لیزر نقطه کوانتومی با دمش الکتریکی (Electrically Pumped Quantum Dot Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر نقطه کوانتومی با دمش الکتریکی (Electrically Pumped Quantum Dot Laser) :
Electrically Pumped Quantum Dot Laser نوعی لیزر نیمه هادی است که در آن ناحیه فعال از نقاط کوانتومی تشکیل شده است و وارونی جمعیت با تزریق جریان الکتریکی (و نه پمپ نوری) ایجاد می شود. این لیزرها مزایای تئوریک بسیاری نسبت به لیزرهای چاه کوانتومی دارند، از جمله چگالی جریان آستانه پایین تر، وابستگی دمایی کمتر (دمای مشخصه T₀ بالا)، و پهنای طیف باریک تر. دستیابی به پمپاژ الکتریکی کارآمد در نقاط کوانتومی به دلیل چالش های مرتبط با تزریق حامل ها به نقاط و جلوگیری از بازترکیب غیرتابشی، دشوار است، اما پیشرفت های قابل توجهی در این زمینه حاصل شده است.
مکانیزم: ساختار لیزر شامل لایه های مختلف نیمه هادی است که بر روی یک زیرلایه رشد داده می شوند. نقاط کوانتومی (معمولا InAs یا InGaAs) در لایه میانی (ناحیه فعال) به صورت خودآرایی (self-assembled) تشکیل می شوند. لایه های اطراف (با شکاف انرژی بالاتر) نقش محصورسازی حامل ها و موجبر نوری را ایفا می کنند. با اعمال ولتاژ بایاس مستقیم، الکترون ها و حفره ها به ناحیه فعال تزریق شده و به دام نقاط کوانتومی می افتند. بازترکیب آنها در نقاط، منجر به گسیل نور می شود. با رسیدن به چگالی جریان آستانه، گسیل القایی غالب شده و لیزر اتفاق می افتد.
مزایا در عمل: لیزرهای نقطه کوانتومی با دمش الکتریکی تجاری شده اند و در مخابرات نوری (به ویژه برای کاربردهای بدون خنک کننده - uncooled) استفاده می شوند. آنها پایداری دمایی عالی دارند و می توانند در دماهای بالا بدون نیاز به خنک کاری کار کنند. همچنین چگالی جریان آستانه آنها پایین است که منجر به مصرف انرژی کمتر می شود.
کاربردها: منابع نور برای مخابرات نوری (در محدوده ۱٫۳ و ۱٫۵۵ میکرون)، حسگرها، و به عنوان نوسان ساز محلی در سیستم های همدوس. تحقیقات برای بهبود چگالی نقاط، یکنواختی اندازه، و افزایش توان خروجی ادامه دارد. لیزرهای نقطه کوانتومی با دمش الکتریکی یکی از موفق ترین کاربردهای فناوری نانو در فوتونیک هستند.
