उद्योग बातम्या

ग्रीन लेसरची ऑप्टिकल कामगिरी मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे

2022-03-30
लेझर हा विसाव्या शतकातील मानवजातीच्या महान शोधांपैकी एक मानला जातो आणि त्याच्या देखाव्याने शोध, संप्रेषण, प्रक्रिया, प्रदर्शन आणि इतर क्षेत्रांच्या प्रगतीला जोरदार प्रोत्साहन दिले आहे. सेमीकंडक्टर लेसर हा लेसरचा एक वर्ग आहे जो लवकर परिपक्व होतो आणि वेगाने प्रगती करतो. त्यांच्याकडे लहान आकार, उच्च कार्यक्षमता, कमी खर्च आणि दीर्घ आयुष्याची वैशिष्ट्ये आहेत, म्हणून ते मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. सुरुवातीच्या काळात, GaAsInP प्रणालीवर आधारित इन्फ्रारेड लेझरने माहिती क्रांतीचा पाया घातला. . गॅलियम नायट्राइड लेसर (LD) हे अलिकडच्या वर्षांत विकसित झालेले नवीन प्रकारचे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे. GaN मटेरियल सिस्टमवर आधारित लेसर मूळ इन्फ्रारेडपासून संपूर्ण दृश्यमान स्पेक्ट्रम आणि अल्ट्राव्हायोलेट स्पेक्ट्रमपर्यंत कार्यरत तरंगलांबी विस्तारू शकतो. प्रक्रिया, राष्ट्रीय संरक्षण, क्वांटम कम्युनिकेशन आणि इतर क्षेत्रांनी उत्तम अनुप्रयोग संभावना दाखवल्या आहेत.
लेसर जनरेशनचे तत्त्व असे आहे की ऑप्टिकल गेन मटेरियलमधील प्रकाश ऑप्टिकल पोकळीतील दोलनाने वाढविला जातो ज्यामुळे अत्यंत सुसंगत टप्पा, वारंवारता आणि प्रसार दिशा प्रकाश तयार होतो. एज-एमिटिंग रिज-प्रकार सेमीकंडक्टर लेसरसाठी, ऑप्टिकल पोकळी सर्व तीन अवकाशीय परिमाणांमध्ये प्रकाश मर्यादित करू शकते. लेसर आउटपुट दिशेसह बंदिस्त मुख्यतः रेझोनंट पोकळी क्लीव्हिंग आणि लेप करून प्राप्त केले जाते. क्षैतिज दिशेने, उभ्या दिशेने ऑप्टिकल बंदिस्त मुख्यतः रिजच्या आकाराद्वारे तयार केलेल्या समतुल्य अपवर्तक निर्देशांक फरक वापरून लक्षात येते, तर उभ्या दिशेने ऑप्टिकल बंदिवास वेगवेगळ्या सामग्रीमधील अपवर्तक निर्देशांक फरकाने लक्षात येते. उदाहरणार्थ, 808 nm इन्फ्रारेड लेसरचा लाभ क्षेत्र एक GaAs क्वांटम वेल आहे आणि ऑप्टिकल बंदिस्त स्तर कमी अपवर्तक निर्देशांकासह AlGaAs आहे. GaAs आणि AlGaAs मटेरियलचे जाळीचे स्थिरांक जवळजवळ सारखेच असल्याने, ही रचना एकाच वेळी ऑप्टिकल बंदिस्त साध्य करत नाही. जाळीच्या विसंगतीमुळे सामग्रीच्या गुणवत्तेच्या समस्या उद्भवू शकतात.
GaN-आधारित लेझरमध्ये, कमी अपवर्तक निर्देशांक असलेले AlGaN सहसा ऑप्टिकल बंदिस्त थर म्हणून वापरले जाते आणि (इन) उच्च अपवर्तक निर्देशांकासह GaN वेव्हगाइड स्तर म्हणून वापरला जातो. तथापि, उत्सर्जन तरंगलांबी जसजशी वाढत जाते, तसतसे ऑप्टिकल बंदिस्त थर आणि वेव्हगाइड लेयरमधील अपवर्तक निर्देशांकाचा फरक सतत कमी होत जातो, ज्यामुळे प्रकाश क्षेत्रावरील ऑप्टिकल बंदिस्त थराचा बंदिस्त प्रभाव सतत कमी होतो. विशेषत: हिरव्या लेसरमध्ये, अशा संरचना प्रकाश क्षेत्र मर्यादित करू शकत नाहीत, ज्यामुळे प्रकाश अंतर्निहित सब्सट्रेट लेयरमध्ये जाईल. हवा/सबस्ट्रेट/ऑप्टिकल कॉन्फिनेमेंट लेयरच्या अतिरिक्त वेव्हगाईड स्ट्रक्चरच्या अस्तित्वामुळे, सब्सट्रेटमध्ये गळती होणारा प्रकाश स्थिर मोड (सबस्ट्रेट मोड) बनतो. सब्सट्रेट मोडच्या अस्तित्वामुळे उभ्या दिशेने ऑप्टिकल फील्ड वितरण यापुढे गॉसियन वितरण नाही तर "कॅलिक्स लोब" असेल आणि बीमच्या गुणवत्तेचा ऱ्हास निःसंशयपणे डिव्हाइसच्या वापरावर परिणाम करेल.

