ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ 'ਤੇ ਨਵੀਨਤਮ ਖੋਜ

ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ 'ਤੇ ਨਵੀਨਤਮ ਖੋਜ

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਡਿਸਕ ਲੇਜ਼ਰ (SDL ਲੇਜ਼ਰ), ਜਿਸਨੂੰ ਵਰਟੀਕਲ ਐਕਸਟਰਨਲ ਕੈਵਿਟੀ ਸਰਫੇਸ-ਐਮੀਟਿੰਗ ਲੇਜ਼ਰ (VECSEL) ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਨੇ ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਗੇਨ ਅਤੇ ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਰੈਜ਼ੋਨੇਟਰ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਰਵਾਇਤੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਲਈ ਸਿੰਗਲ-ਮੋਡ ਸਹਾਇਤਾ ਦੀ ਨਿਕਾਸ ਖੇਤਰ ਸੀਮਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਇੱਕ ਲਚਕਦਾਰ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਬੈਂਡਗੈਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਉੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਲਾਭ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵੀ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਦ੍ਰਿਸ਼ਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਵਿੱਚ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਘੱਟ-ਸ਼ੋਰਤੰਗ-ਰੇਖਾ-ਚੌੜਾਈ ਲੇਜ਼ਰਆਉਟਪੁੱਟ, ਅਲਟਰਾ-ਸ਼ਾਰਟ ਹਾਈ-ਰੀਪੀਟੇਸ਼ਨ ਪਲਸ ਜਨਰੇਸ਼ਨ, ਹਾਈ-ਆਰਡਰ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਜਨਰੇਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਸੋਡੀਅਮ ਗਾਈਡ ਸਟਾਰ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ, ਆਦਿ। ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਇਸਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਲਚਕਤਾ ਲਈ ਉੱਚ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਦੋਹਰੀ-ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਸਹਿ-ਰਹਿਤ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤਾਂ ਨੇ ਉੱਭਰ ਰਹੇ ਖੇਤਰਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਐਂਟੀ-ਇੰਟਰਫਰੈਂਸ ਲਿਡਾਰ, ਹੋਲੋਗ੍ਰਾਫਿਕ ਇੰਟਰਫੇਰੋਮੈਟਰੀ, ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਡਿਵੀਜ਼ਨ ਮਲਟੀਪਲੈਕਸਿੰਗ ਸੰਚਾਰ, ਮੱਧ-ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਜਾਂ ਟੈਰਾਹਰਟਜ਼ ਜਨਰੇਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਮਲਟੀ-ਕਲਰ ਆਪਟੀਕਲ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਕੰਘੀ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਮੁੱਲ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਡਿਸਕ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਚਮਕ ਦੋਹਰੀ-ਰੰਗ ਨਿਕਾਸ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕਈ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਿਚਕਾਰ ਲਾਭ ਮੁਕਾਬਲੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਦਬਾਉਣਾ ਹੈ, ਇਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਖੋਜ ਮੁਸ਼ਕਲ ਰਹੀ ਹੈ।

ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਦੋਹਰਾ ਰੰਗਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਚੀਨ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ ਇਸ ਚੁਣੌਤੀ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਨਤਾਕਾਰੀ ਚਿੱਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਰੱਖਿਆ ਹੈ। ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਖੋਜ ਰਾਹੀਂ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਤਾਪਮਾਨ-ਸਬੰਧਤ ਕੁਆਂਟਮ ਵੈੱਲ ਗੇਨ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਅਤੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਵਿਟੀ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਨਾਲ ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਲਾਭ ਦੇ ਲਚਕਦਾਰ ਨਿਯੰਤਰਣ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਟੀਮ ਨੇ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਇੱਕ 960/1000 nm ਉੱਚ-ਚਮਕ ਲਾਭ ਚਿੱਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੀ। ਇਹ ਲੇਜ਼ਰ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਸੀਮਾ ਦੇ ਨੇੜੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਆਉਟਪੁੱਟ ਚਮਕ ਲਗਭਗ 310 MW/cm²sr ਤੱਕ ਉੱਚੀ ਹੈ।

