لیزر رامان سیلیکونی (Silicon Raman Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر رامان سیلیکونی (Silicon Raman Laser) :
Silicon Raman Laser یک نوع خاص لیزر رامان است که در آن محیط بهره سیلیکون (Si) است. سیلیکون ماده اصلی در صنعت میکروالکترونیک است، اما به دلیل ساختار نوار غیرمستقیم، نمی تواند به عنوان لیزر معمولی (بر پایه بازترکیب الکترون-حفره) عمل کند. با این حال، سیلیکون دارای یک بهره رامان نسبتا قوی (در جابجایی فرکانسی حدود ۱۵٫۶ THz) است. بنابراین می توان از آن برای ساخت لیزر رامان استفاده کرد. این دستاورد مهمی در جهت یکپارچه سازی اپتیک و الکترونیک روی یک تراشه سیلیکونی (فوتونیک سیلیکونی) بود.
مکانیزم: یک موجبر سیلیکونی (روی عایق - SOI) به عنوان محیط بهره عمل می کند. یک لیزر پمپ (معمولا در محدوده ۱۵۰۰-۱۶۰۰ نانومتر) به موجبر تزریق می شود. در اثر SRS، موج استوکس (با جابجایی ۱۵٫۶ THz نسبت به پمپ، یعنی حدود ۱۶۷۰-۱۶۹۰ نانومتر) تولید و تقویت می شود. با ایجاد یک حفره نوری (با استفاده از آینه های براگ در خود موجبر) برای موج استوکس، می توان لیزر رامان سیلیکونی ساخت. اولین نمونه در سال ۲۰۰۴ توسط گروهی از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA) ساخته شد.
مزایا: سازگاری با فناوری CMOS (ساخت تراشه های الکترونیکی)، امکان یکپارچه سازی با سایر المان های نوری و الکترونیکی روی یک تراشه، و پتانسیل برای ساخت منابع نوری کم هزینه برای مخابرات نوری درون تراشه ای (on-chip optical interconnects). چالش ها: جذب دو فوتونی (TPA) و جذب حامل های آزاد ناشی از آن که باعث تلفات و محدودیت در توان خروجی می شود. برای غلبه بر این مشکل، از ساختارهای موجبر با ناحیه وسیع تر و حذف سریع حامل ها (با استفاده از پیوندگاه p-i-n معکوس بایاس) استفاده می شود.
تحقیقات روی لیزرهای رامان سیلیکونی همچنان ادامه دارد و پتانسیل بالایی برای کاربردهای آینده در ارتباطات نوری و محاسبات نوری دارند.
