מכון סוז'ואו לננו-טכנולוגיה וננו-מדע פיתח לייזר פולט משטח גליום ניטריד פוטוני .

לייזרים מוליכים למחצה קונבנציונליים, כמו לייזרי חלל Fabry-Férot (FP), לייזרים משוב משוב (DFB), ולייזרים מפליטים משטח אנכיים (VCSELS), אינם יכולים להשיג בו זמנית פעולת גבישה גבוהה (פלטת כוח גבוהה, וזווית דו-צדדית {{3-} פלטת גביש (גביש, גביש שיט של גביש שיט של גביש גביש (PCSILE-GAGEG) (’STARTELSTERS GRAGG) (Thargem Grateming, דיפרקציה בגבישים פוטוניים דו-ממדיים להשגת תפוקת לייזר בעלת עוצמה גבוהה, במצב יחיד, עם זווית סטייה קטנה (איור 1), מה שהופך אותם לאחד מנושאי המחקר החמים הן מבית והן בינלאומית {}}}

לחומרים המוליכים למחצה של מוליכים למחצה של גליום ניטריד (GAN) יש גופת פס ישירות, עם אורכי גל פליטה המשתרעים על הספקטרום האולטרה סגול העמוק, ומציעים יתרונות כמו יעילות זוהרת גבוהה ויציבות כימית מעולה, מה שהופך אותם למתאימים לייצור PCSEL {}}} PCS מבוסס על פיצ'רים, אוחזים בביצועים כדאוגות כגון פילינג, כגון פילס, כגון פליטות, תאורה, תקשורת מתחת למים, תקשורת בין כוכבים, שעונים אטומיים שבבים, חקר מרחב עמוק, מכ"ם אטומי ורפואת לייזר, ומושכים תשומת לב רחבה .

איור 1. דיאגרמות מבניות, זוויות סטייה מרחוק שדה רחוק, ומאפיינים ספקטרליים פלטים של לייזרים פולטים קצה FP, לייזרים פולטים קצה DFB, VCSELS ו- PCSELS.

הצוות של פרופסור נודה באוניברסיטת קיוטו ביפן הציע לראשונה את הרעיון של PCSELS בשנת 1999 ודיווח על ההזרקה האלקטרונית הראשונה בטמפרטורת החדר הראשונה של PCSELS סגולית מבוססת GAN במדע 319, 445 (2008) . לאחר מכן, בשיתוף פעולה עם חברת סטנלי של יפן ב 2022, ובאמצעותם של NICAS, ב- GISIA, ב- GISIA, ב- GISIA, ב- GISIA, ב- GISIICA, and GiSia of Gisia, and Gisia, and Gisia, PCSEL

בשיתוף פעולה עם מעבדת המפתח של חומרי תצוגה ומוליכים למחצה של מוליכים למחצה ומעבדת סוז'ואו, שניהם הוקמה על ידי מכון סוז'ואו לננו-טכנולוגיה וננו-מדע של האקדמיה הסינית למדעים, פותח לאחרונה פיתח גביש פוטוני (4}.

צוות המחקר הדמה תחילה ועיצב את המבנה של מכשיר ה- PCSEL מבוסס GAN, ואז גדל אפיטקסיאלי על חומרי לייזר מבוססי GAN באיכות גבוהה, ופיתח תהליכי תחריט גבישים פוטוניים נמוכים עם נגיף נמוך כדי לייצר את מכשיר ה- PCSEL מבוסס GAN, עם שטח גביש פוטוני של 400 × 400 מיקרומטר (איור 2). כיוון γ-X באמצעות ספקטרוסקופיה שנפתרה בזווית (איור 3), נצפה כי: בזרמי הזרקה נמוכים, מבנה הלהקה ברור, כאשר למצב C בעוצמה הגבוהה ביותר; ככל שהזרם עולה, עוצמת המצב הלא-מרחיק B מתגברת באופן משמעותי עד שמתרחשת Lasing . על ידי מדידת מבנה הלהקה, נקבע כי המכשיר שוכב במצב הבסיסי B, עם מצב רוחב חצי של בערך 0 {{17} 05 nm בסמוך לזרם השכל.

איור 2. (א) תרשים סכמטי של מבנה ה- PCSEL מבוסס ה- GAN, (ב) מבנה פס גביש פוטוני המתקבל מבדיקות שאיבה אופטיות, ו- (ג) פני השטח ו (ד) תמונות מיקרוסקופ סריקת חתך של הגביש הפוטוני {}}

איור 3. (A-E) מבנה הלהקה של ה- PCSEL מבוסס ה- GAN בכיוון γ-X הנמדד בזרמי הזרקה שונים, (ו) עקומת המציגה את הווריאציה של אורך הגל השיא וחצי רוחב הספקטרלי של ה- PCSEL מבוסס GAN עם זרם הזרקה.

בהתבסס על העבודה לעיל, צוות המחקר השיג הזרקה חשמלית בטמפרטורת חדרים של לייזר פולט משטח פוטוני מבוסס GAN (איור 4), עם אורך גל נטוי של כ- 415 ננומטר, זרם סף של כ- 13} {8} 96 א ', צפיפות זרם כ- 13} {}}}, 70}, 70}, 70}, 70}, 70}, Peakt}, Peakt}}, Peak}, Peak}, Peak, Peak, Peap, Peap, Peak, Peap, Peap, Peap, Peapt, MW. בשלב הבא, הצוות מתכנן להשתמש במצעי גביש יחיד באיכות גבוהה של GAN כדי לתכנן מבנה PCSEL מבוסס GAN חדש ולהתגבר על אתגרים בייצור מכשירי PCSEL וטכנולוגיית אריזה/ניהול תרמי כדי להשיג פלט לייזר במצב יחיד בעל עוצמה גבוהה (10–100 W).

איור 4. PCSEL מבוסס GAN: (א) ספקטרום אלקטרולומינצנציות בזרמי הזרקה שונים, (ב) פלט עקומות מתח זרם-זרם אופטי, (ג) נקודת שדה רחוק ו- (d) לפני ו (ה) לאחר תמונות שדה כמעט של נשיאת PCSEL מבוסס GAN {{7}