Бо пешрафти босуръати технологияи оптоэлектронӣ, лазерҳои нимноқилӣ дар соҳаҳои гуногун, аз қабили телекоммуникатсия, тиб, коркарди саноатӣ ва LiDAR, ба шарофати самаранокии баланд, андозаи хурд ва осонии модулятсияашон, васеъ истифода мешаванд. Дар асоси ин технология муҳити тақвиятдиҳанда ҷойгир аст, ки нақши бениҳоят муҳимро мебозад. Он ҳамчун ... хизмат мекунад."манбаи энергия"ки имкон медиҳад, ки партовҳои ҳавасмандшуда ва тавлиди лазерро муайян кунанд'самаранокии он, дарозии мавҷ ва потенсиали татбиқ.
1. Воситаи фоида чист?
Тавре ки аз номаш бармеояд, муҳити тақвиятдиҳанда маводест, ки тақвияти оптикиро таъмин мекунад. Ҳангоми ангезиш аз ҷониби манбаъҳои энергияи беруна (масалан, тазриқи барқӣ ё насоси оптикӣ), он нури афтандаро тавассути механизми партоби ангезанда тақвият медиҳад ва ба баромади лазер оварда мерасонад.
Дар лазерҳои нимноқилӣ, муҳити тақвиятдиҳанда одатан аз минтақаи фаъол дар пайванди PN иборат аст, ки таркиб, сохтор ва усулҳои иловагии он мустақиман ба параметрҳои калидӣ, ба монанди ҷараёни остона, дарозии мавҷи партов, самаранокӣ ва хусусиятҳои гармӣ таъсир мерасонанд.
2. Маводҳои маъмули афзоиш дар лазерҳои нимноқилӣ
Нимноқилҳои пайвастаи III-V маводи маъмултарини тақвиятдиҳанда мебошанд. Мисолҳои маъмулӣ инҳоянд:
①GaAs (Галлий Арсенид)
Барои лазерҳое, ки нур мепошанд, дар 850 мувофиқ аст–Диапазони 980 нм, ки ба таври васеъ дар алоқаи оптикӣ ва чопи лазерӣ истифода мешавад.
②InP (Фосфиди индий)
Барои эмиссия дар бандҳои 1.3 µm ва 1.55 µm истифода мешавад, ки барои алоқаи нахӣ-оптикӣ муҳим аст.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Композитсияҳои онҳоро метавон барои ноил шудан ба дарозии мавҷҳои гуногун танзим кард, ки асоси тарҳҳои лазерҳои дарозии мавҷи танзимшавандаро ташкил медиҳанд.
Ин маводҳо одатан дорои сохторҳои фосилаи мустақими банд мебошанд, ки онҳоро ҳангоми рекомбинатсияи электрон-сӯрохиҳо бо партоби фотон хеле самаранок мегардонанд ва барои истифода дар муҳити афзоиши лазерии нимноқил беҳтаринанд.
3. Таҳаввулоти сохторҳои фоидаовар
Бо пешрафти технологияҳои истеҳсолӣ, сохторҳои тақвиятдиҳанда дар лазерҳои нимноқилӣ аз гомоҷунсияҳои барвақт ба гетероҷунсияҳо ва минбаъд ба конфигуратсияҳои пешрафтаи чоҳи квантӣ ва нуқтаҳои квантӣ таҳаввул ёфтаанд.
①Миёнарави афзоиши гетерогузариш
Бо якҷоя кардани маводҳои нимноқилӣ бо фосилаҳои гуногуни банд, интиқолдиҳандагон ва фотонҳоро метавон дар минтақаҳои муайяншуда самаранок маҳдуд кард, ки самаранокии афзоишро афзоиш медиҳад ва ҷараёни остонаро кам мекунад.
②Сохторҳои чоҳҳои квантӣ
Бо кам кардани ғафсии минтақаи фаъол то миқёси нанометр, электронҳо дар ду андоза маҳдуд мешаванд, ки самаранокии рекомбинатсияи радиатсиониро ба таври назаррас афзоиш медиҳад. Ин боиси лазерҳо бо ҷараёнҳои остонаи пасттар ва устувории гармии беҳтар мегардад.
③Сохторҳои нуқтаҳои квантӣ
Бо истифода аз усулҳои худҷамъкунӣ, наносохторҳои сифрӣ ташаккул меёбанд, ки тақсимоти тези сатҳи энергияро таъмин мекунанд. Ин сохторҳо хусусиятҳои беҳтаршудаи афзоиш ва устувории дарозии мавҷро пешниҳод мекунанд, ки онҳоро ба як нуқтаи тадқиқот барои лазерҳои нимноқилҳои баландсифати насли оянда табдил медиҳанд.
4. Муҳити афзоиш чиро муайян мекунад?
①Дарозии мавҷи партоб
Фосилаи банди мавод лазерро муайян мекунад'дарозии мавҷи s. Масалан, InGaAs барои лазерҳои наздик инфрасурх мувофиқ аст, дар ҳоле ки InGaN барои лазерҳои кабуд ё бунафш истифода мешавад.
②Самаранокӣ ва қудрат
Ҳаракати интиқолдиҳандагон ва суръати рекомбинатсияи ғайрирадиатсионистӣ ба самаранокии табдили оптикӣ ба барқӣ таъсир мерасонанд.
③Иҷрои гармӣ
Маводҳои гуногун ба тағйироти ҳарорат бо роҳҳои гуногун вокуниш нишон медиҳанд, ки ба эътимоднокии лазер дар муҳитҳои саноатӣ ва низомӣ таъсир мерасонанд.
④Вокуниши модулятсия
Муҳити тақвиятдиҳанда ба лазер таъсир мерасонад'суръати вокуниш, ки дар барномаҳои коммуникатсионии баландсуръат муҳим аст.
5. Хулоса
Дар сохтори мураккаби лазерҳои нимноқилӣ, муҳити тақвиятдиҳанда воқеан "қалби" он аст.—на танҳо барои тавлиди лазер, балки инчунин барои таъсир расонидан ба мӯҳлати истифода, устуворӣ ва сенарияҳои татбиқи он масъул аст. Аз интихоби мавод то тарҳрезии сохторӣ, аз иҷрои макроскопӣ то механизмҳои микроскопӣ, ҳар як пешрафт дар муҳити тақвиятдиҳанда технологияи лазерро ба сӯи иҷрои беҳтар, татбиқи васеътар ва омӯзиши амиқтар пеш мебарад.
Бо пешрафтҳои пайваста дар илми мавод ва технологияи нано-истеҳсолот, интизор меравад, ки васоити ояндаи афзоиш равшании баландтар, фарогирии васеътари мавҷ ва роҳҳои ҳалли оқилонаи лазериро ба бор оранд.—имкониятҳои бештарро барои илм, саноат ва ҷомеа фароҳам меорад.
Вақти нашр: 17 июли соли 2025