दोहोरो-रङ अर्धचालक लेजरहरूमा पछिल्लो अनुसन्धान
अर्धचालक डिस्क लेजरहरू (SDL लेजरहरू), जसलाई ठाडो बाह्य गुहा सतह-उत्सर्जक लेजरहरू (VECSEL) पनि भनिन्छ, हालका वर्षहरूमा धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ। यसले अर्धचालक लाभ र ठोस-अवस्था अनुनादकहरूको फाइदाहरू संयोजन गर्दछ। यसले परम्परागत अर्धचालक लेजरहरूको लागि एकल-मोड समर्थनको उत्सर्जन क्षेत्र सीमालाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्दछ, तर लचिलो अर्धचालक ब्यान्डग्याप डिजाइन र उच्च सामग्री लाभ विशेषताहरू पनि समावेश गर्दछ। यो कम-आवाज जस्ता अनुप्रयोग परिदृश्यहरूको विस्तृत दायरामा देख्न सकिन्छ।साँघुरो-रेखा चौडाइ लेजरआउटपुट, अल्ट्रा-सर्ट उच्च-पुनरावृत्ति पल्स जेनेरेसन, उच्च-अर्डर हार्मोनिक जेनेरेसन, र सोडियम गाइड स्टार टेक्नोलोजी, आदि। प्रविधिको प्रगतिसँगै, यसको तरंगदैर्ध्य लचिलोपनको लागि उच्च आवश्यकताहरू अगाडि सारिएको छ। उदाहरणका लागि, दोहोरो-तरंगदैर्ध्य सुसंगत प्रकाश स्रोतहरूले एन्टी-हस्तक्षेप लिडर, होलोग्राफिक इन्टरफेरोमेट्री, तरंगदैर्ध्य डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ कम्युनिकेसन, मिड-इन्फ्रारेड वा टेराहर्ट्ज जेनेरेसन, र बहु-रङ अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कम्ब्स जस्ता उदीयमान क्षेत्रहरूमा अत्यन्त उच्च अनुप्रयोग मूल्य प्रदर्शन गरेका छन्। अर्धचालक डिस्क लेजरहरूमा उच्च-चमकदार दोहोरो-रङ उत्सर्जन कसरी प्राप्त गर्ने र बहु तरंगदैर्ध्यहरू बीच लाभ प्रतिस्पर्धालाई प्रभावकारी रूपमा दबाउने यो क्षेत्रमा सधैं अनुसन्धान कठिनाइ भएको छ।
हालसालै, दोहोरो रंगकोअर्धचालक लेजरचीनको टोलीले यो चुनौतीलाई सम्बोधन गर्न एक नवीन चिप डिजाइन प्रस्ताव गरेको छ। गहन संख्यात्मक अनुसन्धान मार्फत, उनीहरूले पत्ता लगाए कि तापक्रम-सम्बन्धित क्वान्टम वेल गेन फिल्टरिङ र अर्धचालक माइक्रोक्याभिटी फिल्टरिङ प्रभावहरूलाई सटीक रूपमा नियमन गर्नाले दोहोरो-रङ लाभको लचिलो नियन्त्रण प्राप्त गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। यसको आधारमा, टोलीले सफलतापूर्वक ९६०/१००० एनएम उच्च-चमकदार लाभ चिप डिजाइन गर्यो। यो लेजर विवर्तन सीमा नजिकै आधारभूत मोडमा सञ्चालन हुन्छ, लगभग ३१० मेगावाट/सेमी²sr जति उच्च आउटपुट चमकको साथ।
अर्धचालक डिस्कको लाभ तह केही माइक्रोमिटर मात्र बाक्लो हुन्छ, र अर्धचालक-वायु इन्टरफेस र तल्लो वितरित ब्राग रिफ्लेक्टरको बीचमा फेब्री-पेरोट माइक्रोक्याभिटी बनाइन्छ। अर्धचालक माइक्रोक्याभिटीलाई चिपको निर्मित स्पेक्ट्रल फिल्टरको रूपमा व्यवहार गर्नाले क्वान्टम वेलको लाभलाई मोड्युलेट गर्नेछ। यसैबीच, माइक्रोक्याभिटी फिल्टरिङ प्रभाव र अर्धचालक लाभमा फरक तापक्रम बहाव दरहरू हुन्छन्। तापक्रम नियन्त्रणसँग मिलाएर, आउटपुट तरंगदैर्ध्यको स्विचिङ र नियमन प्राप्त गर्न सकिन्छ। यी विशेषताहरूको आधारमा, टोलीले ३०० के तापक्रममा ९५० एनएममा क्वान्टम वेलको लाभ शिखर गणना र सेट गर्यो, लाभ तरंगदैर्ध्यको तापक्रम बहाव दर लगभग ०.