Nýr einn-ham hálfleiðara leysir búinn til: Samtímis mikil afl og stærðarskala
Vísindamenn við háskólann í Kaliforníu í Berkeley (UC Berkeley) þróuðu nýlega nýja gerð af hálfleiðara leysi sem kallast BerkSEL. Niðurstöðurnar voru birtar í tímaritinu Nature 29. júní.
Skýringarmynd af Berkley Surface Emission Laser (BerkSEL), með dælugeisla í bláu og leysigeisla í rauðu.
Samtímis því að auka stærð og afl einhams leysigeisla hefur verið áskorun í ljósfræði síðan fyrsti leysirinn var smíðaður árið 1960. Og þessi vinna sýnir að stærð þarf ekki að koma á kostnað samhengisins, sem gerir leysir kleift að vera öflugri og stöðugt og ná lengri vegalengdir í mörgum forritum.
Hópur vísindamanna undir forystu Boubacar Kanté, dósents í rafmagnsverkfræði- og tölvunarfræðideild (EECS) við Kaliforníuháskóla, Berkeley, og vísindamenn í efnisvísindadeild Lawrence Berkeley National Laboratory hafa sýnt fram á hálfleiðarafilmu með samræmdum hætti. bilaðar og eins stórar holur sem geta virkað sem stigstærð leysirhola. Niðurstöðurnar sýna að leysigeislinn gefur frá sér samræmda einni bylgjulengd óháð stærð þessa leysihola.
Í hefðbundnum leysigeislum byrjar samfellt stefnuljós með einni bylgjulengd að brotna upp þegar leysiholið stækkar. Staðallausnin er að nota utanaðkomandi vélbúnað eins og bylgjuleiðara til að magna geislann, hins vegar tekur þetta mikið pláss. Með því að útrýma þörfinni fyrir ytri mögnun geta vísindamenn nú minnkað stærð og aukið skilvirkni tölvukubba og annarra leysiháðra íhluta.
Þessi vinna er sérstaklega viðeigandi fyrir lóðrétta holrými yfirborðsgeisla leysir (VCSEL) tækni. Í VCSELS er ljós gefið út lóðrétt frá efsta yfirborði flísarinnar. VCSELs eru venjulega aðeins nokkrar míkron á breidd, og núverandi stefna sem notuð er til að auka kraft þeirra er að klasa hundruðum einstakra VCSELs saman. Vegna þess að leysirnir eru óháðir hafa þeir mismunandi fasa og bylgjulengdir, þannig að kraftar þeirra sameinast ekki samfellt - sem er ásættanlegt í forritum eins og andlitsgreiningu, en algjörlega óframkvæmanlegt í forritum þar sem nákvæmni er mikilvæg, eins og fjarskipti eða skurðaðgerðir.
„BerkSEL“ leysirhönnunin sem þróuð var við UC Berkeley gerir skilvirkari ljósgeislun í einni stillingu mögulega, byggt fyrst og fremst á eðliseiginleikum ljóss sem fer í gegnum göt í þunnum filmum. Filman sem þeir þróuðu er 200-nm þykkt indíum gallíum arseníð fosfíð (hálfleiðari sem er almennt notaður í ljósleiðara og fjarskiptatækni). Rannsakendur benda á að þessar reglulegu holur eru ætar með ljóslithography og verða að hafa fasta stærð, lögun og fjarlægð - þau geta virkað sem Dirac punktar, staðfræðileg einkenni tvívíddar efna sem byggjast á línulegri dreifingu orku.
Ennfremur, þar sem áfangi ljóss sem breiðist frá einum stað til annars er jöfn brotstuðul margfaldað með vegalengdinni. Þar sem brotstuðullinn er núll í Dirac punktinum er ljósið sem gefið er frá mismunandi hlutum hálfleiðarans í nákvæmlega sama fasa og er því ljósfræðilega eins. Walid Redjem, annar aðalhöfundur rannsóknarinnar og EECS nýdoktor, sagði: „Kvikmyndin í rannsókninni okkar hefur um það bil 3,000 holur, en fræðilega séð gæti hún haft milljón eða milljarð holur og niðurstaðan. væri það sama."
Rannsakendur nota nú háorku púls leysir til að dæla og knýja BerkSEL tækið sjónrænt og mæla losun frá hverju ljósopi með því að nota confocal smásjá sem er fínstillt fyrir nær-innrauða litrófsgreiningu. Með því að stilla hönnunarforskriftir eins og ljósopsstærð og hálfleiðaraefni geta „BerkSELs“ hálfleiðara leysir sent frá sér mismunandi bylgjulengdir.
Ef þú vilt fá frekari upplýsingar um MRJ-Laser skaltu fara á:
Laser hreinsivél:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Laser merkingarvél:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lasersuðuvél:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
