Бо пешрафти босуръати технологияи оптоэлектронӣ, лазерҳои нимноқилҳо ба туфайли самаранокии баланд, андозаи паймон ва осонии модуляция дар соҳаҳои гуногун, аз қабили телекоммуникатсия, тиб, коркарди саноатӣ ва LiDAR васеъ истифода мешаванд. Дар маркази ин технология миёнаравии фоида ҷойгир аст, ки нақши комилан муҳимро мебозад. Он ҳамчун"манбаи энергия»ки имкон медиҳад, ки партови ҳавасмандшуда ва тавлиди лазер, муайян кардани лазер'иҷро, дарозии мавҷ ва потенсиали татбиқ.
1. Миёнаи фоида чист?
Тавре ки аз ном бармеояд, миёнаравӣ маводест, ки тақвияти оптикиро таъмин мекунад. Ҳангоми ба ҳаяҷон омадани манбаъҳои энергияи беруна (масалан, сӯзандоруи барқӣ ё насоси оптикӣ), он нури афтандаро тавассути механизми партобҳои ҳавасмандкунанда афзоиш медиҳад, ки боиси баромади лазер мегардад.
Дар лазерҳои нимноқилӣ, муҳити афзоиш одатан аз минтақаи фаъол дар гузаргоҳи PN иборат аст, ки таркиби моддӣ, сохтор ва усулҳои допинги он мустақиман ба параметрҳои калидӣ ба монанди ҷараёни ҳадди ниҳоӣ, дарозии мавҷҳои партов, самаранокӣ ва хусусиятҳои гармӣ таъсир мерасонанд.
2. Маводҳои фоидаи умумӣ дар лазерҳои нимноқилӣ
Нимноқилҳои мураккаби III-V маводи маъмултарин истифодашаванда мебошанд. Намунаҳои маъмулӣ инҳоянд:
①GaAs (арсениди галлий)
Муносиб барои лазерҳо дар 850–Диапазони 980 нм, ки дар алоқаи оптикӣ ва чопи лазерӣ васеъ истифода мешавад.
②InP (фосфиди индиум)
Барои эмиссия дар бандҳои 1,3 µm ва 1,55 µm истифода мешавад, ки барои алоқаи нахи оптикӣ муҳим аст.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Композитсияҳои онҳо метавонанд барои ноил шудан ба дарозии мавҷҳои гуногун танзим карда шаванд, ки барои тарҳҳои лазерии дарозии мавҷ асос мебошанд.
Ин маводҳо одатан дорои сохторҳои мустақими банд мебошанд, ки онҳоро дар рекомбинатсияи сӯрохиҳои электронӣ бо эмиссияи фотон хеле самаранок мегардонанд, ки барои истифода дар муҳити ҳосили лазерии нимноқил беҳтаринанд.
3. Эволюцияи сохторҳои фоида
Бо пешрафти технологияҳои истеҳсолӣ, сохторҳои дастӣ дар лазерҳои нимноқилӣ аз гомогюнксияҳои барвақт ба гетерогунксияҳо ва минбаъд ба конфигуратсияҳои пешрафтаи квантӣ ва нуқтаҳои квантӣ табдил ёфтанд.
①Миёнаи фоидаи гетерогюнксия
Бо омезиши маводи нимноқилҳо бо фосилаҳои гуногун, интиқолдиҳандаҳо ва фотонҳоро метавон дар минтақаҳои таъиншуда ба таври муассир маҳдуд кард, самаранокии фоидаро афзоиш медиҳад ва ҷараёни ҳадди ақалро коҳиш медиҳад.
②Сохторҳои чоҳи квантӣ
Бо кам кардани ғафсии минтақаи фаъол ба миқёси нанометр, электронҳо дар ду андоза маҳдуд карда мешаванд, ки самаранокии рекомбинатсияи радиатсионӣ ба таври назаррас афзоиш медиҳанд. Ин боиси лазерҳо бо ҷараёнҳои ҳадди ақал ва устувории гармии беҳтар мегардад.
③Сохторҳои нуқтаҳои квантӣ
Бо истифода аз усулҳои худмонтажкунӣ наноструктураи сифр-ченака ташкил карда мешаванд, ки тақсимоти якбораи сатҳи энергияро таъмин мекунанд. Ин сохторҳо хусусиятҳои мукаммали фоида ва устувории дарозии мавҷро пешниҳод мекунанд, ки онҳоро ба нуқтаи доғи тадқиқот барои насли ояндаи лазерҳои нимноқилҳои баландсифат табдил медиҳанд.
4. Миёнаи фоида чиро муайян мекунад?
①Дарозии мавҷҳои эмиссия
Банди мавод лазерро муайян мекунад's дарозии мавҷ. Масалан, InGaAs барои лазерҳои наздики инфрасурх мувофиқ аст, дар ҳоле ки InGaN барои лазерҳои кабуд ё бунафш истифода мешавад.
②Самаранокӣ ва Қувва
Мобилияти интиқолдиҳанда ва суръати рекомбинатсияи радиатсионӣ ба самаранокии табдилдиҳии оптикӣ ба электрикӣ таъсир мерасонанд.
③Фаъолияти гармидиҳӣ
Маводҳои гуногун ба тағирёбии ҳарорат бо роҳҳои гуногун вокуниш нишон дода, ба эътимоднокии лазер дар муҳити саноатӣ ва ҳарбӣ таъсир мерасонанд.
④Ҷавоби модуляция
Миёнаи фоида ба лазер таъсир мерасонад's суръати вокуниш, ки дар барномаҳои алоқаи баландсуръат муҳим аст.
5. Хулоса
Дар сохтори мураккаби лазерҳои нимноқилӣ муҳити фоида воқеан “дили” он аст.—на танҳо барои тавлиди лазер, балки барои таъсир расонидан ба умр, устуворӣ ва сенарияҳои татбиқи он масъул аст. Аз интихоби мавод то тарҳи сохторӣ, аз иҷрои макроскопӣ то механизмҳои микроскопӣ, ҳар як пешрафт дар муҳити фоида технологияи лазериро ба самти иҷрои бештар, барномаҳои васеъ ва иктишофи амиқтар мебарад.
Бо пешрафтҳои давомдор дар соҳаи илмҳои моддӣ ва технологияи нано-сохт, интизор меравад, ки миёнаравии фоида дар оянда равшании баландтар, фарогирии васеътари мавҷҳо ва ҳалли оқилонаи лазериро ба бор орад.—барои илм, саноат ва чамъият имкониятхои бештар кушода.
Вақти фиристодан: июл-17-2025