३७ एनएम/के हुन्छ। त्यसपछि, टोलीले प्रसारण म्याट्रिक्स विधि प्रयोग गरेर चिपको अनुदैर्ध्य अवरोध कारक डिजाइन गर्यो, जसको शिखर तरंगदैर्ध्य क्रमशः लगभग ९६० एनएम र १००० एनएम थियो। सिमुलेशनहरूले पत्ता लगायो कि तापक्रम बहाव दर केवल ०.०८ एनएम/के थियो। एपिटेक्सियल वृद्धिको लागि धातु-जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेपण प्रविधि प्रयोग गरेर र वृद्धि प्रक्रियालाई निरन्तर अनुकूलन गरेर, उच्च-गुणस्तरको लाभ चिपहरू सफलतापूर्वक निर्माण गरियो। फोटोल्युमिनेसेन्सको मापन परिणामहरू सिमुलेशन परिणामहरूसँग पूर्ण रूपमा मिल्दोजुल्दो छन्। थर्मल भार कम गर्न र उच्च-शक्ति प्रसारण प्राप्त गर्न, अर्धचालक-हीरा चिप प्याकेजिङ प्रक्रियालाई थप विकास गरिएको छ।
चिप प्याकेजिङ पूरा गरेपछि, टोलीले यसको लेजर कार्यसम्पादनको व्यापक मूल्याङ्कन गर्यो। निरन्तर सञ्चालन मोडमा, पम्प पावर वा ताप सिङ्क तापक्रम नियन्त्रण गरेर, उत्सर्जन तरंगदैर्ध्यलाई ९६० एनएम र १००० एनएम बीच लचिलो रूपमा समायोजन गर्न सकिन्छ। जब पम्प पावर एक विशिष्ट दायरा भित्र हुन्छ, लेजरले ३९.४ एनएम सम्मको तरंगदैर्ध्य अन्तरालको साथ दोहोरो-तरंगदैर्ध्य सञ्चालन पनि प्राप्त गर्न सक्छ। यस समयमा, अधिकतम निरन्तर तरंग शक्ति ३.८ वाट पुग्छ। यसैबीच, लेजर विवर्तन सीमा नजिकै आधारभूत मोडमा सञ्चालन हुन्छ, जसको बीम गुणस्तर कारक M² मात्र १.१ र लगभग ३१० मेगावाट/सेमी²sr जति उच्च चमक हुन्छ। टोलीले अर्ध-निरन्तर तरंग प्रदर्शनमा पनि अनुसन्धान गर्यो।लेजर। दोहोरो तरंगदैर्ध्यको सिंक्रोनाइजेसन पुष्टि गर्दै, रेजोनन्ट गुहामा LiB₃O₅ ननलाइनर अप्टिकल क्रिस्टल घुसाएर योग फ्रिक्वेन्सी सिग्नल सफलतापूर्वक अवलोकन गरिएको थियो।
यस सरल चिप डिजाइन मार्फत, क्वान्टम वेल गेन फिल्टरिङ र माइक्रोक्याभिटी फिल्टरिङको जैविक संयोजन प्राप्त गरिएको छ, जसले दोहोरो-रङ लेजर स्रोतहरूको प्राप्तिको लागि डिजाइन जग बसाल्छ। कार्यसम्पादन सूचकहरूको सन्दर्भमा, यो एकल-चिप दोहोरो-रङ लेजरले उच्च चमक, उच्च लचिलोपन र सटीक समाक्षीय बीम आउटपुट प्राप्त गर्दछ। यसको चमक एकल-चिप दोहोरो-रङ अर्धचालक लेजरहरूको हालको क्षेत्रमा अन्तर्राष्ट्रिय अग्रणी स्तरमा छ। व्यावहारिक प्रयोगको सन्दर्भमा, यो उपलब्धिले यसको उच्च चमक र दोहोरो-रङ विशेषताहरूको लाभ उठाएर जटिल वातावरणमा बहु-रङ लिडारको पत्ता लगाउने सटीकता र हस्तक्षेप विरोधी क्षमतालाई प्रभावकारी रूपमा बढाउने अपेक्षा गरिएको छ। अप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कम्ब्सको क्षेत्रमा, यसको स्थिर दोहोरो-तरंगदैर्ध्य आउटपुटले सटीक वर्णक्रमीय मापन र उच्च-रिजोल्युसन अप्टिकल सेन्सिङ जस्ता अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण समर्थन प्रदान गर्न सक्छ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-२३-२०२५