Le déanaí, tá dul chun cinn suntasach déanta ag foireann léasair leathsheoltóra atá comhdhéanta de Scoil na nEolaíochtaí Idirdhisciplíneacha in Ollscoil Náisiúnta na Teicneolaíochta Cosanta agus Suzhou Changguang Huaxin Optoelectronics Technology Co., Ltd. i dtaighde léasair leathsheoltóra dé-dath. Foilsíodh na torthaí, dar teideal "Monolithic 960/1000nm bi-dath léasair diosca leathsheoltóra gile os cionn 300MW/cm²sr," in ACS Photonics. D'fhóin Zhang Zhicheng, taighdeoir cúnta ag USTC, mar an chéad údar, leis na hOllúna Wang Jun agus Zhang Chao Fan mar údair comhfhreagracha.
Le blianta beaga anuas tá aird shuntasach tarraingthe ar léasair diosca leathsheoltóra (SDLanna), ar a dtugtar Léasair astaithe ingearacha dromchla an chuas (VECSELanna) le blianta beaga anuas. Trí na buntáistí a bhaineann le gnóthachan leathsheoltóra agus le hathshonairí stáit soladacha a chomhcheangal, sáraíonn siad go héifeachtach teorainneacha réimse astaíochta na ngnáthléasair leathsheoltóra aonmhód agus iad ag tairiscint dearadh banda-bhearna leathsheoltóra solúbtha agus tréithe ardghnóthachan ábhair. Aimsíonn siad feidhmchláir i gcásanna iomadúla, lena n-áirítear aschur léasair líneálaíochta íseal-caolach-, athrá ultra-ghasta-glúin chuisle ard-ráta, giniúint armónach ard, agus teicneolaíocht treoir-réaltaí sóidiam. Teastaíonn solúbthacht tonnfhaid níos mó chun teicneolaíocht chun cinn. Léiríonn foinsí comhleanúnacha dé-thonnfhad acmhainneacht ollmhór i réimsí atá ag teacht chun cinn mar lidar frithphléasctha, trasnamhéadracht holagrafach, cumarsáid ilphléacsála roinne tonnfhaid, giniúint lár-infridhearg nó terahertz, agus cíora minicíochta optúla ildaite. Dúshlán suntasach i gcónaí i léasair dioscaí leathsheoltóra astaíochtaí ard-ghile a bhaint amach agus iomaíocht ghnóthachan idir tonnfhaid a shochtadh.
Chun aghaidh a thabhairt ar an dúshlán seo, mhol an fhoireann léasair leathsheoltóra dearadh sliseanna nuálaíoch. Trí -staidéir dhomhain uimhriúla, fuair siad amach go bhféadfaí rialáil sholúbtha dhá-datha a fháil trí rialú beacht a dhéanamh ar theocht-scagadh gnóthachan tobair chandamach spleách agus éifeachtaí scagtha micrea-cavity leathsheoltóra. Ag cur leis seo, d'éirigh leis an bhfoireann sliseanna ard-ghile a dhearadh a fheidhmíonn ag 960/1000 nm. Feidhmíonn an léasair seo i mód bunúsach atá beagnach teoranta ó thaobh idirdhealaithe, ag baint amach gile aschuir thart ar 310 mW/cm²sr.
