Индустри Невс

Оптичке перформансе зелених ласера ​​су знатно побољшане

2022-03-30
Ласер се сматра једним од највећих изума човечанства у двадесетом веку, а његова појава је снажно промовисала напредак детекције, комуникације, обраде, приказа и других области. Полупроводнички ласери су класа ласера ​​који раније сазревају и брже напредују. Имају карактеристике мале величине, високе ефикасности, ниске цене и дугог века, тако да се широко користе. У раним годинама, инфрацрвени ласери засновани на ГаАсИнП системима поставили су камен темељац информатичке револуције. . Ласер на галијум нитриду (ЛД) је нова врста оптоелектронског уређаја развијена последњих година. Ласер заснован на ГаН материјалном систему може проширити радну таласну дужину са оригиналне инфрацрвене на цео видљиви и ултраљубичасти спектар. Обрада, национална одбрана, квантна комуникација и друге области показале су велике изгледе за примену.
Принцип генерисања ласера ​​је да се светлост у материјалу оптичког појачања појачава осцилацијом у оптичкој шупљини да би се формирала светлост са високо конзистентном фазом, фреквенцијом и смером ширења. За полупроводничке ласере типа гребена који емитују ивице, оптичка шупљина може да ограничи светлост у све три просторне димензије. Ограничење дуж ласерског излазног правца се углавном постиже цепањем и облагањем резонантне шупљине. У хоризонталном правцу Оптичко ограничење у вертикалном правцу се углавном остварује коришћењем еквивалентне разлике индекса преламања формиране обликом гребена, док се оптичко ограничење у вертикалном правцу остварује разликом индекса преламања између различитих материјала. На пример, област појачања инфрацрвеног ласера ​​од 808 нм је ГаАс квантна бушотина, а оптички затворени слој је АлГаАс са ниским индексом преламања. Пошто су константе решетке ГаАс и АлГаАс материјала скоро исте, ова структура не постиже оптичко ограничење у исто време. Могу се појавити проблеми са квалитетом материјала због неусклађености решетки.
У ласерима на бази ГаН, АлГаН са ниским индексом преламања се обично користи као оптички затварајући слој, а (Ин)ГаН са високим индексом преламања се користи као таласоводни слој. Међутим, како се таласна дужина емисије повећава, разлика у индексу преламања између оптичког затвореног слоја и слоја таласовода се континуирано смањује, тако да се ефекат задржавања оптичког затвореног слоја на светлосно поље континуирано смањује. Нарочито у зеленим ласерима, такве структуре нису биле у стању да ограниче светлосно поље, тако да ће светлост процурити у доњи слој супстрата. Због постојања додатне таласоводне структуре ваздушног/супстратног/оптичког затвореног слоја, светлост која је процурила у подлогу може бити Формира се стабилан режим (режим супстрата). Постојање режима супстрата ће проузроковати да расподела оптичког поља у вертикалном правцу више не буде Гаусова расподела, већ „режањ чашице“, а деградација квалитета зрака ће несумњиво утицати на коришћење уређаја.

Недавно је, на основу резултата претходних истраживања оптичке симулације (ДОИ: 10.1364/ОЕ.389880), истраживачка група Лиу Јианпинга са Института за нанотехнологију Суџоу, Кинеске академије наука предложила да се користи АлИнГаН кватернарни материјал чија константа решетке и индекс преламања могу бити подешен у исто време када и оптички заштитни слој. Појава калупа супстрата, сродни резултати објављени су у часопису Фундаментал Ресеарцх, који је режиран и спонзорисан од стране Националне фондације за природне науке Кине. У истраживању, експериментатори су прво оптимизовали параметре процеса епитаксијалног раста да би хетероепитаксијално узгајали висококвалитетне танке слојеве АлИнГаН са степенастом морфологијом протока на шаблону ГаН/Саппхире. Након тога, хомоепитаксијални временски пролазак АлИнГаН дебелог слоја на самоносећој подлози ГаН показује да ће површина изгледати неуређена морфологија гребена, што ће довести до повећања храпавости површине, чиме ће утицати на епитаксијални раст других ласерских структура. Анализирајући однос између напона и морфологије епитаксијалног раста, истраживачи су предложили да је притисак на притисак акумулиран у АлИнГаН дебелом слоју главни разлог за такву морфологију, и потврдили претпоставку растућим АлИнГаН дебелим слојевима у различитим напонским стањима. Коначно, применом оптимизованог дебелог слоја АлИнГаН у оптичком затвореном слоју зеленог ласера, појава мода супстрата је успешно потиснута (слика 1).


Слика 1. Зелени ласер без мода цурења, (И±) дистрибуција светлосног поља далеког поља у вертикалном правцу, (б) тачки дијаграм.

X
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