Оптоэлектрон технологиянең тиз үсеше белән, ярымүткәргеч лазерлар югары нәтиҗәлелеге, компакт зурлыгы һәм модуляция җиңеллеге аркасында телекоммуникация, медицина, сәнәгать эшкәртү һәм LiDAR кебек төрле өлкәләрдә киң кулланыла башлады. Бу технологиянең нигезендә бик мөһим роль уйный торган көчәйтү мохите ята. Ул ... булып хезмәт итә."энергия чыганагы"стимуллаштырылган нурланыш һәм лазер генерациясен тәэмин итә, лазерны билгели'ның эшләве, дулкын озынлыгы һәм куллану потенциалы.
1. Өстенлек уртасы нәрсә ул?
Исеменнән күренгәнчә, көчәйтү мохите - оптик көчәйтү тәэмин итүче материал. Тышкы энергия чыганаклары (мәсәлән, электр инъекциясе яки оптик насослау) белән кузгатылганда, ул төшкән яктылыкны стимуллаштырылган нурланыш механизмы аша көчәйтә, бу лазер чыгаруга китерә.
Ярымүткәргеч лазерларда көчәйтү мохите гадәттә PN тоташуындагы актив өлкәдән тора, аның материал составы, структурасы һәм легирлау ысуллары төп параметрларга, мәсәлән, бусага токына, эмиссия дулкын озынлыгына, нәтиҗәлелеккә һәм җылылык үзенчәлекләренә турыдан-туры йогынты ясый.
2. Ярымүткәргеч лазерларда еш очрый торган көчәйтү материаллары
III-V кушылма ярымүткәргечләре иң еш кулланыла торган көчәйтү материаллары. Гадәти мисаллар:
①GaAs (Галлий Арсенид)
850 нче катламдагы нур чыгаручы лазерлар өчен яраклы–980 нм диапазон, оптик элемтәдә һәм лазер бастыруда киң кулланыла.
②InP (Индий фосфиды)
1,3 мкм һәм 1,55 мкм диапазоннардагы эмиссия өчен кулланыла, бу оптик җепселле элемтә өчен бик мөһим.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Аларның композицияләрен төрле дулкын озынлыкларына ирешү өчен көйләргә мөмкин, бу көйләнерлек дулкын озынлыгындагы лазер конструкцияләре өчен нигез булып тора.
Бу материаллар, гадәттә, туры зона аралыгы структураларына ия, бу аларны фотон эмиссиясе белән электрон-тишек рекомбинациясендә югары нәтиҗәле итә, ярымүткәргеч лазер көчәйтү мохитендә куллану өчен идеаль.
3. Көчәйтү структураларының эволюциясе
Ясалма технологияләр алга киткән саен, ярымүткәргеч лазерлардагы көчәйтү структуралары башлангыч гомоузышлардан гетероузышларга, аннары алга киткән квант чокырлары һәм квант нокталары конфигурацияләренә үзгәрде.
①Гетероузыш көчәйтү уртачасы
Ярымүткәргеч материалларны төрле зоналар белән берләштерү аша, ташучылар һәм фотоннар билгеләнгән өлкәләрдә нәтиҗәле рәвештә чикләнергә мөмкин, көчәйтү нәтиҗәлелеген арттырырга һәм бусага токын киметергә мөмкин.
②Квант коелары структуралары
Актив өлкәнең калынлыгын нанометр масштабына кадәр киметү юлы белән, электроннар ике үлчәмдә чикләнә, шуның белән нурланыш рекомбинациясенең нәтиҗәлелеге сизелерлек арта. Бу түбәнрәк бусага токлары һәм яхшырак термик тотрыклылык белән лазерлар барлыкка китерә.
③Квант нокталары структуралары
Үз-үзен җыю ысулларын кулланып, нуль үлчәмле наноструктуралар формалаштырыла, бу энергия дәрәҗәсенең кискен бүленешен тәэмин итә. Бу структуралар көчәйтү үзенчәлекләрен һәм дулкын озынлыгы тотрыклылыгын арттыра, бу аларны киләсе буын югары җитештерүчән ярымүткәргеч лазерлар өчен тикшеренүләрнең иң популяр ноктасы итә.
4. Көчәйтү уртасы нәрсәне билгели?
①Чыгару дулкын озынлыгы
Материалның тасма аралыгы лазерны билгели's дулкын озынлыгы. Мәсәлән, InGaAs якын инфракызыл лазерлар өчен яраклы, ә InGaN зәңгәр яки шәмәхә лазерлар өчен кулланыла.
②Нәтиҗәлелек һәм куәт
Йөк ташучыларның мобильлеге һәм нурланышсыз рекомбинация тизлекләре оптик-электрик конверсия нәтиҗәлелегенә тәэсир итә.
③Җылылык күрсәткечләре
Төрле материаллар температура үзгәрешләренә төрлечә җавап бирә, бу сәнәгать һәм хәрби мохиттә лазерның ышанычлылыгына тәэсир итә.
④Модуляция җавабы
Көчәйтү мохите лазерга тәэсир итә'җавап бирү тизлеге, ул югары тизлекле элемтә кушымталарында бик мөһим.
5. Йомгаклау
Ярымүткәргеч лазерларның катлаулы структурасында көчәйтү мохите, чыннан да, аның "йөрәге" булып тора.—лазерны булдыру өчен генә түгел, ә аның гомер озынлыгына, тотрыклылыгына һәм куллану сценарийларына йогынты ясау өчен дә җаваплы. Материал сайлаудан алып структураль проектлауга кадәр, макроскопик эшчәнлектән алып микроскопик механизмнарга кадәр, көчәйтү мохитендәге һәр ачыш лазер технологиясен югарырак эшчәнлеккә, киңрәк куллануга һәм тирәнрәк өйрәнүгә этәрә.
Материаллар фәне һәм нано-җитештерү технологияләрендәге алгарышлар белән, киләчәктә көчәйтү чаралары югарырак яктылык, киңрәк дулкын озынлыгы каплавы һәм акыллырак лазер чишелешләре китерәчәк дип көтелә.—фән, сәнәгать һәм җәмгыять өчен күбрәк мөмкинлекләр ачу.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 17 июле