لیزر دیودی با ناهمگون (Heterojunction Diode Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر دیودی با ناهمگون (Heterojunction Diode Laser) :
Heterojunction Diode Laser یک پیشرفت اساسی نسبت به لیزر همگون است. در این لیزر، از لایه های نیمه هادی با مواد مختلف (با شکاف انرژی و ضریب شکست متفاوت) در ساختار استفاده می شود. این لایه ها ناهمگون (heterojunction) نامیده می شوند. مهم ترین مزیت ناهمگون، محصورسازی بهتر حامل ها (الکترون ها و حفره ها) و نور در ناحیه فعال است. این امر چگالی جریان آستانه را به شدت کاهش می دهد و امکان کار در دمای اتاق به صورت پیوسته را فراهم می کند.
ساختار رایج، لیزر با ناهمگون دوگانه (Double Heterostructure) است. در این ساختار، یک لایه نازک از یک نیمه هادی با شکاف انرژی کمتر (مثلا GaAs) بین دو لایه با شکاف انرژی بیشتر (مثلا AlGaAs) قرار می گیرد. لایه میانی، ناحیه فعال نامیده می شود. لایه های با شکاف انرژی بیشتر، یک سد پتانسیل برای حامل ها ایجاد می کنند و آنها را در ناحیه فعال محصور می کنند. همچنین ضریب شکست بالاتر لایه فعال نسبت به لایه های اطراف، یک موجبر برای نور ایجاد می کند و نور را در همان ناحیه محصور می کند.
این محصورسازی دوگانه (حامل ها و نور) باعث افزایش چشمگیر بازده و کاهش آستانه لیزر می شود. با لیزر ناهمگون دوگانه AlGaAs/GaAs، کار در دمای اتاق به صورت پیوسته ممکن شد. این لیزرها در طول موج ۷۸۰-۸۸۰ نانومتر کار می کنند و اساس بسیاری از کاربردهای بعدی لیزرهای دیودی (مانند پخش کننده های دیسک لیزری، چاپگرها، و پمپاژ لیزرهای حالت جامد) شدند.
اختراع لیزر ناهمگون انقلابی در فوتونیک ایجاد کرد و ژورس آلفروف و هربرت کرومر به پاس این کشف، جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۰۰ را دریافت کردند. امروزه تمام لیزرهای دیودی با کارایی بالا از ساختارهای ناهمگون (چاه کوانتومی و غیره) استفاده می کنند. لیزر ناهمگون پایه ای برای فناوری های مخابرات نوری، ذخیره سازی نوری، و بسیاری از کاربردهای دیگر فراهم کرد.
