குறைக்கடத்தி லேசர்களின் இதயம்: கெய்ன் மீடியம் பற்றிய ஆழமான பார்வை.

ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் தொழில்நுட்பத்தின் விரைவான முன்னேற்றத்துடன், குறைக்கடத்தி லேசர்கள் தொலைத்தொடர்பு, மருத்துவம், தொழில்துறை செயலாக்கம் மற்றும் LiDAR போன்ற பல்வேறு துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றின் உயர் செயல்திறன், சிறிய அளவு மற்றும் பண்பேற்றத்தின் எளிமை ஆகியவற்றிற்கு நன்றி. இந்த தொழில்நுட்பத்தின் மையத்தில் ஆதாய ஊடகம் உள்ளது, இது முற்றிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இது"ஆற்றல் மூலம்"இது தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மற்றும் லேசர் உருவாக்கத்தை செயல்படுத்துகிறது, லேசரை தீர்மானிக்கிறது'செயல்திறன், அலைநீளம் மற்றும் பயன்பாட்டு திறன்.

1. ஆதாய ஊடகம் என்றால் என்ன?

பெயர் குறிப்பிடுவது போல, ஒரு ஆதாய ஊடகம் என்பது ஒளியியல் பெருக்கத்தை வழங்கும் ஒரு பொருள். வெளிப்புற ஆற்றல் மூலங்களால் (மின் ஊசி அல்லது ஒளியியல் உந்தி போன்றவை) தூண்டப்படும்போது, ​​அது தூண்டப்பட்ட உமிழ்வின் வழிமுறை மூலம் சம்பவ ஒளியைப் பெருக்கி, லேசர் வெளியீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

குறைக்கடத்தி லேசர்களில், ஆதாய ஊடகம் பொதுவாக PN சந்திப்பில் உள்ள செயலில் உள்ள பகுதியைக் கொண்டுள்ளது, அதன் பொருள் கலவை, அமைப்பு மற்றும் ஊக்கமருந்து முறைகள் வாசல் மின்னோட்டம், உமிழ்வு அலைநீளம், செயல்திறன் மற்றும் வெப்ப பண்புகள் போன்ற முக்கிய அளவுருக்களை நேரடியாக பாதிக்கின்றன.

2. குறைக்கடத்தி லேசர்களில் பொதுவான ஆதாயப் பொருட்கள்

III-V கலவை குறைக்கடத்திகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆதாயப் பொருட்கள் ஆகும். பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள் பின்வருமாறு:

① कालिक समालिकGaAs (காலியம் ஆர்சனைடு)

850 இல் உமிழும் லேசர்களுக்கு ஏற்றது–980 nm வரம்பு, ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன்ஸ் மற்றும் லேசர் பிரிண்டிங்கில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

② (ஆங்கிலம்)InP (இண்டியம் பாஸ்பைடு)

1.3 µm மற்றும் 1.55 µm பட்டைகளில் உமிழ்வுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது ஃபைபர்-ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளுக்கு முக்கியமானது.

③कालिक संपि�இன்காஏஎஸ்பி / அல்காஏஎஸ் / இன்காஎன்

அவற்றின் கலவைகளை வெவ்வேறு அலைநீளங்களை அடைய சரிசெய்யலாம், இது சரிசெய்யக்கூடிய-அலைநீள லேசர் வடிவமைப்புகளுக்கு அடிப்படையாக அமைகிறது.

இந்தப் பொருட்கள் பொதுவாக நேரடி பட்டை இடைவெளி கட்டமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் அவை ஃபோட்டான் உமிழ்வுடன் எலக்ட்ரான்-துளை மறுசீரமைப்பில் மிகவும் திறமையானவை, குறைக்கடத்தி லேசர் ஆதாய ஊடகத்தில் பயன்படுத்த ஏற்றவை.

3. ஆதாய கட்டமைப்புகளின் பரிணாமம்

புனையமைப்பு தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறியதால், குறைக்கடத்தி லேசர்களில் உள்ள ஆதாய கட்டமைப்புகள் ஆரம்பகால ஹோமோஜங்ஷன்களிலிருந்து ஹெட்டோரோஜங்ஷன்களாகவும், மேலும் மேம்பட்ட குவாண்டம் கிணறு மற்றும் குவாண்டம் புள்ளி உள்ளமைவுகளாகவும் உருவாகியுள்ளன.

① कालिक समालिकஹெட்டோரோஜங்க்ஷன் கெயின் மீடியம்

குறைக்கடத்திப் பொருட்களை வெவ்வேறு பட்டை இடைவெளிகளுடன் இணைப்பதன் மூலம், கேரியர்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களை நியமிக்கப்பட்ட பகுதிகளில் திறம்பட கட்டுப்படுத்தலாம், ஆதாய செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் வரம்பு மின்னோட்டத்தைக் குறைக்கலாம்.

② (ஆங்கிலம்)குவாண்டம் கிணறு கட்டமைப்புகள்

செயலில் உள்ள பகுதியின் தடிமனை நானோமீட்டர் அளவிற்குக் குறைப்பதன் மூலம், எலக்ட்ரான்கள் இரு பரிமாணங்களில் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, இது கதிரியக்க மறுசீரமைப்பு செயல்திறனை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. இதன் விளைவாக குறைந்த வாசல் மின்னோட்டங்கள் மற்றும் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை கொண்ட லேசர்கள் உருவாகின்றன.

③कालिक संपि�குவாண்டம் புள்ளி கட்டமைப்புகள்

சுய-அசெம்பிளி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, பூஜ்ஜிய பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது கூர்மையான ஆற்றல் நிலை விநியோகங்களை வழங்குகிறது. இந்த கட்டமைப்புகள் மேம்பட்ட ஆதாய பண்புகள் மற்றும் அலைநீள நிலைத்தன்மையை வழங்குகின்றன, இது அடுத்த தலைமுறை உயர்-செயல்திறன் குறைக்கடத்தி லேசர்களுக்கான ஆராய்ச்சி மையமாக அமைகிறது.

4. ஆதாய ஊடகம் எதை தீர்மானிக்கிறது?

① कालिक समालिकஉமிழ்வு அலைநீளம்

பொருளின் பட்டை இடைவெளி லேசரை தீர்மானிக்கிறது's அலைநீளம். எடுத்துக்காட்டாக, InGaAs என்பது அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளிக்கதிர்களுக்கு ஏற்றது, அதே நேரத்தில் InGaN என்பது நீலம் அல்லது ஊதா ஒளிக்கதிர்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

② (ஆங்கிலம்)செயல்திறன் மற்றும் சக்தி

கேரியர் இயக்கம் மற்றும் கதிர்வீச்சு அல்லாத மறுசீரமைப்பு விகிதங்கள் ஒளியியல்-மின்சார மாற்ற செயல்திறனைப் பாதிக்கின்றன.

③कालिक संपि�வெப்ப செயல்திறன்

வெவ்வேறு பொருட்கள் வெப்பநிலை மாற்றங்களுக்கு பல்வேறு வழிகளில் பதிலளிக்கின்றன, இது தொழில்துறை மற்றும் இராணுவ சூழல்களில் லேசரின் நம்பகத்தன்மையை பாதிக்கிறது.

④ (ஆங்கிலம்)பண்பேற்ற பதில்

ஆதாய ஊடகம் லேசரை பாதிக்கிறது'அதிவேக தொடர்பு பயன்பாடுகளில் மிக முக்கியமான எதிர்வினை வேகம்.

5. முடிவுரை

குறைக்கடத்தி லேசர்களின் சிக்கலான கட்டமைப்பில், ஆதாய ஊடகம் உண்மையிலேயே அதன் "இதயம்" ஆகும்.—லேசரை உருவாக்குவதற்கு மட்டுமல்லாமல், அதன் வாழ்நாள், நிலைத்தன்மை மற்றும் பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளை பாதிக்கும் பொறுப்பையும் இது கொண்டுள்ளது. பொருள் தேர்வு முதல் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு வரை, மேக்ரோஸ்கோபிக் செயல்திறன் முதல் நுண்ணிய வழிமுறைகள் வரை, ஆதாய ஊடகத்தில் ஒவ்வொரு முன்னேற்றமும் லேசர் தொழில்நுட்பத்தை அதிக செயல்திறன், பரந்த பயன்பாடுகள் மற்றும் ஆழமான ஆய்வுக்கு இட்டுச் செல்கிறது.

பொருள் அறிவியல் மற்றும் நானோ-உருவாக்கம் தொழில்நுட்பத்தில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்களுடன், எதிர்கால ஆதாய ஊடகம் அதிக பிரகாசம், பரந்த அலைநீளக் கவரேஜ் மற்றும் சிறந்த லேசர் தீர்வுகளைக் கொண்டுவரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.—அறிவியல், தொழில் மற்றும் சமூகத்திற்கான அதிக சாத்தியக்கூறுகளைத் திறக்கிறது.