Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi (CAS), Şanghay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü (SIPM) Güçlü Alan Lazer Fiziği Devlet Anahtar Laboratuvarı, Hangzhou Çin Bilimler Akademisi İleri Araştırmalar Enstitüsü (HIAS) ve Huazhong ile işbirliği içinde Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (HUST), lazerlerin çekiş gücü olarak minyatürleştirilmesiyle kalkojenit kazanç mekanizması çalışmasına dayalı olarak dalga boyu altı ölçeklerde yüksek performanslı kalkojenit tek modlu lazerler gerçekleştirdi. Şeffaf silika bazlı nano boşluktan yayılan suya dayanıklı dalga boyu altı perovskit başlıklı ilgili araştırma sonuçları Advanced Materials (Advanced Materials) dergisinde yayınlandı.
Metal halojenür kalkojenitler, çip üstü fotonik bilgi işleme sistemleri ve gelecekteki entegre optoelektronik alanındaki potansiyel uygulamalarla, yüksek performanslı mikro ve nano lazer cihazları için ideal kazanç ortamlarından biri olarak kabul edilir. Şu anda, kalkojenit lazerlerin hazırlanmasına yönelik ana akım teknoloji esas olarak çözelti yöntemini kullanmaktadır. Bununla karşılaştırıldığında, termal buharlaştırma teknolojisinin kontrollü hassasiyetle geniş alanlı üretim elde etmesi daha kolaydır ve ticari ışık yayan diyotlarda halihazırda uygulanmıştır. Bununla birlikte, termal olarak buharlaştırılmış kalkojenit filmler, yüksek kusurlulukları nedeniyle lazerler için daha az araştırılmıştır ve bu nedenle performans, çözeltiyle işlenmiş muadillerinin gerisinde kalmaktadır. Buna ek olarak, kalkojenit lazerlerin karşılaştığı diğer bir zorluk da, özellikle sudaki kalkojenit lazerler üzerinde çok az deneysel çalışma rapor edildiğinden, kalkojenit bazlı cihazların ticari uygulamasını sınırlayan, neme karşı daha duyarlı olmalarıdır.
a, üç kaynaklı ortak buharlaşma şeması; b, kalkojenit floresans spektrumları; c, floresans ömrü; df, lüminesans yoğunluğunun sıcaklığa bağlı floresans spektrumları, yarı yükseklik genişliği ve tepe konumu grafikleri
Yüksek gravimetrik frekansta yüksek frekanslı ve yüksek güçlü ultra hızlı lazerlerin araştırılmasında Şanghay Optik Makine Enstitüsü'nün ilerlemesi
af, kazanç dinamikleri mekanizması; gi, bileşik dinamik mekanizması
a, alt dalga boyu dikey boşluklu lazer çıkış spektrumları; b, lazer giriş-çıkış diyagramı; c, lazer interferogramı; d, lazer çıkış nokta diyagramı; e, su altı lazer şeması; f, su altı lazer çıkış spektrumları; g, 20 günlük su altı lazer kararlı çıkışı
Çalışmada, kristalleşmeyi yavaşlatmak, kusurlu pasifleştirme ve alan sınırlı modülasyonu sağlamak için katkı maddeleri ekleyerek yüksek kaliteli kalkojenit ince film kazanç ortamı geliştirmek için ligand destekli üç kaynaklı bir ortak buharlaştırma stratejisi kullanıldı. Çalışma, optimize edilmiş kalkojenit ince filmlerin mükemmel taşıyıcı kompozit özelliklerine sahip olduğunu ve ultra hızlı geçici absorpsiyon spektroskopisi deneyleri ile geliştirilmiş optik kazanç performansına sahip olduğunu doğrulamaktadır. Yukarıda bahsedilen yüksek kazançtan esinlenerek, düşük eşikli (13 μJ/cm2) tek modlu alt dalga boyu ölçeği (120 nm) termal olarak buharlaştırılmış kalkojenit lazeri gerçekleştirmek için şeffaf simetrik SiO2 tabakasına dayalı basit bir simetrik yapı inşa edildi. su altında 20 günden fazla süreyle stabil ve tek modda çalıştırılabilir ve uzun menzilli tutarlılık uzunluğu (115,6 μm) ve yüksek doğrusal polarizasyonu (%82) bu minyatür lazerin mükemmel performansını daha da doğrular. Uzun menzilli tutarlılık uzunluğu (115,6 μm) ve yüksek doğrusal polarizasyon (%82) bu minyatür lazerin mükemmelliğini daha da doğrulamaktadır. Bu kompakt ve basit şeffaf dikey boşluk yapısı ile termal buharlaştırma işleminin birleşiminin, gelecekteki silikon fotonik uyumlu kalkojenit lazerler için basit, sağlam ve güvenilir bir seri üretim stratejisi sağlaması ve yeni tip kalkojenit optoelektronik cihazların geliştirilmesini desteklemesi bekleniyor. geliştirilmiş performans.
Araştırma, Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Şangay Temel Araştırma Pilot Programı tarafından desteklenmektedir.
