தொழில் செய்திகள்

பச்சை ஒளிக்கதிர்களின் ஒளியியல் செயல்திறன் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது

2022-03-30
இருபதாம் நூற்றாண்டில் மனிதகுலத்தின் மிகப்பெரிய கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்றாக லேசர் கருதப்படுகிறது, மேலும் அதன் தோற்றம் கண்டறிதல், தொடர்பு, செயலாக்கம், காட்சி மற்றும் பிற துறைகளின் முன்னேற்றத்தை வலுவாக ஊக்குவித்தது. செமிகண்டக்டர் லேசர்கள் என்பது லேசர்களின் வகுப்பாகும், அவை முன்னதாக முதிர்ச்சியடைந்து வேகமாக முன்னேறும். அவை சிறிய அளவு, அதிக செயல்திறன், குறைந்த செலவு மற்றும் நீண்ட ஆயுள் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆரம்ப ஆண்டுகளில், GaAsInP அமைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட அகச்சிவப்பு ஒளிக்கதிர்கள் தகவல் புரட்சியின் அடிக்கல்லை அமைத்தன. . காலியம் நைட்ரைடு லேசர் (எல்டி) என்பது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு புதிய வகை ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனமாகும். GaN மெட்டீரியல் அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட லேசர் வேலை செய்யும் அலைநீளத்தை அசல் அகச்சிவப்பு நிறத்தில் இருந்து முழு புலப்படும் நிறமாலை மற்றும் புற ஊதா நிறமாலைக்கு விரிவுபடுத்தும். செயலாக்கம், தேசிய பாதுகாப்பு, குவாண்டம் தொடர்பு மற்றும் பிற துறைகள் சிறந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளை காட்டியுள்ளன.
லேசர் உருவாக்கத்தின் கொள்கை என்னவென்றால், ஒளியியல் ஆதாயப் பொருளில் உள்ள ஒளியானது ஒளியியல் குழியில் ஊசலாட்டத்தால் பெருக்கப்பட்டு, மிகவும் சீரான கட்டம், அதிர்வெண் மற்றும் பரவல் திசையுடன் ஒளியை உருவாக்குகிறது. விளிம்பில்-உமிழும் ரிட்ஜ்-வகை குறைக்கடத்தி லேசர்களுக்கு, ஆப்டிகல் குழியானது மூன்று இடஞ்சார்ந்த பரிமாணங்களிலும் ஒளியைக் கட்டுப்படுத்தலாம். லேசர் வெளியீட்டு திசையில் உள்ள அடைப்பு முக்கியமாக எதிரொலிக்கும் குழியை பிளவுபடுத்துதல் மற்றும் பூச்சு செய்வதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. கிடைமட்ட திசையில், செங்குத்து திசையில் உள்ள ஒளியியல் அடைப்பு முக்கியமாக ரிட்ஜ் வடிவத்தால் உருவாக்கப்பட்ட சமமான ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் உணரப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் செங்குத்து திசையில் உள்ள ஒளிவிலகல் வெவ்வேறு பொருட்களுக்கு இடையிலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டால் உணரப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 808 nm அகச்சிவப்பு லேசரின் ஆதாயப் பகுதி ஒரு GaAs குவாண்டம் கிணறு ஆகும், மேலும் ஒளிவிலகல் அடைப்பு அடுக்கு AlGaAs குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது. GaAs மற்றும் AlGaAs பொருட்களின் லேட்டிஸ் மாறிலிகள் ஏறக்குறைய ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், இந்த அமைப்பு ஒரே நேரத்தில் ஒளியியல் அடைப்பை அடைவதில்லை. லேட்ஸ் பொருத்தமின்மை காரணமாக பொருள் தர சிக்கல்கள் ஏற்படலாம்.
GaN-அடிப்படையிலான லேசர்களில், குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட AlGaN பொதுவாக ஆப்டிகல் கன்ஃபைன்மென்ட் லேயராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் (In)GaN அதிக ஒளிவிலகல் குறியீட்டுடன் அலை வழிகாட்டி அடுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், உமிழ்வு அலைநீளம் அதிகரிக்கும் போது, ​​ஒளியியல் அடைப்பு அடுக்கு மற்றும் அலை வழிகாட்டி அடுக்கு ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாடு தொடர்ந்து குறைகிறது, இதனால் ஒளி புலத்தில் ஒளியியல் அடைப்பு அடுக்கின் அடைப்பு விளைவு தொடர்ந்து குறைகிறது. குறிப்பாக பச்சை ஒளிக்கதிர்களில், இத்தகைய கட்டமைப்புகள் ஒளி புலத்தை கட்டுப்படுத்த முடியவில்லை, இதனால் ஒளியானது அடி மூலக்கூறு அடுக்கில் கசியும். காற்று/அடி மூலக்கூறு/ஆப்டிகல் அடைப்பு அடுக்கின் கூடுதல் அலை வழிகாட்டி அமைப்பு இருப்பதால், அடி மூலக்கூறில் கசிந்த ஒளியானது நிலையான பயன்முறையாக (அடி மூலக்கூறு முறை) உருவாகிறது. அடி மூலக்கூறு பயன்முறையின் இருப்பு செங்குத்து திசையில் உள்ள ஆப்டிகல் புல விநியோகத்தை இனி காஸியன் விநியோகமாக இருக்காது, ஆனால் ஒரு "காலிக்ஸ் லோப்" ஆக இருக்கும், மேலும் பீம் தரத்தின் சிதைவு சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி சாதனத்தின் பயன்பாட்டை பாதிக்கும்.

