Kvantpunktslaser

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 oktober 2018; kontroller kräver 6 redigeringar .

En kvantpunktslaser  är en halvledarlaser som använder kvantprickar i sitt emitterande område som ett aktivt lasermedium . På grund av de allvarliga restriktionerna för laddningsbärares rörelse i kvantprickar har de en elektronisk struktur som liknar atomer. Lasrar tillverkade med sådana aktiva medier har egenskaper som liknar de hos gaslasrar, och de undviker några av de negativa aspekterna av enheterna som finns i traditionella halvledarlasrar med aktiva medier baserade på bulkstrukturer eller kvantbrunnar. Det finns en förbättring av prestanda vad gäller bandbredd, genereringströskel, relativ brusintensitet, ökning av spektral linjebredd och okänslighet för temperaturfluktuationer. Den aktiva regionen av en kvantpunkt kan också utformas för att fungera vid olika våglängder genom att ändra storleken och sammansättningen av punkten. Det har blivit möjligt att producera kvantpunktslasrar för att arbeta vid våglängder som tidigare inte var möjliga med tidigare halvledarlaserteknologier.

Nyligen har kvantprickbaserade aktiva mediaenheter hittat kommersiella tillämpningar inom medicin ( laserskalpeller , optisk koherenstomografi ), teknologi (projektionsenheter, laser-tv-apparater ), spektroskopi och telekommunikation.

Historik

Kvantpunktslasern skapades 1982 av en grupp ledd av professor Yasushiko Arakawa.- Direktör för Nanoelectronics Collaborative Research Center vid University of Tokyo [1] . Lasern bibehöll en stabil strålningseffekt i intervallet flera tiotals grader.

År 2004 utvecklade det japanska företaget Fujitsu och en forskargrupp vid University of Tokyo en 10 Gbps indiumarsenid (IdAs) kvantpunktslaser som är temperaturokänslig för drift i optiska kommunikationslinjer och optiska nätverk. Lasern ger höghastighetsdrift vid en våglängd på 1,3 μm i temperaturområdet från +20 °C till +70 °C [2] . Det verkar i optiska dataöverföringssystem, optiska lokala nätverk och storstadsnätverk . Jämfört med prestandan hos tidigare konventionella kvantbrunnslasrar har de nya kvantpunktslasrarna betydligt högre temperaturstabilitet.

Den 7 oktober 2010 presenterade Fujitsu och fysiker från University of Tokyo världens första kvantpunktslaser som kan överföra data med en hastighet av 25 Gbit/s på en enda stråle [3] .

Anteckningar

  1. Arakawa Y.; Sakaki H. Flerdimensionell kvantbrunnlaser och temperaturberoende av dess tröskelström  // Applied Physics Letters  : journal  . - 1982. - Vol. 40 . — S. 939 . - doi : 10.1063/1.92959 . - .
  2. Fujitsu, University of Tokyo Utveckla världens första 10Gbps kvantpunktslaser med banbrytande temperaturoberoende utgång . Fujitsu/Pressmeddelanden/2004 (10 september 2004). Hämtad 7 maj 2019. Arkiverad från originalet 6 maj 2019.
  3. Fujitsu och University of Tokyo uppnår världens första 25 Gbps datakommunikation med hjälp av Quantum Dot Laser . Fujitsu/Pressmeddelanden/2010 (20 maj 2010). Hämtad 7 maj 2019. Arkiverad från originalet 6 maj 2019.

Länkar