Pekin universiteti perovskite uzluksiz amalga oshirildilazer manbai1 kvadrat mikrondan kichikroq
Chipdagi optik o'zaro ulanishning kam energiya iste'moli talabini qondirish uchun qurilma maydoni 1 m2 dan kam bo'lgan uzluksiz lazer manbasini qurish muhim (<10 fJ bit-1).Biroq, qurilma hajmi kamayganligi sababli, optik va moddiy yo'qotishlar sezilarli darajada oshadi, shuning uchun submikronali qurilma hajmiga va lazer manbalarining uzluksiz optik nasosiga erishish juda qiyin.So'nggi yillarda halid perovskit materiallari yuqori optik daromad va noyob eksiton polariton xususiyatlari tufayli uzluksiz optik pompalanadigan lazerlar sohasida katta e'tiborga sazovor bo'ldi.Hozirgacha xabar qilingan perovskit uzluksiz lazer manbalarining qurilma maydoni hali ham 10 mkm2 dan katta va submikron lazer manbalarining barchasi stimulyatsiya qilish uchun yuqori nasos energiya zichligi bilan impulsli nurni talab qiladi.
Ushbu muammoga javoban, Pekin universitetining Materialshunoslik va muhandislik fakultetidan Chjan Qingning tadqiqot guruhi 0,65 mkm2 gacha bo'lgan qurilma maydoni bilan uzluksiz optik nasosli lazer manbalariga erishish uchun yuqori sifatli perovskit submikronli monokristalli materiallarni muvaffaqiyatli tayyorladi.Shu bilan birga, foton ochiladi.Submikron uzluksiz optik nasosli lazerlash jarayonida eksiton polaritonining mexanizmi chuqur tushuniladi, bu kichik o'lchamli past chegarali yarimo'tkazgichli lazerlarni ishlab chiqish uchun yangi g'oyani ta'minlaydi.Yaqinda Advanced Materials jurnalida "Qurilma maydoni 1 mkm dan past bo'lgan doimiy to'lqinli nasosli perovskit lazerlari" deb nomlangan tadqiqot natijalari e'lon qilindi.
Ushbu ishda noorganik perovskit CsPbBr3 monokristalli mikron varag'i safir substratida kimyoviy bug'larni cho'ktirish orqali tayyorlangan.Perovskit qo'zg'atuvchilarining xona haroratida tovush devori mikrokavit fotonlari bilan kuchli bog'lanishi natijasida eksitonik qutb hosil bo'lishi kuzatildi.Chiziqli va chiziqli bo'lmagan emissiya intensivligi, tor chiziq kengligi, emissiya polarizatsiyasi transformatsiyasi va chegaradagi fazoviy kogerentlik o'zgarishi kabi bir qator dalillar orqali mikron o'lchamdagi CsPbBr3 monokristalining doimiy optik pompalanadigan floresan lazasi tasdiqlanadi va qurilma maydoni 0,65 mkm2 ga teng.Shu bilan birga, submikron lazer manbasining chegarasi katta o'lchamli lazer manbai bilan solishtirish mumkinligi va hatto undan ham pastroq bo'lishi mumkinligi aniqlandi (1-rasm).
Shakl 1. Uzluksiz optik nasosli submikron CsPbBr3lazer nuri manbai
Bundan tashqari, ushbu ish eksperimental va nazariy jihatdan o'rganadi va submikron uzluksiz lazer manbalarini amalga oshirishda qo'zg'atuvchi-polyarizatsiyalangan eksitonlar mexanizmini ochib beradi.Submikron perovskitlarda foton-eksiton birikmasining kuchayishi guruh sinishi indeksining sezilarli darajada oshishiga olib keladi, bu esa rejim yo'qotilishini qoplash uchun rejimning o'sishini sezilarli darajada oshiradi.Bu, shuningdek, yuqori samarali mikrokavit sifat omiliga va torroq emissiya chizig'iga ega bo'lgan perovskit submikron lazer manbaiga olib keladi (2-rasm).Mexanizm, shuningdek, boshqa yarimo'tkazgich materiallari asosida kichik o'lchamli, past chegarali lazerlarni ishlab chiqish bo'yicha yangi tushunchalarni beradi.
Shakl 2. Eksitonik polarizonlar yordamida sub-mikron lazer manbasining mexanizmi
Pekin universiteti Materialshunoslik va muhandislik fakultetining 2020 yilgi Zhibo talabasi Song Jiepeng maqolaning birinchi muallifi, Pekin universiteti esa maqolaning birinchi birligidir.Chjan Qing va Tsinghua universitetining fizika professori Xiong Qixua tegishli mualliflardir.Ish Xitoyning tabiiy fanlar milliy jamg'armasi va Pekinning taniqli yoshlar uchun ilmiy jamg'armasi tomonidan qo'llab-quvvatlandi.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 12 sentyabr