokakovostnih tankih plasti AlInGaN z morfologijo stopenjskega toka na predlogi GaN/Sapphire. Kasneje homoepitaksialni časovni zamik debele plasti AlInGaN na samonosnem substratu GaN kaže, da se bo na površini pojavila neurejena morfologija grebena, kar bo povzročilo povečanje površinske hrapavosti in tako vplivalo na epitaksialno rast drugih laserskih struktur. Z analizo razmerja med napetostjo in morfologijo epitaksialne rasti so raziskovalci predlagali, da je tlačna napetost, nabrana v debeli plasti AlInGaN, glavni razlog za takšno morfologijo, in potrdili domnevo z gojenjem debelih plasti AlInGaN v različnih napetostnih stanjih. Nazadnje, z uporabo optimizirane debele plasti AlInGaN v optični omejevalni plasti zelenega laserja je bil pojav substratnega načina uspešno zatrt (slika 1).

Slika 1. Zeleni laser brez načina puščanja, (Î±) porazdelitev svetlobnega polja v daljnem polju v navpični smeri, (b) diagram točk.

Prejšnja:

Raziskovalni inštitut Hefei je napredoval pri tehnologiji zaznavanja dušikovega dioksida v atmosferi

Naslednji:

Program raziskav in razvoja podvodnih vlaken v Združenem kraljestvu prejme 1,2 milijona funtov sredstev

novice

Izbrani izdelki

1064nm ojačevalnik vlaken YDFA, dopiran z iterbijem

Ročni krmilniki polarizacije vlaken

850nm 10mW superluminescentna dioda sld dioda

1653nm DFB laserska dioda za zaznavanje CH4

Optična zmogljivost zelenih laserjev je močno izboljšana

Prejšnja:

Naslednji: