Dual-color semiconductor လေဆာများဆိုင်ရာ နောက်ဆုံးသုတေသနပြုချက်
ဒေါင်လိုက် ပြင်ပပေါက်အတွင်းမှ ထုတ်လွှတ်သော လေဆာများ (VECSEL) ဟုလည်းသိကြသည့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးဓာတ်ပြားလေဆာများ (SDL လေဆာများ) သည် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း များစွာအာရုံစိုက်လာခဲ့သည်။ ၎င်းသည် semiconductor အမြတ်နှင့် solid-state resonators များ၏ အားသာချက်များကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ၎င်းသည် သမားရိုးကျ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာလေဆာများအတွက် single-mode ပံ့ပိုးမှု၏ ထုတ်လွှတ်မှုဧရိယာကန့်သတ်ချက်ကို ထိထိရောက်ရောက် သက်သာစေရုံသာမက လိုက်လျောညီထွေရှိသော semiconductor bandgap ဒီဇိုင်းနှင့် မြင့်မားသောပစ္စည်းရရှိမှုလက္ခဏာများပါရှိသည်။ ဆူညံသံနည်းခြင်းကဲ့သို့သော ကျယ်ပြန့်သော အပလီကေးရှင်းအခြေအနေများတွင် တွေ့မြင်နိုင်သည်။မျဉ်းကျဉ်းလေဆာအထွက်နှုန်း၊ အလွန်တိုတောင်းသော ထပ်တလဲလဲ သွေးခုန်နှုန်း ထုတ်လုပ်မှု၊ မြင့်မားသော ဟာမိုနီ မျိုးဆက်နှင့် ဆိုဒီယမ် လမ်းညွန်ကြယ် နည်းပညာ စသည်တို့ ဖြစ်သည်။ နည်းပညာ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ ၎င်း၏ လှိုင်းအလျား ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်အတွက် မြင့်မားသော လိုအပ်ချက်များကို ရှေ့တန်းတင်လာခဲ့သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လှိုင်းအလျားနှစ်ခုပေါင်းစပ်ထားသော အလင်းရင်းမြစ်များသည် စွက်ဖက်မှုဆန့်ကျင် lidar၊ holographic interferometry၊ wavelength division multiplexing communication၊ mid-infrared သို့မဟုတ် terahertz generation နှင့် multi-color optical frequency combs ကဲ့သို့သော ထွန်းသစ်စနယ်ပယ်များတွင် အလွန်မြင့်မားသော application value ကို သရုပ်ပြထားပါသည်။ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာဓာတ်ပြားလေဆာများတွင် တောက်ပမှုနှစ်ရောင်ထုတ်လွှတ်မှုကို မည်သို့ရရှိစေရန်နှင့် လှိုင်းအလျားများစွာကြားတွင် ပြိုင်ဆိုင်မှုကို ထိရောက်စွာ ဖိနှိပ်နိုင်ပုံသည် ဤနယ်ပယ်တွင် အမြဲတမ်း သုတေသနပြုရန် အခက်အခဲတစ်ခုဖြစ်သည်။
မကြာသေးမီက နှစ်ရောင်စပ်semiconductor လေဆာတရုတ်နိုင်ငံရှိ အဖွဲ့သည် ဤစိန်ခေါ်မှုကို ဖြေရှင်းရန်အတွက် ဆန်းသစ်သော ချစ်ပ်ဒီဇိုင်းကို အဆိုပြုထားသည်။ နက်ရှိုင်းသော ကိန်းဂဏာန်း သုတေသန အားဖြင့်၊ ၎င်းတို့သည် အပူချိန်နှင့် ဆက်နွှယ်သော ကွမ်တမ် ကောင်းစွာ ရရှိမှု စစ်ထုတ်ခြင်း နှင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း မိုက်ခရိုကာဗတီ စစ်ထုတ်ခြင်း အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို တိကျစွာ ထိန်းညှိခြင်းဖြင့် ရောင်စုံနှစ်ရောင် ရရှိမှုကို လိုက်လျောညီထွေစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ယင်းကိုအခြေခံ၍ အဖွဲ့သည် 960/1000 nm မြင့်မားသော တောက်ပမှုရရှိသည့် ချစ်ပ်တစ်ခုကို အောင်မြင်စွာ ဒီဇိုင်းထုတ်ခဲ့သည်။ ဤလေဆာသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 310 MW/cm²sr အထိ မြင့်မားသော အထွက်တောက်ပမှုနှင့်အတူ diffraction limit အနီးတွင် အခြေခံမုဒ်တွင် လုပ်ဆောင်သည်။
ဆီမီးကွန်ဒတ်တာအပြား၏ အမြတ်အလွှာသည် မိုက်ခရိုမီတာအနည်းငယ်သာ ထူပြီး Fabry-Perot မိုက်ခရိုကေဗီကို ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ-လေမျက်နှာပြင်နှင့် အောက်ခြေဖြန့်ဝေသည့် Bragg ရောင်ပြန်ကြားတွင် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ချစ်ပ်၏ တပ်ဆင်ထားသော ရောင်စဉ်တန်းဇကာအဖြစ် semiconductor microcavity ကို ကုသခြင်းသည် ကွမ်တမ်၏ အမြတ်ကို ကောင်းစွာ ထိန်းညှိပေးလိမ့်မည်။ ဤအတောအတွင်း၊ microcavity filtering effect နှင့် semiconductor gain တို့သည် မတူညီသော temperature drift rate ရှိသည်။ အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုနှင့်အတူ ပေါင်းစပ်၍ အထွက်လှိုင်းအလျားများကို ကူးပြောင်းခြင်းနှင့် ထိန်းညှိခြင်းတို့ကို ဆောင်ရွက်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ဤလက္ခဏာများပေါ်အခြေခံ၍ အဖွဲ့သည် ကွမ်တမ်ကောင်းစွာရရှိမှုအထွတ်အထိပ်ကို 300 K အပူချိန်တွင် 950 nm တွင် တွက်ချက်ကာ အမြတ်လှိုင်းအလျား၏အပူချိန်သည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 0.37 nm/K ဖြစ်သဖြင့် တွက်ချက်သတ်မှတ်ပေးပါသည်။ ထို့နောက်တွင်၊ အဖွဲ့သည် အမြင့်ဆုံးလှိုင်းအလျားခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 960 nm နှင့် 1000 nm အသီးသီးရှိသည့် transmission matrix method ကို အသုံးပြု၍ chip ၏ longitudinal constraint factor ကို ဒီဇိုင်းထုတ်ခဲ့သည်။ အပူချိန် ပျံတက်နှုန်း 0.08 nm/K သာရှိကြောင်း သရုပ်ပြမှုများက ဖော်ပြသည်။ epitaxial ကြီးထွားမှုအတွက် သတ္တု-အော်ဂဲနစ် ဓာတုအငွေ့ထုတ်ခြင်းနည်းပညာကို အသုံးပြု၍ ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို စဉ်ဆက်မပြတ် ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့်၊ အရည်အသွေးမြင့် အမြတ်ချစ်ပ်များကို အောင်မြင်စွာ တီထွင်နိုင်ခဲ့သည်။ photoluminescence ၏တိုင်းတာမှုရလဒ်များသည် simulation ရလဒ်များနှင့်လုံးဝကိုက်ညီသည်။ အပူဝန်ကို သက်သာစေပြီး စွမ်းအားမြင့် ထုတ်လွှင့်မှုရရှိရန်၊ semiconductor-diamond ချစ်ပ်ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို ထပ်မံတီထွင်ခဲ့သည်။
ချစ်ပ်ထုပ်ပိုးမှုအပြီးတွင်၊ အဖွဲ့သည် ၎င်း၏လေဆာစွမ်းဆောင်ရည်ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အကဲဖြတ်ခဲ့ပါသည်။ စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်မှုမုဒ်တွင်၊ ပန့်ပါဝါ သို့မဟုတ် အပူစုပ်ခွက်အပူချိန်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့်၊ ထုတ်လွှတ်မှုလှိုင်းအလျားအား 960 nm နှင့် 1000 nm အကြား လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ချိန်ညှိနိုင်သည်။ စုပ်စက်ပါဝါသည် သတ်သတ်မှတ်မှတ်အကွာအဝေးအတွင်း၌ ရှိနေသောအခါ၊ လေဆာသည် လှိုင်းအလျားနှစ်ခုကြားကာလ 39.4 nm အထိ လုပ်ဆောင်နိုင်သည် ။ ဤအချိန်တွင်၊ အမြင့်ဆုံး ဆက်တိုက် လှိုင်းပါဝါသည် 3.8 W သို့ ရောက်ရှိပြီး ထိုအတောအတွင်း၊ လေဆာသည် အလင်းအမှောင် ကန့်သတ်ချက် အနီးတွင် အခြေခံမုဒ်တွင် လည်ပတ်နေပြီး၊ အလင်းတန်း အရည်အသွေး 1.1 M² သာရှိပြီး တောက်ပမှုမှာ ခန့်မှန်းခြေ 310 MW/cm²sr အထိ မြင့်မားသည်။ အဖွဲ့သည် တစ်ပိုင်းအဆက်မပြတ် လှိုင်းလုံးများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် သုတေသနပြုခဲ့ပါသည်။လေဆာ. LiB₃O₅ လှိုင်းအလျားနှစ်ခုကို ထပ်တူပြုခြင်းအား အတည်ပြုပြီး လှိုင်းအလျားနှစ်ခုကို ထပ်တူကျအောင်ပြုလုပ်ခြင်းကို အတည်ပြုခြင်းဖြင့် ပေါင်းလဒ်ကြိမ်နှုန်းအချက်ပြမှုကို အောင်မြင်စွာတွေ့ရှိခဲ့သည်။
ဤကျွမ်းကျင်လိမ္မာသော ချစ်ပ်ဒီဇိုင်းဖြင့်၊ ကွမ်တမ်ကောင်းမွန်စွာရရှိမှု စစ်ထုတ်ခြင်းနှင့် microcavity filtering တို့၏ အော်ဂဲနစ်ပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိပြီး ရောင်စုံလေဆာရင်းမြစ်များကို အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် ဒီဇိုင်းအခြေခံအုတ်မြစ်ချပေးသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်အညွှန်းကိန်းများတွင် ဤ single-chip dual-color လေဆာသည် မြင့်မားသောတောက်ပမှု၊ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်နှင့် တိကျသော coaxial beam output ကို ရရှိသည်။ ၎င်း၏တောက်ပမှုသည် single-chip dual-color semiconductor လေဆာများ၏လက်ရှိနယ်ပယ်တွင်နိုင်ငံတကာထိပ်တန်းအဆင့်တွင်ရှိသည်။ လက်တွေ့အသုံးချမှုအရ၊ ဤအောင်မြင်မှုသည် ၎င်း၏မြင့်မားသောတောက်ပမှုနှင့် ရောင်စုံနှစ်ရောင်သွင်ပြင်လက္ခဏာများကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ရှုပ်ထွေးသောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် အရောင်မျိုးစုံ lidar ၏ အာရုံစူးစိုက်မှုဆန့်ကျင်နိုင်စွမ်းကို ထိရောက်စွာ မြှင့်တင်နိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ပါသည်။ optical frequency combs နယ်ပယ်တွင်၊ ၎င်း၏တည်ငြိမ်သော dual-wavelength output သည် တိကျသောရောင်စဉ်တန်းတိုင်းတာခြင်းနှင့် high-resolution optical sensing ကဲ့သို့သော applications များအတွက်အရေးကြီးသောအထောက်အပံ့ကိုပေးစွမ်းနိုင်သည်။
စာတိုက်အချိန်- စက်တင်ဘာ-၂၃-၂၀၂၅