اخیراً، آزمایشگاه کلیدی دولتی فیزیک لیزر میدان قوی مؤسسه اپتیک و ماشینهای دقیق شانگهای (SIPM)، آکادمی علوم چین (CAS)، با همکاری مؤسسه مطالعات پیشرفته آکادمی علوم چین (HIAS) هانگژو و Huazhong دانشگاه علم و صنعت (HUST)، لیزرهای تک حالته کالکوژنید با کارایی بالا را در مقیاسهای زیر موج بر اساس مطالعه مکانیسم افزایش کالکوژنید با کوچکسازی لیزرها به عنوان کشش، ساخته است. نتایج تحقیق مرتبط با عنوان پروسکایت با طول زیر موج مقاوم در برابر آب از نانوحفره شفاف مبتنی بر سیلیس، در Advanced Materials (Advanced Materials) منتشر شد.
کالکوژنیدهای متال هالید به عنوان یکی از رسانههای به دست آوردن ایدهآل برای دستگاههای میکرو و نانولیزر با کارایی بالا، با کاربردهای بالقوه در سیستمهای پردازش اطلاعات فوتونیک روی تراشه و اپتوالکترونیکهای یکپارچه آینده در نظر گرفته میشوند. در حال حاضر، تکنولوژی اصلی برای تهیه لیزرهای کالکوژنید عمدتا از روش محلول استفاده می کند. در مقایسه با آن، فناوری تبخیر حرارتی برای دستیابی به تولید در سطح وسیع با دقت کنترلشده آسانتر است و قبلاً در دیودهای ساطع نور تجاری استفاده شده است. با این حال، فیلمهای کالکوژنید تبخیر شده حرارتی به دلیل نقص بالای آنها کمتر برای لیزرها مورد مطالعه قرار گرفتهاند و بنابراین عملکرد نسبت به نمونههای تیمار شده با محلول خود عقبتر است. علاوه بر این، چالش دیگری که لیزرهای کالکوژناید با آن مواجه هستند این است که آنها به رطوبت حساس تر هستند و کاربرد تجاری دستگاه های مبتنی بر کالکوژنید را محدود می کند، به خصوص که کار تجربی کمی در مورد لیزرهای کالکوژنید در آب گزارش شده است.
الف، شماتیک تبخیر مشترک سه منبع؛ ب، طیف فلورسانس کالکوژنید. ج، طول عمر فلورسانس. df، طیف فلورسانس وابسته به دما شدت لومینسانس، عرض نیمه ارتفاع و نمودار موقعیت اوج
پیشرفت موسسه ماشین آلات نوری شانگهای در تحقیق لیزرهای فوق سریع با فرکانس بالا و توان بالا در فرکانس گرانشی بالا
af، مکانیزم دینامیک افزایش؛ gi، مکانیزم دینامیک مرکب
طیف خروجی لیزر حفره عمودی زیر طول موج; ب، نمودار ورودی-خروجی لیزر. ج، لیزر اینترفروگرام; d، نمودار نقطه خروجی لیزر. e، شماتیک لیزر زیر آب. f، طیف خروجی لیزر زیر آب. گرم، 20 روز خروجی پایدار لیزر زیر آب
این مطالعه از یک استراتژی تبخیر مشترک سه منبعی با کمک لیگاند برای توسعه رسانه های افزایش لایه نازک کالکوژنید با کیفیت بالا با معرفی مواد افزودنی برای کاهش سرعت کریستالیزاسیون، دستیابی به غیرفعال سازی نقص و مدولاسیون محدود دامنه استفاده کرد. این مطالعه تأیید میکند که لایههای نازک کالکوژنید بهینهشده دارای خواص کامپوزیت حامل عالی و عملکرد بهره نوری افزایش یافته توسط آزمایشهای طیفسنجی جذب گذرا فوقسریع هستند. با الهام از بهره بالا فوق الذکر، یک ساختار متقارن ساده بر اساس یک ورق متقارن شفاف SiO2 ساخته شد تا یک لیزر کالکوژنید تبخیر حرارتی با آستانه پایین (13 میکروژول بر سانتیمتر مربع) در مقیاس فرعی تک حالته (120 نانومتر) ساخته شود. می تواند به صورت پایدار و تک حالته زیر آب برای بیش از 20 روز کار کند و طول همدوسی دوربرد آن (115.6 میکرومتر) و قطبش خطی بالا (82٪) عملکرد عالی این لیزر مینیاتوری را تایید می کند. طول پیوستگی برد بلند (115.6 میکرومتر) و قطبش خطی بالا (82٪) برتری این لیزر کوچک شده را بیشتر تایید می کند. انتظار می رود ترکیبی از این ساختار حفره عمودی شفاف فشرده و ساده و فرآیند تبخیر حرارتی، یک استراتژی تولید انبوه ساده، قوی و قابل اعتماد برای لیزرهای کالکوژنیدی سازگار با فوتونیک سیلیکونی در آینده ارائه دهد و از توسعه انواع جدید دستگاه های اپتوالکترونیکی کالکوژنید پشتیبانی کند. عملکرد بهبود یافته
این تحقیق توسط برنامه تحقیق و توسعه کلید ملی چین، بنیاد ملی علوم طبیعی چین و برنامه آزمایشی تحقیقات پایه شانگهای پشتیبانی می شود.