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਡਿਸਕ ਦੀ ਗੇਨ ਲੇਅਰ ਸਿਰਫ ਕੁਝ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ ਮੋਟੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ-ਏਅਰ ਇੰਟਰਫੇਸ ਅਤੇ ਹੇਠਲੇ ਵੰਡੇ ਹੋਏ ਬ੍ਰੈਗ ਰਿਫਲੈਕਟਰ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਫੈਬਰੀ-ਪੇਰੋਟ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਵਿਟੀ ਬਣਦੀ ਹੈ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਵਿਟੀ ਨੂੰ ਚਿੱਪ ਦੇ ਬਿਲਟ-ਇਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਫਿਲਟਰ ਵਜੋਂ ਮੰਨਣ ਨਾਲ ਕੁਆਂਟਮ ਖੂਹ ਦੇ ਲਾਭ ਨੂੰ ਮਾਡਿਊਲੇਟ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ। ਇਸ ਦੌਰਾਨ, ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਵਿਟੀ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵ ਅਤੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲਾਭ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਾਪਮਾਨ ਡ੍ਰਿਫਟ ਦਰਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੇ ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ, ਆਉਟਪੁੱਟ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਸਵਿਚਿੰਗ ਅਤੇ ਨਿਯਮਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਟੀਮ ਨੇ 300 K ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ 950 nm 'ਤੇ ਕੁਆਂਟਮ ਖੂਹ ਦੇ ਲਾਭ ਸਿਖਰ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਸੈੱਟ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਲਾਭ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਤਾਪਮਾਨ ਡ੍ਰਿਫਟ ਦਰ ਲਗਭਗ 0.37 nm/K ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਟੀਮ ਨੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਵਿਧੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਚਿੱਪ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਰੁਕਾਵਟ ਕਾਰਕ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਦੀ ਸਿਖਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਲਗਭਗ 960 nm ਅਤੇ 1000 nm ਸੀ। ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨਾਂ ਤੋਂ ਪਤਾ ਲੱਗਾ ਕਿ ਤਾਪਮਾਨ ਡ੍ਰਿਫਟ ਦਰ ਸਿਰਫ 0.08 nm/K ਸੀ। ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਧਾਤ-ਜੈਵਿਕ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾਂ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਲਗਾਤਾਰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾ ਕੇ, ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਲਾਭ ਚਿਪਸ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਫੋਟੋਲੂਮਿਨਸੈਂਸ ਦੇ ਮਾਪ ਨਤੀਜੇ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਇਕਸਾਰ ਹਨ। ਥਰਮਲ ਲੋਡ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਪਾਵਰ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ-ਹੀਰਾ ਚਿੱਪ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਚਿੱਪ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਟੀਮ ਨੇ ਇਸਦੇ ਲੇਜ਼ਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਇੱਕ ਵਿਆਪਕ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕੀਤਾ। ਨਿਰੰਤਰ ਸੰਚਾਲਨ ਮੋਡ ਵਿੱਚ, ਪੰਪ ਪਾਵਰ ਜਾਂ ਹੀਟ ਸਿੰਕ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਕੇ, ਨਿਕਾਸ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ 960 nm ਅਤੇ 1000 nm ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਲਚਕਦਾਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਐਡਜਸਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਪੰਪ ਪਾਵਰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਸੀਮਾ ਦੇ ਅੰਦਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੇਜ਼ਰ 39.4 nm ਤੱਕ ਦੇ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਅੰਤਰਾਲ ਦੇ ਨਾਲ, ਦੋਹਰੀ-ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਕਾਰਜ ਵੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਸਮੇਂ, ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਨਿਰੰਤਰ ਤਰੰਗ ਸ਼ਕਤੀ 3.8 W ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਦੌਰਾਨ, ਲੇਜ਼ਰ ਵਿਭਿੰਨਤਾ ਸੀਮਾ ਦੇ ਨੇੜੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਬੀਮ ਗੁਣਵੱਤਾ ਕਾਰਕ M² ਸਿਰਫ 1.1 ਹੈ ਅਤੇ ਲਗਭਗ 310 MW/cm²sr ਜਿੰਨੀ ਉੱਚ ਚਮਕ ਹੈ। ਟੀਮ ਨੇ ਅਰਧ-ਨਿਰੰਤਰ ਤਰੰਗ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ 'ਤੇ ਵੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ।ਲੇਜ਼ਰ. ਦੋਹਰੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਸਮਕਾਲੀਕਰਨ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਗੂੰਜਦੇ ਖੋਲ ਵਿੱਚ LiB₃O₅ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਆਪਟੀਕਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪਾ ਕੇ ਜੋੜ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ।

ਇਸ ਹੁਸ਼ਿਆਰ ਚਿੱਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਰਾਹੀਂ, ਕੁਆਂਟਮ ਵੈੱਲ ਗੇਨ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਵਿਟੀ ਫਿਲਟਰਿੰਗ ਦਾ ਜੈਵਿਕ ਸੁਮੇਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦੇ ਲੇਜ਼ਰ ਸਰੋਤਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਲਈ ਇੱਕ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਨੀਂਹ ਰੱਖੀ ਗਈ ਹੈ। ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਸੂਚਕਾਂ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਸਿੰਗਲ-ਚਿੱਪ ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦਾ ਲੇਜ਼ਰ ਉੱਚ ਚਮਕ, ਉੱਚ ਲਚਕਤਾ ਅਤੇ ਸਟੀਕ ਕੋਐਕਸ਼ੀਅਲ ਬੀਮ ਆਉਟਪੁੱਟ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਚਮਕ ਸਿੰਗਲ-ਚਿੱਪ ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਦੇ ਮੌਜੂਦਾ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਮੋਹਰੀ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਹੈ। ਵਿਹਾਰਕ ਉਪਯੋਗ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਇਸ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਤੋਂ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇਸਦੀ ਉੱਚ ਚਮਕ ਅਤੇ ਦੋਹਰੇ-ਰੰਗ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਲਾਭ ਉਠਾ ਕੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਮਲਟੀ-ਕਲਰ ਲਿਡਰ ਦੀ ਖੋਜ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਤੇ ਦਖਲ-ਵਿਰੋਧੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਧਾਇਆ ਜਾਵੇਗਾ। ਆਪਟੀਕਲ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਕੰਘੀ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ, ਇਸਦਾ ਸਥਿਰ ਦੋਹਰਾ-ਤਰੰਗਲੰਬਾਈ ਆਉਟਪੁੱਟ ਸਟੀਕ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਮਾਪ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ ਆਪਟੀਕਲ ਸੈਂਸਿੰਗ ਵਰਗੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।