Nuálaíochtaí Taighde
Fíor 1: Dearadh sliseanna ardú leathsheoltóra ard-gile-tonnfhad
Níl an ciseal gnóthachain wafer leathsheoltóra ach cúpla micriméadar ar tiús, rud a chruthaíonn microcavity Fabry-Perot idir an comhéadan aeir leathsheoltóra agus an frithchaiteoir Bragg dáilte ag an tsubstráit. Tríd an micrea-cavity leathsheoltóra a chóireáil mar scagaire speictreach comhtháite modhnaítear an gnóthachan tobair chandamach. Ag an am céanna, léiríonn an éifeacht scagtha microcavity agus gnóthachan leathsheoltóra rátaí ar leith srutha teochta. In éineacht le rialú teochta, cuireann sé seo ar chumas an tonnfhad aschuir a athrú agus a rialáil. Trí na hairíonna seo a ghiaráil, shocraigh an fhoireann buaic ghnóthachan an tobair chandamach ag 950 nm ag 300 K, le ráta sreafa teochta méadaithe tonnfhad de thart ar 0.37 nm/K. Ina dhiaidh sin, d'úsáid an fhoireann an modh maitrís aistrithe chun fachtóirí teorannaithe fadaimseartha an sliseanna a dhearadh, ag baint amach buaic-tonnfhad de thart ar 960 nm agus 1000 nm. Nocht ionsamhlúcháin ráta srutha teochta de 0.08 nm/K amháin. Ag baint úsáide as miotail-deistiúchán gaile orgánach ceimiceach (MOCVD) le haghaidh fáis epitaxial, d'éirigh leis an bhfoireann sliseanna gnóthachain ardchaighdeáin a dhéanamh trí bharrfheabhsú próisis leanúnach. Bhí na tomhais photoluminescence ag teacht go hiomlán leis na torthaí insamhalta. Chun an t-ualach teirmeach a mhaolú agus chun oibriú ardchumhachta a chumasú, rinneadh tuilleadh forbartha ar phróiseas pacáistithe sliseanna leathsheoltóra.
Anailís Chuimsitheach ar Thréithe Aschuir Sliseanna Gnóthachain Leathsheoltóra
Tar éis pacáistiú sliseanna, rinne an fhoireann meastóireacht chuimsitheach ar a fheidhmíocht léasair. I modh oibríochta leanúnach, is féidir an tonnfhad astaithe a thiúnadh go solúbtha idir 960 nm agus 1000 nm trí chumhacht an chaidéil nó teocht an doirteal teasa a rialú. Laistigh de raon cumhachta caidéil ar leith, bhain an léasair oibríocht dé-tonnfhad amach freisin le spásáil tonnfhaid de 39.4 nm, ag baint amach uaschumhacht toinne leanúnach de 3.8 W. I gcomhthráth, choinnigh an léasair gar do-difrion{10}}oibriúchán bunmhóid teoranta le fachtóir cáilíochta léasa de thart ar 1.13 agus gile de thart ar 1.0 amháin. MW/cm²sr. Rinne an fhoireann imscrúdú freisin ar fheidhmíocht quasi-tonnta leanúnach an léasair. Trí chriostal optúil neamhlíneach LiB₃O₅ a chur isteach sa chuas athshondóra, d’éirigh leo suim-chomharthaí minicíochta a fheiceáil, rud a dhearbhaigh sioncrónú an dá thonnfhad.
Baintear amach comhtháthú orgánach de scagadh gnóthachain chandamach agus scagadh micrea-cavity leis an dearadh sliseanna inghnách seo, ag leagan an bhunsraith dearaidh chun foinsí léasair dé-tonnfhad a réadú. I dtéarmaí méadrachta feidhmíochta, baineann an dé-léasair tonnfhad monolithic seo amach ard-gile, ard-solúbthacht, agus aschur beachta léas comhaiseach. Tá a ghile i measc na leibhéil is mó ar domhan i réimse reatha na léasair leathsheoltóra dé-tonnfhad monailiteacha. I gcás feidhmeanna praiticiúla, tá an éacht seo geallta i gcórais lidar ildaite. Agus a shaintréithe ard-ghile agus dé-thonnfhad á ghiaráil, féadann sé cruinneas braite radair agus cumais frith-idirghabhála a fheabhsú go héifeachtach i dtimpeallachtaí casta. I bhfeidhmchláir chíor minicíochta optúla, soláthraíonn a aschur cobhsaí dé-thonnfhad tacaíocht ríthábhachtach do thomhais speictreach beachtas agus braite optúil ardtaifigh. Ag féachaint romhainn, tá sé beartaithe ag an bhfoireann a gcuid taighde a dhoimhniú. Ar thaobh amháin, tá sé mar aidhm acu gléasanna leicphumpáilte a fhorbairt trí pharaiméadair a bharrfheabhsú ar nós toisí leictreoidí agus dópáil chun cumhacht aonmhóid a mhéadú tuilleadh. Ar cheann eile, scrúdóidh siad leictrea-dhromchla criostail fhótónaic pumpáilte{-léasair leathsheoltóra astaithe.
