【單激光使多種顏色】

明道

【單激光使多種顏色】

 

 

一個紅色的CQD-VCSEL在布朗大學（Brown University）的行動

研究人員在美國已建立的一種新型的半導體激光器，可以很容易地修改，以創建在一定範圍內不同顏色的光。

該設備是基於微小的粒子稱為膠體量子點（CQDs），發出不同顏色的光，根據它們的大小 - 而不是它們的化學成分。

半導體激光器是在很寬的範圍內的技術，從DVD播放機的光通信網絡中找到。

雖然它們是有效的和廉價的產生，它們的顏色是由電子帶隙的半導體，這意味著，對於每個色需要一組不同的材料和結構的定義。

因此，集成到同一個電子裝置的不同的顏色的激光器可以是非常困難的。

什麼，阿爾托Nurmikko和他的同事在美國布朗大學做的是創建一個新的類型的半導體激光器，在原則上，可以產生不同顏色的光，而相同的材料和設計。

該裝置被稱為垂直腔表面發射激光器CQD（CQD-VCSEL）。

該設備是一個變體，這是一種市售的激光，使用了一層薄薄的化合物半導體作為其活性的光學介質類型的VCSEL。

紅，黃，綠

在Nurmikko的原型，活性物質是CQDs的薄膜，這是半導體硒化鎘納米直徑的領域。

在其研究中，的團隊使用CQDs與4.2納米的直徑，以創建一個紅色的激光，320納米的綠色和2.5 nm的藍色光。

的CQDs使用濕化學過程，它創建了一個球體在液體中的膠體懸浮液。

這種漆狀混合物一滴被放置的表面上的分佈式布拉格反射器（DBR） - 這是一種特殊類型的反射鏡中使用的VCSEL。

第二個DBR，然後放置在第一個的頂部和被擠壓的下拉，以創建一微米厚的有源層。

該小組研究了設備的發射超短脈衝光通過夾層結構。

這種“泵”的量子點到激發的能量狀態，其特徵在於由電子 - 空穴對的存在下被稱為激子。

激子衰減發射一個光子，它可以和鏡子之間來回反彈，刺激相同的光子的發射。

其結果是，該系統將作為激光操作。

太多的激子

但是足夠激發此過程中發生的量子點的特定的功率被傳遞到的激光。

這將導致一個以上的激子發生在一個點，這些都是通過發射一個電子（俄歇進程），而不是一個光子更容易衰減。

這減少CQD激光器的性能，使他們不切實際。

要解決這個問題，Nurmikko和他的同事們塗層的合金，鋅，鎘和硫硒化鎘量子點與。

該研究小組發現，這些最新的量子點作為激光時，平均而言，每個點都有一個或更少的激子。

這指的是激光需要1000更少的功率比未塗覆的鎘 - 硒化物的量子點的基礎上的以前的設備操作的一個因素。

這讓球隊的第一個工作CQD-VCSEL。

Nurmikko說：我們已經表明，它可以創建不僅重量輕，但激光。

原則上，我們現在有一些好處：所有顏色，相同的化學激光器，是一種非常廉價的方式，相對來說，有能力把它們應用到各種表面的形狀。

這使得各種設備配置的未來。

“重要的一步”

巴斯克地區大學的尤里·Rakovich的在西班牙的工作描述為“非常出色和令人信服的”。

他告訴physicsworld.com Nurmikko和同事們的設備是一個全彩，單材料激光器的重要一步。

他說，在實用設備的開發，下一步是要確定是否CQD-VCSEL器件工作在連續模式，而不是Nurmikko的研究小組研究了脈衝模式。

他還認為，研究人員將必須更深入了解的激光發生的過程，在這樣緊湊的電影CQDs -特別是在激光的各個點之間的相互作用是否發揮了重要作用。

該激光器所描述自然納米技術 10.1038/nnano.2012.61。

關於作者

麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/30/single-laser-makes-many-colours