अलीकडे, मागील ऑप्टिकल सिम्युलेशन संशोधन (DOI: 10.1364/OE.389880) च्या निकालांवर आधारित, सुझोउ इन्स्टिट्यूट ऑफ नॅनोटेक्नॉलॉजी, चायनीज अकादमी ऑफ सायन्सेस मधील लियू जियानपिंग यांच्या संशोधन गटाने AlInGaN चतुर्थांश सामग्री वापरण्याचा प्रस्ताव दिला ज्याचा जाळी स्थिर आणि अपवर्तक निर्देशांक असू शकतो. ऑप्टिकल बंदिस्त थर म्हणून त्याच वेळी समायोजित केले जावे. सब्सट्रेट मोल्डचा उदय, संबंधित परिणाम मूलभूत संशोधन जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले, जे चीनच्या नॅशनल नॅचरल सायन्स फाउंडेशनद्वारे निर्देशित आणि प्रायोजित आहे. संशोधनात, प्रयोगकर्त्यांनी प्रथमतः एपिटॅक्सियल ग्रोथ प्रोसेस पॅरामीटर्स हेटरोएपिटॅक्सियल पद्धतीने उच्च-गुणवत्तेचे AlInGaN पातळ थर वाढवण्यासाठी स्टेप फ्लो मॉर्फोलॉजीसह GaN/Sapphire टेम्पलेटवर ऑप्टिमाइझ केले. त्यानंतर, GaN स्वयं-समर्थक सब्सट्रेटवरील AlInGaN जाड थराचा होमोएपिटॅक्सियल टाइम-लॅप्स असे दर्शविते की पृष्ठभागावर विस्कळीत रिज मॉर्फोलॉजी दिसेल, ज्यामुळे पृष्ठभागाची खडबडीत वाढ होईल, त्यामुळे इतर लेसर संरचनांच्या एपिटॅक्सियल वाढीवर परिणाम होईल. एपिटॅक्सियल वाढीच्या ताण आणि आकारविज्ञान यांच्यातील संबंधांचे विश्लेषण करून, संशोधकांनी प्रस्तावित केले की AlInGaN जाड थरात जमा होणारा संकुचित ताण हे अशा आकारविज्ञानाचे मुख्य कारण आहे आणि वेगवेगळ्या तणावाच्या स्थितींमध्ये AlInGaN जाड थर वाढवून अनुमानाची पुष्टी केली. शेवटी, ग्रीन लेसरच्या ऑप्टिकल कॉन्फिनेमेंट लेयरमध्ये ऑप्टिमाइझ केलेले AlInGaN जाड थर लागू करून, सब्सट्रेट मोडची घटना यशस्वीरित्या दाबली गेली (चित्र 1).


आकृती 1. लीकेज मोड नसलेला हिरवा लेसर, (α) उभ्या दिशेने प्रकाश क्षेत्राचे दूर-क्षेत्र वितरण, (b) स्पॉट डायग्राम.

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