শিল্প সংবাদ

সবুজ লেজারের অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়

2022-03-30
লেজারকে বিংশ শতাব্দীতে মানবজাতির সর্বশ্রেষ্ঠ আবিষ্কারগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয় এবং এর উপস্থিতি সনাক্তকরণ, যোগাযোগ, প্রক্রিয়াকরণ, প্রদর্শন এবং অন্যান্য ক্ষেত্রের অগ্রগতিকে দৃঢ়ভাবে প্রচার করেছে। সেমিকন্ডাক্টর লেজার হল এক শ্রেণীর লেজার যা আগে পরিপক্ক হয় এবং দ্রুত অগ্রগতি হয়। তারা ছোট আকার, উচ্চ দক্ষতা, কম খরচে, এবং দীর্ঘ জীবনের বৈশিষ্ট্য আছে, তাই তারা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়. প্রাথমিক বছরগুলিতে, GaAsInP সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে ইনফ্রারেড লেজারগুলি তথ্য বিপ্লবের ভিত্তি স্থাপন করেছিল। . গ্যালিয়াম নাইট্রাইড লেজার (LD) সাম্প্রতিক বছরগুলিতে উন্নত একটি নতুন ধরনের অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস। GaN উপাদান সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে লেজার মূল ইনফ্রারেড থেকে পুরো দৃশ্যমান বর্ণালী এবং অতিবেগুনী বর্ণালীতে কার্যকরী তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রসারিত করতে পারে। প্রক্রিয়াকরণ, জাতীয় প্রতিরক্ষা, কোয়ান্টাম যোগাযোগ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রগুলি দুর্দান্ত প্রয়োগের সম্ভাবনা দেখিয়েছে।
লেজার জেনারেশনের নীতি হল যে অপটিক্যাল লাভ উপাদানের আলোকে অপটিক্যাল গহ্বরে দোলন দ্বারা প্রসারিত করা হয় যাতে অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ পর্যায়, ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রচারের দিক দিয়ে আলো তৈরি হয়। এজ-এমিটিং রিজ-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলির জন্য, অপটিক্যাল গহ্বর তিনটি স্থানিক মাত্রায় আলোকে সীমাবদ্ধ করতে পারে। লেজার আউটপুট দিক বরাবর সীমাবদ্ধতা প্রধানত অনুরণিত গহ্বর ক্লিভিং এবং আবরণ দ্বারা অর্জন করা হয়। অনুভূমিক দিকে উল্লম্ব দিকের অপটিক্যাল সীমাবদ্ধতা প্রধানত রিজ আকৃতি দ্বারা গঠিত সমতুল প্রতিসরাঙ্ক সূচক পার্থক্য ব্যবহার করে উপলব্ধি করা হয়, যখন উল্লম্ব দিকের অপটিক্যাল সীমাবদ্ধতা বিভিন্ন পদার্থের মধ্যে প্রতিসরাঙ্ক সূচক পার্থক্য দ্বারা উপলব্ধি করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, 808 এনএম ইনফ্রারেড লেজারের লাভ অঞ্চলটি একটি GaAs কোয়ান্টাম ওয়েল, এবং অপটিক্যাল কনফাইনমেন্ট স্তরটি হল একটি কম প্রতিসরাঙ্ক সূচক সহ AlGaAs। যেহেতু GaAs এবং AlGaAs উপাদানগুলির জালির ধ্রুবকগুলি প্রায় একই, এই কাঠামোটি একই সময়ে অপটিক্যাল সীমাবদ্ধতা অর্জন করে না। জালির অমিলের কারণে উপাদানের মানের সমস্যা দেখা দিতে পারে।
GaN-ভিত্তিক লেজারগুলিতে, কম প্রতিসরাঙ্কযুক্ত AlGaN সাধারণত অপটিক্যাল কনফিনমেন্ট স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং (In) উচ্চ প্রতিসরাঙ্কযুক্ত GaN ওয়েভগাইড স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য বৃদ্ধির সাথে সাথে অপটিক্যাল কনফিনমেন্ট লেয়ার এবং ওয়েভগাইড লেয়ারের মধ্যে রিফ্র্যাক্টিভ ইনডেক্সের পার্থক্য ক্রমাগত হ্রাস পায়, যাতে আলোর ক্ষেত্রে অপটিক্যাল কনফিনমেন্ট লেয়ারের কনফিনমেন্ট ইফেক্ট ক্রমাগত হ্রাস পায়। বিশেষ করে সবুজ লেজারে, এই ধরনের কাঠামো আলোর ক্ষেত্রকে সীমাবদ্ধ করতে অক্ষম হয়েছে, যাতে আলো অন্তর্নিহিত সাবস্ট্রেট স্তরে ফুটো হয়ে যায়। বায়ু/সাবস্ট্রেট/অপটিক্যাল কনফিনমেন্ট লেয়ারের অতিরিক্ত ওয়েভগাইড স্ট্রাকচারের অস্তিত্বের কারণে, সাবস্ট্রেটের মধ্যে ফাঁস হওয়া আলো একটি স্থিতিশীল মোড (সাবস্ট্রেট মোড) তৈরি হয়। সাবস্ট্রেট মোডের অস্তিত্বের কারণে উল্লম্ব দিকে অপটিক্যাল ফিল্ড ডিস্ট্রিবিউশন আর গাউসিয়ান ডিস্ট্রিবিউশন নয়, বরং একটি "ক্যালিক্স লোব" হবে এবং বিমের মানের অবনতি নিঃসন্দেহে ডিভাইসটির ব্যবহারকে প্রভাবিত করবে।

