Пекинский университет реализовал непрерывный перовскийЛазерный источникменьше 1 квадратного микрона
Важно построить непрерывный лазерный источник с площадью устройства менее 1 мкм2, чтобы удовлетворить требования низкого энергопотребления оптической взаимосвязи (<10 FJ BIT-1). Однако по мере уменьшения размера устройства оптические потери и потери материала значительно увеличиваются, поэтому достижение размера субмикронного устройства и непрерывного оптического накачки лазерных источников является чрезвычайно сложной задачей. В последние годы материалы Halide Perosskite привлекли обширное внимание в области непрерывных оптических лазеров из -за их высокого оптического усиления и уникальных поляритонов. Площадь устройства перовскита непрерывных лазерных источников, о которой сообщается до настоящего времени, по -прежнему превышает 10 мкм2, а субмикроновые лазерные источники требуют импульсного света с более высокой плотностью энергии насоса для стимулирования.
В ответ на эту проблему исследовательская группа Чжан Цин из Школы материаловедения и инженерии Пекинского университета успешно подготовила высококачественные перовскитные субмикронские монокристаллические материалы для достижения непрерывных оптических насосных лазерных источников с площадью устройства всего 0,65 мкм2. В то же время фотон раскрывается. Механизм экситонного поляритона в субмикронском непрерывном оптически, прокачиваемого процесса накачивания, глубоко понят, что дает новую идею для разработки малых низких пороговых полупроводниковых лазеров. Результаты исследования под названием «Непрерывные волновые лазеры перовскита с площадью устройства ниже 1 мкм2 были недавно опубликованы в современных материалах.
В этой работе неорганический перовский монокристаллический лист CSPBBR3 был приготовлен на сапфировой подложке с помощью химического отложения паров. Было отмечено, что сильная связь экситонов перовскита с фотонами микрокаваренности звуковой стенки при комнатной температуре привела к образованию экситонического поляритона. Благодаря ряду доказательств, таких как линейная и нелинейная интенсивность излучения, узкая ширина линии, преобразование поляризации излучения и трансформация пространственной когерентности при пороге, подтверждается непрерывная лаза с монокристаллом CSPBBR3 размером с субмикроном, а область устройства составляет равна 0,65 мкм2. В то же время было обнаружено, что порог субмикронного лазерного источника сопоставим с породом большого размера лазерного источника и может быть даже ниже (рис. 1).
Рисунок 1. Непрерывный оптически накачанный субмикрон CSPBBR3Лазерный источник света
Кроме того, эта работа исследует как экспериментально, так и теоретически, и выявляет механизм поляризованных экситонных экситонов в реализации субмикронских непрерывных лазерных источников. Усовершенствованная фотон-экстральная связь в субмикронских перовскитах приводит к значительному увеличению показателя преломления группы до 80, что существенно увеличивает усиление режима, чтобы компенсировать потерю режима. Это также приводит к тому, что перовский субмикронный лазерный источник с более высоким эффективным коэффициентом качества микрокаваленности и более узкой шириной линии излучения (рис. 2). Механизм также дает новую информацию о разработке малых, низкопороговых лазеров на основе других полупроводниковых материалов.
Рисунок 2. Механизм субмикронного лазерного источника с использованием экситонических поляризонов
Песня Цзепенг, студент Zhibo 2020 года из Школы материаловедения и инженерии Пекинского университета, является первым автором газеты, а Пекинский университет является первым подразделением газеты. Чжан Цин и Сюн Цихуа, профессор физики в университете Цинхуа, являются соответствующими авторами. Работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая и Пекинским научным фондом для выдающихся молодых людей.
Время публикации: сентябрь-12-2023