Alimlər otaq temperaturunda infraqırmızı lazer istehsalına müvəffəqiyyətlə nail olublar ki, bu da daha az gücə malik nasos lazerləri gətirəcək.

ThelazerlərDünyanın optik rabitə şəbəkələrini işıqlandırmaq üçün istifadə edilən şəbəkələr adətən erbium qatqılı liflərdən və ya III-V yarımkeçiricilərdən hazırlanır, çünki bunlarlazerləroptik liflər vasitəsilə ötürülə bilən infraqırmızı dalğa uzunluqlarını buraxa bilər. Bununla belə, eyni zamanda, bu materialı ənənəvi silikon elektronika ilə inteqrasiya etmək asan deyil.

İspaniyalı elm adamları yeni bir araşdırmada, gələcəkdə CMOS istehsal prosesinin bir hissəsi olaraq optik liflər boyunca örtülə bilən və ya birbaşa silikonun üzərinə yerləşdirilə bilən infraqırmızı lazerlər istehsal edəcəklərini söylədi. Onlar nümayiş etdiriblər ki, xüsusi hazırlanmış optik boşluğa inteqrasiya olunmuş kolloid kvant nöqtələrilazerotaq temperaturunda optik rabitə pəncərəsi vasitəsilə işıq.

Kvant nöqtələri elektronları ehtiva edən nanoölçülü yarımkeçiricilərdir. Elektronların enerji səviyyələri real atomların enerji səviyyələrinə bənzəyir. Onlar adətən kvant nöqtə kristallarının kimyəvi prekursorlarını ehtiva edən kolloidlərin qızdırılması ilə istehsal olunur və ölçüsünü və formasını dəyişdirərək tənzimlənə bilən fotoelektrik xüsusiyyətlərə malikdir. İndiyə qədər onlar müxtəlif cihazlarda, o cümlədən fotovoltaik elementlərdə, işıq yayan diodlarda və foton detektorlarında geniş istifadə edilmişdir.

2006-cı ildə Kanadanın Toronto Universitetindən bir komanda infraqırmızı lazerlər üçün qurğuşun sulfidli kolloid kvant nöqtələrinin istifadəsini nümayiş etdirdi, lakin elektronların və dəliklərin Auger rekombinasiyasının termal cəhətdən həyəcanlanmasının qarşısını almaq üçün bunu aşağı temperaturda etmək lazımdır. Keçən il Çinin Nankinq şəhərində tədqiqatçılar gümüş seleniddən hazırlanmış nöqtələr tərəfindən istehsal olunan infraqırmızı lazerlər haqqında məlumat verdilər, lakin onların rezonatorları olduqca praktiki deyil və tənzimlənməsi çətin idi.

İspaniyadakı Barselona Texnologiya İnstitutundan Gerasimos Konstantatos və onun həmkarları son araşdırmada otaq temperaturunda infraqırmızı lazerlərə nail olmaq üçün paylanmış əks əlaqə boşluğu adlandırılan boşluqdan istifadə ediblər. Bu üsul çox dar dalğa boyu bandını məhdudlaşdırmaq üçün ızgaradan istifadə edir və nəticədə tək lazer rejimi yaranır.

Barmaqlığı düzəltmək üçün tədqiqatçılar sapfir substratda naxışları həkk etmək üçün elektron şüa litoqrafiyasından istifadə etdilər. Onlar sapfiri yüksək istilik keçiriciliyinə görə seçdilər, bu da optik nasosun yaratdığı istiliyin çox hissəsini götürə bilər - bu istilik lazerin yenidən birləşməsinə səbəb olacaq və lazer çıxışını qeyri-sabit edəcəkdir.

Daha sonra Konstantatos və onun həmkarları 850 nanometrdən 920 nanometrə qədər müxtəlif hündürlüyə malik doqquz barmaqlığın üzərinə qurğuşun sulfid kvant nöqtəsi kolloidini yerləşdirdilər. Onlar həmçinin 5,4 nm, 5,7 nm və 6,0 nm diametrli üç müxtəlif ölçülü kvant nöqtəsindən istifadə ediblər.

Otaq temperaturu testində komanda nümayiş etdirdi ki, o, rabitə c-diapazonunda, l-zolağında və u-zolağında 1553 nm-dən 1649 nm-ə qədər lazerlər yarada bilir, tam genişliyə, maksimum dəyərin yarısına, 0.9 kimi aşağıya çatır. meV. Onlar həmçinin aşkar etdilər ki, n-təsirli qurğuşun sulfid sayəsində onlar nasosun intensivliyini təxminən 40% azalda bilər. Konstantatos hesab edir ki, bu azalma daha praktik, daha az gücə malik nasos lazerlərinə yol açacaq və hətta elektrik nasosuna yol aça bilər.

Potensial tətbiqlərə gəldikdə, Konstantatos bildirib ki, kvant nöqtə həlli inteqrasiya edilmiş sxemlər daxilində və ya arasında ucuz, səmərəli və sürətli rabitə əldə etmək üçün yeni CMOS inteqrasiya edilmiş lazer mənbələri gətirə bilər. O əlavə edib ki, infraqırmızı lazerlərin insan görmə üçün zərərsiz hesab edildiyini nəzərə alsaq, bu, lidarı da yaxşılaşdıra bilər.

Bununla belə, lazerlər istifadəyə verilməzdən əvvəl tədqiqatçılar ilk növbədə davamlı dalğa və ya uzun impuls nasos mənbələri olan lazerlərin istifadəsini nümayiş etdirmək üçün materiallarını optimallaşdırmalıdırlar. Bunun səbəbi bahalı və böyük həcmli sub-pikosaniyəli lazerlərdən istifadə etməməkdir. Konstantatos dedi: "Nanosaniyə impulsları və ya davamlı dalğalar bizə diod lazerlərindən istifadə etməyə imkan verəcək və bu, onu daha praktik qəbul etməyə imkan verəcək".