சமீபத்தில், முந்தைய ஆப்டிகல் சிமுலேஷன் ஆராய்ச்சியின் (DOI: 10.1364/OE.389880) முடிவுகளின் அடிப்படையில், சீன அறிவியல் அகாடமி ஆஃப் நானோடெக்னாலஜியின் Suzhou இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் லியு ஜியான்பிங்கின் ஆய்வுக் குழு AlInGaN குவாட்டர்னரி பொருளைப் பயன்படுத்த முன்மொழிந்தது. ஆப்டிகல் கான்ஃபின்மென்ட் லேயரின் அதே நேரத்தில் சரிசெய்யப்படும். அடி மூலக்கூறு அச்சின் தோற்றம், தொடர்புடைய முடிவுகள் அடிப்படை ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்டன, இது சீனாவின் தேசிய இயற்கை அறிவியல் அறக்கட்டளையால் இயக்கப்பட்டு நிதியுதவி செய்யப்படுகிறது. ஆராய்ச்சியில், பரிசோதனையாளர்கள் முதலில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறை அளவுருக்களை மேம்படுத்தி உயர்தர AlInGaN மெல்லிய அடுக்குகளை GaN/Sapphire டெம்ப்ளேட்டில் படி ஓட்டம் வடிவத்துடன் ஹீட்டோரோபிடாக்சியாக வளர்க்கின்றனர். பின்னர், GaN சுய-ஆதரவு அடி மூலக்கூறின் மீது AlInGaN தடிமனான அடுக்கின் ஹோமோபிடாக்சியல் நேரக் குறைவு, மேற்பரப்பில் ஒழுங்கற்ற மேடு உருவ அமைப்பாகத் தோன்றும், இது மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையை அதிகரிக்க வழிவகுக்கும், இதனால் மற்ற லேசர் கட்டமைப்புகளின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை பாதிக்கிறது. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் மன அழுத்தம் மற்றும் உருவவியல் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், AlInGaN தடிமனான அடுக்கில் குவிந்துள்ள அழுத்த அழுத்தமே இத்தகைய உருவமைப்பிற்கு முக்கிய காரணம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்மொழிந்தனர், மேலும் பல்வேறு அழுத்த நிலைகளில் AlInGaN தடிமனான அடுக்குகளை வளர்ப்பதன் மூலம் அனுமானத்தை உறுதிப்படுத்தினர். இறுதியாக, பச்சை லேசரின் ஆப்டிகல் ஃபைன்மென்ட் லேயரில் உகந்த AlInGaN தடிமனான அடுக்கைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அடி மூலக்கூறு பயன்முறையின் நிகழ்வு வெற்றிகரமாக அடக்கப்பட்டது (படம் 1).


படம்.

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