The
лазерлерДүниежүзілік оптикалық байланыс желілерін жарықтандыру үшін әдетте эрбий қосылған талшықтардан немесе III-V жартылай өткізгіштерден жасалады, өйткені олар
лазерлероптикалық талшықтар арқылы берілуі мүмкін инфрақызыл толқын ұзындығын шығара алады. Дегенмен, сонымен бірге бұл материалды дәстүрлі кремний электроникасымен біріктіру оңай емес.
Жаңа зерттеуде Испания ғалымдары болашақта CMOS өндірісінің бөлігі ретінде оптикалық талшықтар бойымен қапталатын немесе кремнийге тікелей тұндырылатын инфрақызыл лазерлерді шығарады деп күтілуде. Олар арнайы жасалған оптикалық қуысқа біріктірілген коллоидтық кванттық нүктелер тудыруы мүмкін екенін көрсетті.
лазербөлме температурасында оптикалық байланыс терезесі арқылы жарық.
Кванттық нүктелер – құрамында электрондары бар нано масштабты жартылай өткізгіштер. Электрондардың энергетикалық деңгейлері нақты атомдардікіне ұқсас. Олар әдетте кванттық нүкте кристалдарының химиялық прекурсорлары бар коллоидтарды қыздыру арқылы жасалады және олардың өлшемі мен пішінін өзгерту арқылы реттелетін фотоэлектрлік қасиеттерге ие. Осы уақытқа дейін олар әртүрлі құрылғыларда, соның ішінде фотоэлектрлік элементтерде, жарық диодтарында және фотонды детекторларда кеңінен қолданылды.
2006 жылы Канададағы Торонто университетінің командасы инфрақызыл лазерлер үшін қорғасын сульфидінің коллоидтық кванттық нүктелерін пайдалануды көрсетті, бірақ электрондар мен тесіктердің Auger рекомбинациясын термиялық қоздырмау үшін оны төмен температурада жасау керек. Өткен жылы Қытайдың Нанкин қаласындағы зерттеушілер күміс селенидтен жасалған нүктелерден жасалған инфрақызыл лазерлер туралы хабарлады, бірақ олардың резонаторлары өте тиімді емес және реттеу қиын болды.
Испаниядағы Барселона технологиялық институтының қызметкері Герасимос Константатос және оның әріптестері соңғы зерттеулерінде бөлме температурасында инфрақызыл лазерлерге қол жеткізу үшін бөлінген кері байланыс қуысына сүйенді. Бұл әдіс толқын ұзындығының өте тар жолағын шектеу үшін торды пайдаланады, нәтижесінде бір лазер режимі пайда болады.
Торды жасау үшін зерттеушілер сапфир субстратындағы өрнектерді ою үшін электронды сәулелік литографияны пайдаланды. Олар сапфирді оның жоғары жылу өткізгіштігіне байланысты таңдады, ол оптикалық сорғы шығаратын жылудың көп бөлігін алып тастай алады - бұл жылу лазердің қайта қосылуына және лазердің шығуын тұрақсыз етеді.
Содан кейін Константатос және оның әріптестері 850 нанометрден 920 нанометрге дейінгі әр түрлі қадамдары бар тоғыз торға қорғасын сульфидінің кванттық нүктелі коллоидты орналастырды. Олар сонымен қатар диаметрі 5,4 нм, 5,7 нм және 6,0 нм болатын үш түрлі өлшемдегі кванттық нүктелерді пайдаланды.
Бөлмедегі температура сынағы кезінде топ оның 1553 нм-ден 1649 нм-ге дейінгі диапазондағы c-диапазонында, l-диапазонында және u-диапазонында лазерлерді генерациялай алатынын көрсетті, толық еніне, ең үлкен мәннің жартысына жетеді, 0,9-ға дейін төмен. meV. Олар сондай-ақ n-қоспаланған қорғасын сульфидінің арқасында айдау қарқындылығын шамамен 40% төмендете алатынын анықтады. Константатос бұл қысқарту неғұрлым практикалық, қуаты аз сорғы лазерлеріне жол ашады, тіпті электрлік сорғыға жол ашады деп санайды.
Потенциалды қолданбаларға келетін болсақ, Константатос кванттық нүктелік шешім интегралды микросхемалар ішінде немесе арасында арзан, тиімді және жылдам байланысқа қол жеткізу үшін жаңа CMOS біріктірілген лазер көздерін әкелуі мүмкін екенін айтты. Ол инфрақызыл лазерлер адамның көру қабілетіне зиянсыз деп есептелетінін ескерсек, ол лидарды да жақсарта алады деп қосты.
Дегенмен, лазерлерді қолдануға кіріспес бұрын, зерттеушілер үздіксіз толқын немесе ұзын импульстік сорғы көздері бар лазерлерді пайдалануды көрсету үшін алдымен өз материалдарын оңтайландыруы керек. Мұның себебі - қымбат және көлемді субпикосекундтық лазерлерді пайдаланудан аулақ болу. Константатос: «Наносекундтық импульстар немесе үздіксіз толқындар бізге диодты лазерлерді қолдануға мүмкіндік береді, бұл оны практикалық жағдайға айналдырады» деді.
