Stvoren novi poluprovodni laser u jednom režimu: Simultano skaliranje velike snage i veličine
Istraživači na Univerzitetu Kalifornije, Berkeley (UC Berkeley) nedavno su razvili novu vrstu poluvodiča lasera pod nazivom BerkSEL. Rezultati su objavljeni u časopisu Priroda 29. juna.
Shema Berkley Surface Emission Lasera (BerkSEL), sa zrakom pumpe u plavom i laserskim zrakom u crvenom.
Istovremeno povećanje veličine i snage jednomodnih lasera je izazov u optici od prvog lasera izgrađenog 1960. I ovaj rad pokazuje da veličina ne mora doći po cijenu koherencije, što omogućava laserima da budu snažniji i stabilniji i pokrivaju veće udaljenosti u mnogim primjenama.
Tim istraživača na čelu sa Boubacar Kantéom, doc. profesorom na Odjelu za elektrotehniku i računarske nauke (EECS) na Univerzitetu Kalifornije, Berkeley, i naučnici u Odjelu za znanost o materijalima u Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Berkeley demonstrirali su poluprovodnički film sa uniformno razmaknutom i identično veličine perforacija rupa koje mogu djelovati kao skalabilna laserska šupljina. Rezultati pokazuju da laserski zrak emitira dosljednu jednu talasnu dužinu bez obzira na veličinu ove laserske šupljine.
U konvencionalnim laserima, koherentna jedno-talasna dužina usmjerena svjetlost počinje da se lomi dok se laserska šupljina povećava u veličini. Standardno rješenje je da se koristi vanjski mehanizam kao valni ogrid za pojačavanje snoda, međutim, ovo zauzima puno prostora. Eliminirajući potrebu za vanjskim pojačanjem, istraživači sada mogu smanjiti veličinu i povećati efikasnost kompjuterskih čipova i drugih komponenti ovisnih od lasera.
Ovaj rad je posebno relevantan za vertikalnu površinu šupljine koja emitira lasersku (VCSEL) tehnologiju. U VCSELS-u svjetlost se emitira vertikalno sa gornje površine čipa. VCSELs su obično široki samo nekoliko mikrona, a trenutna strategija koja se koristi za poboljšanje njihove moći je da skupe stotine pojedinačnih VCSELa zajedno. Pošto su laseri nezavisni, imaju različite faze i talasne dužine, tako da njihove moći ne kombinuju koherentno - što je prihvatljivo u aplikacijama kao što su prepoznavanje lica, već potpuno neradljive u aplikacijama gdje je tačnost kritična, kao što su komunikacije ili operacija.
Laserski dizajn "BerkSEL" razvijen na UC Berkeley čini efikasniju jednomodimnu emisiju svjetlosti mogućom, prvenstveno na fizičkim svojstvima svjetlosti koja prolazi kroz rupe u tankim filmovima. Film koji su razvili je indij-galij-arsenid fosfat debljine 200 nm (poluvodič koji se obično koristi u optici vlakana i telekomunikacijskoj tehnologiji). Istraživači napominju da su ove redovne rupe urezane fotolitografijom i moraju imati fiksnu veličinu, oblik i udaljenost - u stanju su djelovati kao Diracove tačke, topološka osobina dvodimenzionalnih materijala na osnovu linearne disperzije energije.
Nadalje, budući da je faza razmnožavanja svjetlosti iz jedne tačke u drugu jednaka refraktivnom indeksu pomnoženom s pređenom udaljenošću. Budući da je refraktivni indeks nula na tački Dirac, svjetlost koja se emitira iz različitih dijelova poluvodiča je u potpuno istoj fazi i stoga je optički identična. Walid Redjem, ko-glavni autor studije i postdoktoralni kolega EECS-a, izjavio je: "Film u našoj studiji ima oko 3.000 rupa, ali teoretski, mogao bi imati milion ili milijardu rupa i rezultat bi bio isti."
Istraživači sada koriste visoko-energetski pulsiran laser da optički pumpaju i napajaju BerkSEL uređaj i mjere emisiju iz svake otvora pomoću konfokalnog mikroskopa optimiziranog za blisko infracrvenu spektroskopiju. Podešavanjem specifikacija dizajna kao što su veličina otvora i poluvodički materijal, poluprovodni laseri "BerkSELs" mogu emitirati na različitim ciljnim talasnim dužinama.
Ako želite saznati više informacija o MRJ-Laseru, molimo posjetite:
Laserska mašina za čišćenje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Laserska mašina za označavanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Laserska mašina za zavarivanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
