لیزر دیودی مبتنی بر نوع II (انگلیسی : Type-II Diode Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر دیودی مبتنی بر نوع II (انگلیسی : Type-II Diode Laser) :
Type-II Diode Laser نوعی لیزر نیمه هادی است که در آن ناحیه فعال از چاه های کوانتومی با آرایش نوع II (Type-II) تشکیل شده است. در چاه های کوانتومی نوع I، الکترون ها و حفره ها هر دو در یک لایه (چاه) محصور می شوند. اما در نوع II، الکترون ها در یک لایه و حفره ها در لایه مجاور (اما نزدیک) محصور می شوند. بازترکیب الکترون-حفره در فصل مشترک این دو لایه رخ می دهد. این آرایش امکان دستیابی به طول موج های بلندتر (مادون قرمز میانی و دور) را با موادی که شکاف انرژی نسبتا بزرگی دارند، فراهم می کند.
مکانیزم: با قرار دادن لایه های بسیار نازک از دو نیمه هادی مختلف (مانند InAs و GaSb) به صورت متناوب، یک ساختار نوع II ایجاد می شود. نوار رسانش در InAs پایین تر از GaSb است، در حالی که نوار ظرفیت در GaSb بالاتر از InAs است. الکترون ها در InAs و حفره ها در GaSb محصور می شوند. بازترکیب بین این دو، فوتونی با انرژی کمتر از شکاف انرژی هر یک از مواد تولید می کند. با تنظیم ضخامت لایه ها، می توان طول موج را در محدوده وسیعی (۳ تا ۳۰ میکرون) تنظیم کرد.
مزایای لیزرهای نوع II: قابلیت دستیابی به طول موج های بلند (تا تراهرتز) با موادی که رشد آنها آسان تر است، و پتانسیل کاهش بازترکیب اوژه (Auger) که در طول موج های بلند مشکل ساز است. آنها برای کاربردهای طیف سنجی در مادون قرمز میانی و دور، تصویربرداری حرارتی، و ارتباطات فضای آزاد مورد تحقیق هستند.
چالش ها: قدرت نوسان (oscillator strength) در نوع II کمتر از نوع I است، بنابراین بهره نوری پایین تر است. این امر نیاز به ساختارهای چندچاهه (با تعداد زیاد) و طراحی دقیق دارد. با این حال، پیشرفت در طراحی چاه های کوانتومی کرنش یافته و ساختارهای آبشار بین نوار (ICL) که ترکیبی از نوع II و آبشار کوانتومی هستند، عملکرد را بهبود بخشیده است. لیزرهای نوع II (مانند ICL) اکنون به صورت تجاری برای محدوده ۳-۶ میکرون در دسترس هستند.
