بهبود لیزرهای کاواک عمودی تابش از سطح دارای پایه‏ی GaN از طریق آلایش سیلیکانی مدوله‏ شونده





بهبود لیزرهای کاواک عمودی تابش از سطح[1] دارای پایه‏ی GaN از طریق آلایش سیلیکانی مدوله ‏شونده


به علت طبیعت ترکیبات نیتراتی، ساخت لیزرهای کاواک عمودی تابش از سطح (VCSELs) با طول‏ موج آبی با پایه‏ ی GaN به سختی انجام می شود. ساختاری که برای تجاری‏ سازی این ابزارها طراحی شده است، از لحاظ رسانندگی ضعیف بوده و راه‏کارهای موجود برای بهبود رسانندگی منجر به پیچیدگی‏ هایی در ساخت و کاهش کارآیی می‏شود.
در حال حاضر محققین دانشگاه‏ های Meijoو Nagoyaژاپن، VCSELهایی با پایه‏ ی GaNطراحی کرده‏ اند که رسانندگی خوبی داشته و به آسانی رشد داده می‌شوند.
عمدتاً در ساخت VCSELها برای تشکیل کاواک لیزر از آینه ‏های DBR استفاده می‏شود. اتصالات میان کاواکی می‏تواند سبب بهبود رسانندگی ‏این نوع لیزرها شود اما افزایش ابعاد کاواک منجر به محصورسازی ضعیف نوری، پیچیدگی در ساخت، چگالی جریان آستانه‏ی بالا و شیب بهره‏ ی پایین می‏شود.
رسانندگی ضعیف ساختارهای DBR ناشی از قطبش بارها بین لایه‏ های AlInN و GaNساختار است. به منظور غلبه بر تأثیر قطبش بارها، محققین از سیلیکان آلاییده به نیترات و مدوله کردن آن آلایش در ساختار لایه‏ ها بهره گرفته‌اند. افزایش غلظت سیلیکان در سطح مشترک، سبب خنثی کردن آثار قطبش بارها می‏شود.
محققین همچنین روشی برای تسریع نرخ رشد AlInN تا بیش از m/hµ 0/5 ابداع کرده ‏اند که نتیجه‏ ی آن ساخت VCSELبا پایه ‏ی GaNبا کاواک 1/5λ به همراه رسانندگی نوع-nازAlInN/GaN DBRاست که دارای بازتابندگی بیشینه ‏ی بیش از 99/9%، جریان آستانه‏ ی mA 2/6 متناظر با چگالی جریان آستانه 5/2 ، kA بر سانتی متر مربع و ولتاژ کاری V 4/7 است.
طبق گفته‏ ی آقای تتسویا تاکشی و همکارانشانVCSELهابا پایه‏ ی GaNکه در این تحقیق ساخته شده است، در کاربردهای مختلفی مانند نمایشگرهای پویش شبکیه، چراغ‏های روشنایی تطبیق‎‏پذیر و سیستم‏های مخابراتی ناحیه‏ ی مرئی سرعت بالا مورد استفاده قرار می‏گیرند.
 
REFERENCE:
1. Kazuki Ikeyama et al., Applied Physics Express (2016); http://iopscience.iop.org/1882-0786/9/10/102101
 


[1]Vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs)

منبع : Kazuki Ikeyama et al., Applied Physics Express (2016); http://iopscience.iop.org/1882-0786/9/10/102101      1395/9/3 11:28