Celeriter progressu technologiae optoelectronicae, laseres semiconductores late in variis campis, ut telecommunicationibus, medicina, processu industriali, et LiDAR, propter efficaciam magnam, magnitudinem compactam, et facilitatem modulationis, adhibentur. In centro huius technologiae iacet medium amplificationis, quod munus omnino vitale agit. Fungitur ut..."fons energiae"quod emissionem stimulatam et generationem laseris permittit, laserem determinans'effectus, longitudo undae, et potentia applicationis.
1. Quid est Medium Lucrorum?
Ut nomen indicat, medium amplificationis est materia quae amplificationem opticam praebet. Cum excitatur fontibus energiae externis (velut iniectione electrica vel pompatione optica), lucem incidentem amplificat per mechanismum emissionis stimulatae, quod ad emissionem laseris ducit.
In laseribus semiconductoribus, medium amplificationis typice constat ex regione activa in iunctura PN, cuius compositio materialis, structura, et modi dopandi directe afficiunt parametros clavis sicut limen currentis, longitudo undae emissionis, efficientia, et proprietates thermales.
2. Materiae Augmenti Communis in Laseris Semiconductoribus
Semiconductores compositi III-V sunt materiae amplificationis usitatissimae. Exempla typica includunt:
1.GaAs (Gallii Arsenidum)
Aptus laseribus emittentibus in 850–In longitudine 980 nm, late in communicationibus opticis et impressione laserica adhibita.
2.InP (Indii Phosphidum)
Ad emissionem in fasciis 1.3 µm et 1.55 µm adhibitum, quod essentiale est ad communicationes fibrae opticae.
3InGaAsP / AlGaAs / InGaN
Compositiones eorum ad diversas longitudines undarum assequendas aptari possunt, fundamentum formantes designorum laserum cum longitudine undae aptabili.
Hae materiae typice structuras lacunae energiae directae habent, quae eas in recombinatione electronis et foraminis cum emissione photonum valde efficaces reddunt, ideales ad usum in medio amplificationis laseris semiconductoris.
3. Evolutio Structurarum Lucrorum
Cum technologiae fabricationis progrediuntur, structurae amplificationis in laseribus semiconductoribus ab homoiunctionibus primis ad heteroiunctiones, et ulterius ad configurationes puteorum quanticorum et punctorum quanticorum provectas evolutae sunt.
1.Medium Augmenti Heteroiunctionis
Combinando materias semiconductrices cum diversis hiatibus energiae, vectores et photona efficaciter in regionibus designatis contineri possunt, efficientiam amplificationis augendo et limen currentis minuendo.
2.Structurae Puteorum Quanticorum
Crassitudine regionis activae ad scalam nanometricam reducenda, electrones in duabus dimensionibus continentur, efficientiam recombinationis radiativae significanter augentes. Hoc laseres cum currentibus liminalibus inferioribus et stabilitate thermali meliore efficit.
3Structurae Punctorum Quanticorum
Adhibentibus artibus auto-assemblandi, nanostructurae zero-dimensionales formantur, distributiones graduum energiae acutas praebentes. Hae structurae proprietates amplificationis et stabilitatem longitudinis undae offerunt, eas locum investigationis calidum pro laseribus semiconductoribus altae efficaciae novae generationis faciunt.
4. Quid medium amplificationis determinat?
1.Longitudo Undae Emissionis
Lacuna fasciae electricae materiae laserem determinat.'longitudinis undae. Exempli gratia, InGaAs aptum est laseribus prope infrarubris, dum InGaN adhibetur laseribus caeruleis vel violaceis.
2.Efficacia et Potentia
Mobilitas vectorum et rates recombinationis non-radiativae efficientiam conversionis opticae-electricae afficiunt.
3Efficacia Thermalis
Materiae variae mutationibus temperaturae variis modis respondent, firmitatem laseris in ambitu industriali et militari afficientes.
4Modulationis Responsio
Medium amplificationis laserem afficit'Celeritas responsorum, quae in applicationibus communicationis altae celeritatis maximi momenti est.
5. Conclusio
In structura complexa laserum semiconductorum, medium amplificationis vere "cor" eius est.—Non solum laseris generatio sed etiam eius vitae statum, stabilitatem, et applicationum condiciones afficit. A delectu materiae ad designationem structurae, ab effectu macroscopico ad mechanismos microscopicos, omnis progressus in medio amplificationis technologiam laseris ad maiorem effectum, applicationes latiores, et explorationem profundiorem impellit.
Cum progressibus continuis in scientia materialium et technologia nanofabricationis, media amplificationis futurae exspectantur afferre maiorem claritatem, latiorem opertionem longitudinis undae, et solutiones lasericas callidiores.—plures possibilitates scientiae, industriae et societati aperiens.
Tempus publicationis: XVII Iul. MMXXXV