Avèk avansman rapid teknoloji optoelektwonik la, lazè semi-kondiktè yo vin lajman itilize nan divès domèn tankou telekominikasyon, medikaman, pwosesis endistriyèl, ak LiDAR, gras a gwo efikasite yo, gwosè kontra enfòmèl ant yo, ak fasilite modilasyon yo. Nan kè teknoloji sa a gen mwayen gen an, ki jwe yon wòl absoliman vital. Li sèvi kòm"sous enèji"ki pèmèt emisyon stimulé ak jenerasyon lazè, detèmine lazè a'pèfòmans, longèdonn, ak potansyèl aplikasyon an.
1. Kisa yon mwayen pou ogmante ogmantasyon ye?
Jan non an sijere a, yon mwayen pou ogmante limyè (gain medium) se yon materyèl ki bay anplifikasyon optik. Lè li eksite pa sous enèji ekstèn (tankou enjeksyon elektrik oswa ponpaj optik), li anplifye limyè ensidan an atravè mekanis emisyon estimile a, sa ki mennen nan yon pwodiksyon lazè.
Nan lazè semi-kondiktè yo, mwayen gen an tipikman konpoze de rejyon aktif la nan jonksyon PN lan, ki gen konpozisyon materyèl, estrikti, ak metòd dopan ki gen yon enpak dirèk sou paramèt kle tankou kouran papòt, longèdonn emisyon, efikasite, ak karakteristik tèmik.
2. Materyèl komen pou genyen nan lazè semi-kondiktè yo
Semi-kondiktè konpoze III-V yo se materyèl ki pi souvan itilize pou pran plis. Men kèk egzanp tipik:
1GaAs (Galyòm Arseniur)
Apwopriye pou lazè ki emèt nan 850 la–980 nm ranje, lajman itilize nan kominikasyon optik ak enprime lazè.
2InP (Fosfid Endyòm)
Itilize pou emisyon nan bann 1.3 µm ak 1.55 µm, enpòtan pou kominikasyon fib optik.
3InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Konpozisyon yo ka ajiste pou reyalize diferan longèdonn, sa ki fòme baz pou desen lazè ak longèdonn reglabl.
Materyèl sa yo tipikman prezante estrikti bandgap dirèk, sa ki fè yo trè efikas nan rekombinasyon elektwon-twou ak emisyon foton, ideyal pou itilize nan mwayen gen lazè semi-kondiktè.
3. Evolisyon Estrikti Pwofi yo
Ofiramezi teknoloji fabrikasyon yo ap pwogrese, estrikti gen nan lazè semi-kondiktè yo te evolye soti nan premye omojonksyon yo rive nan eterojonksyon yo, e pi lwen rive nan konfigirasyon avanse ak pwi kwantik ak pwen kwantik.
1Mwayen pou genyen eterojonksyon
Lè yo konbine materyèl semi-kondiktè ak diferan espas bann (bandgap), transpòtè ak foton yo ka efektivman limite nan rejyon deziyen, amelyore efikasite gen epi diminye kouran papòt la.
2Estrikti Pwi Kwantik
Lè yo diminye epesè rejyon aktif la rive nan yon echèl nanomèt, elektwon yo limite nan de dimansyon, sa ki ogmante efikasite rekombinasyon radyatif la anpil. Sa bay lazè ki gen kouran papòt ki pi ba ak pi bon estabilite tèmik.
3Estrikti Pwen Kwantik
Lè yo itilize teknik oto-asanblaj, yo fòme nanostrikti zewo-dimansyon, sa ki bay distribisyon nivo enèji byen file. Estrikti sa yo ofri karakteristik gen amelyore ak estabilite longèdonn, sa ki fè yo yon pwen enpòtan nan rechèch pou lazè semi-kondiktè pèfòmans segondè pwochen jenerasyon an.
4. Kisa mwayen gen an detèmine?
1Longèdonn Emisyon
Espas bann materyèl la detèmine lazè a'longèdonn s. Pa egzanp, InGaAs apwopriye pou lazè enfrawouj tou pre, alòske InGaN itilize pou lazè ble oswa vyolèt.
2Efikasite ak Pouvwa
Mobilite transpòtè ak pousantaj rekombinasyon ki pa radyatif afekte efikasite konvèsyon optik-elektrik la.
3Pèfòmans tèmik
Diferan materyèl reyaji a chanjman tanperati nan divès fason, sa ki enfliyanse fyab lazè a nan anviwònman endistriyèl ak militè yo.
④Repons Modilasyon
Mwayen benefis la enfliyanse lazè a'vitès repons lan, ki enpòtan nan aplikasyon kominikasyon gwo vitès.
5. Konklizyon
Nan estrikti konplèks lazè semi-kondiktè yo, mwayen pou ogmante pwodiksyon an se vrèman "kè" li.—pa sèlman responsab pou jenere lazè a, men tou pou enfliyanse dire lavi li, estabilite li, ak senaryo aplikasyon li yo. Depi seleksyon materyèl rive nan konsepsyon estriktirèl, depi pèfòmans makroskopik rive nan mekanis mikwoskopik, chak avansman nan mwayen gen ap pouse teknoloji lazè nan direksyon pi gwo pèfòmans, aplikasyon ki pi laj, ak eksplorasyon ki pi pwofon.
Avèk avansman kontinyèl nan syans materyèl ak teknoloji nano-fabrikasyon, yo prevwa mwayen pou ogmante volim nan lavni ap pote pi gwo klète, yon pwoteksyon longèdonn ki pi laj, ak solisyon lazè ki pi entelijan.—debloke plis posiblite pou syans, endistri ak sosyete a.
Dat piblikasyon: 17 Jiyè 2025