Нанолазеры с рекордно широким диапазоном перестройки

      Комментарии к записи Нанолазеры с рекордно широким диапазоном перестройки отключены

Нанолазеры с рекордно широким диапазоном перестройки

Исследовательская несколько Университета штата Аризона показала полупроводниковый лазерный чип с полностью рекордной шириной перестройки излучения по длинам волн – от 500 до 700 нм. Полупроводниковые лазеры с широкой полосой перестройки дают необыкновенные возможности применения в разных приложениях, начиная со телекоммуникаций и спектроскопии и заканчивая микросхемами для биологических и химических детекторов.

Научный руководитель команды исследователей – доктор наук департамента электротехники Университета штата Аризона (Arizona State University) Кун-Женг Нинг (Cun-Zheng Ning). Результаты работы размещены в интернет издании издания Nano Letters (Anlian Pan, Weichang Zhou, Eunice S. P. Leong, Ruibin Liu, Alan H. Chin, Bingsuo Zou and C. Z. Ning. Continuous Alloy-Composition Spatial Grading and Superbroad Wavelength-Tunable Nanowire Lasers on a Single Chip, – Nano Lett., 2009, 9 (2), pp 784–788; DOI: 10.1021/nl803456k).

Получение же генерации в широкой полосе всегда приводило к определённым трудностям, которые связаны с ограничениями на решеточные несоответствия в стандартном подходе: эпитаксия особенно легко осуществляется, в случае если разность постоянных решёток не превышает 10%. Это отражается на вероятном диапазоне длин волн, потому, что протяженность волны излучения полупроводниковых лазеров определяется шириной запретной территории применяемого полупроводника. Лазеры с широким диапазоном перестройки нуждаются в сплавах полупроводниковых материалов с родными перестраиваемыми запрещенными территориями, что, со своей стороны, приводит к с подбором состава таких сплавов, где все компоненты значительно ограничены несоответствием решеток.

Нанотехнологии позволили значительно расширить диапазон несоответствия решеток, а в отдельных случаях и снять это требование по большому счету. Это, в принципе, позволяет выращивать на единой подложке широкий спектр изменяемых композиций полупроводниковых сплавов. Несколько проф. Кун-Женг Нинга методом тщательного подбора составляющих, и контроля температуры роста и других нужных параметров процесса, удачно синтезировала нанопровода сплава типа CdSxSe1-x, где x непрерывно изменяется от одного края подложки до другого в диапазоне от 0 до 1.

Как следствие, полупроводниковые кристалличекие пластины имеют постоянную картину совмещенных запрещенных территорий между 1,75 эВ и 2,5 эВ, что в терминах длин волн свидетельствует 500 и 700 нм. Пластина покрыта нанопроволочками, каковые являются личными нанолазерами. Потому, что вся совокупность выращена на одной подложке с вышеупомянутыми особенностями, при оптической накачке, любой участок пластины способен генерировать излучение с определенной длиной волны.

Столь широкая полоса длин волн лазерного излучения, генерируемого перестраиваемыми лазерами группы проф. Кун-Женг Нинга, предполагает множество современных приложений. Перестраиваемые лазеры являются жизненно неотъемлемой частью любых спектроскопических изучений- от чисто исследовательских лабораторий до распознавания отпечатков пальцев в поле.

Они смогут быть использованы в качестве многоволновых источников инициирующего излучения во флуоресцентных совокупностях биологических и химических датчиков. Они также будут быть использованы в коммуникационных совокупностях для демультиплексирования и мультиплексирования сигнала. Множество вторых приложений станут актуальными, в случае если удасться решить задачу управления такими лазерами электрическим методом.

Несколько на данный момент трудится над расширением перестраиваемой полосы длин волн и некоторыми вторыми вопросами, включая подбор неповторимых композиций полупроводниковых сплавов для приложений в определенных территориях оптического спектра. В собственных работах аризонские исследователи обширно сотрудничают с сотрудниками из Хунанского Университета (Hunan University), Китай. Изучения финансируются Научным Фондом Аризоны (Science Foundation of Arizona) и Офис научных изучений армии США (Army Research Office).

Евгений Биргер

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: Нанотехнология: ионно-литиевые аккумуляторная батареи имеют значительно лучшие рабочие параметры с новыми электродами
  • Следующая статья: Первые 32-нанометровые микросхемы для мобильных устройств от фаворита отрасли – компании ARM

Андрей Фурсов — Перестройка. Кто и как разваливал СССР


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: