שילוב של סיליקון עם חומר פעיל אופטית מאפשר לייזרים זעירים לתעשייה

Our Miss Brooks: House Trailer / Friendship / French Sadie Hawkins Day (יוני 2019).

Anonim

שילוב של סיליקון עם מוליך למחצה אור עשוי לסייע בפיתוח לייזרים בקנה מידה מיקרומטר, מראה דוריס Keh-Ting Ng ועמיתיה ממכון אחסון נתונים * STAR.

הסיליקון חולל מהפכה בייצור של מכשירים חשמליים. זה מוליך למחצה שופע הוא מעובד בקלות לתוך רכיבים זעירים, כגון טרנזיסטורים, באמצעות שיטות ניתנות להרחבה לרמות תעשייתיות, ובכך לאפשר את הייצור של מאות אלפי אלמנטים על שבב אחד. מהנדסים אלקטרוניים רוצה להרחיב עוד יותר את הפונקציונליות של מעגלים משולבים אלה בכך שהוא מאפשר להם ליצור, לתפעל ולזהות אור.

התקנים אופטיים אלה יכולים להאיץ עיבוד של מידע דיגיטלי, ולהוביל לייזרים בקנה מידה מיקרומטר, לשימוש סורקים ברקוד למשל. הבעיה, לעומת זאת, היא כי סיליקון אינו מחולל אור יעיל.

צוות של Ng תוכנן והפיק לייזר תואם טכניקות ייצור סיליקון על ידי שילוב של סיליקון וחומר מוליך למחצה אחר שיכול לייצר אור: אינדיום גליום ארסניד פוספיד (InGaAsP). "התוצאות שלנו מדגימות גישה מבטיחה להתקנים אופטיים אקטיביים וקומפקטיים על גבי סיליקון תוך שימוש בשכבת מוליכים למחצה דקים מאוד מסוג III-V", אומר Ng.

שיקול מכריע בכל מבנה לייזר הוא משוב אופטי: היכולת מלכודת אור בתוך המבנה לנהוג הדור האור נוסף. ב לייזרים קונבנציונאלי, זה נעשה על ידי הצבת מראה משני צדי האזור מייצר אור. במקום זאת, Ng והצוות השתמשו בגיאומטריה של מכשיר גלילי. זה לכד חלק האור שנוצר על קירות המכשיר ואילץ אותו להפיץ סביב בתוך הצילינדר. זה נקרא מצב גלריה לוחש כי באותו אפקט מלכודות גלי קול בחדר עגול כגון כיפת הקתדרלה.

הצוות התחיל עם מצע סיליקון, שבו הם הפקידו שכבה דקה של תחמוצת סיליקון. הסרט אופטית פעילה InGaAsP, רק 210 ננומטר עבה, היה מפוברק בנפרד ולאחר מכן מלוכדות על גבי תחמוצת הסיליקון. צוות חרוט מכן דרך חלק מהחומר כדי ליצור צילינדרים או שניים או שלושה מיקרומטר בקוטר. שלושה מיקרומטר התקנים פולטים אור לייזר עם אורך גל של 1, 519 ננומטר, קרוב מאוד לזה המשמש מערכות תקשורת אופטית מסחרי.

תכונה ייחודית של המכשיר הזה הוא כי הלוחש מצב גלריה משתרע על פני שני הסיליקון ואת אזורי InGaAsP. InGaAsP מספק הגברה אור בעוד הסיליקון פסיבי מנחה את האור. "הבא אנו מקווים ליישם את הרעיונות האלה על מכשירים הפועלים בטמפרטורת החדר", אומר Ng. "מבצע בטמפרטורה גבוהה יותר ידרוש כוונון עדין של עיצוב הלייזר ייצור".

menu
menu