সম্প্রতি, পূর্ববর্তী অপটিক্যাল সিমুলেশন গবেষণার ফলাফলের উপর ভিত্তি করে (DOI: 10.1364/OE.389880), সুঝো ইনস্টিটিউট অফ ন্যানোটেকনোলজির লিউ জিয়ানপিং-এর গবেষণা দল, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস AlInGaN চতুর্মুখী উপাদান ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছে যার জালি ধ্রুবক এবং প্রতিসরণ সূচক হতে পারে। অপটিক্যাল বন্দী স্তর হিসাবে একই সময়ে সমন্বয় করা হবে. সাবস্ট্রেট ছাঁচের উত্থান, সম্পর্কিত ফলাফলগুলি ফান্ডামেন্টাল রিসার্চ জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল, যা চীনের ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন দ্বারা পরিচালিত এবং স্পনসর করা হয়েছে। গবেষণায়, পরীক্ষকরা প্রথমে GaN/Sapphire টেমপ্লেটে স্টেপ ফ্লো মর্ফোলজি সহ উচ্চ-মানের AlInGaN পাতলা স্তরগুলিকে heteroepitaxially বৃদ্ধি করার জন্য এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার পরামিতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করেছেন। পরবর্তীকালে, GaN স্ব-সমর্থক সাবস্ট্রেটে AlInGaN পুরু স্তরের হোমোপিট্যাক্সিয়াল টাইম-ল্যাপস দেখায় যে পৃষ্ঠটি বিকৃত রিজ আকারবিদ্যা প্রদর্শিত হবে, যা পৃষ্ঠের রুক্ষতা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করবে, এইভাবে অন্যান্য লেজার কাঠামোর এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করবে। এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির স্ট্রেস এবং অঙ্গসংস্থানবিদ্যার মধ্যে সম্পর্ক বিশ্লেষণ করে, গবেষকরা প্রস্তাব করেছেন যে AlInGaN পুরু স্তরে জমা হওয়া সংকোচনমূলক চাপ এই ধরনের অঙ্গসংস্থানবিদ্যার প্রধান কারণ, এবং বিভিন্ন চাপের রাজ্যে AlInGaN পুরু স্তর বৃদ্ধির মাধ্যমে অনুমানকে নিশ্চিত করেছেন। অবশেষে, সবুজ লেজারের অপটিক্যাল কনফিনমেন্ট লেয়ারে অপ্টিমাইজ করা AlInGaN পুরু স্তর প্রয়োগ করে, সাবস্ট্রেট মোডের ঘটনাটি সফলভাবে দমন করা হয়েছিল (চিত্র 1)।


চিত্র 1. কোন ফুটো মোড ছাড়া সবুজ লেজার, (α) উল্লম্ব দিকে আলো ক্ষেত্রের দূর-ক্ষেত্র বিতরণ, (b) স্পট ডায়াগ্রাম।

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept