Průlom v laserové technologii: Nekonvenční fotonické krystaly z Illinois slibují spolehlivější a laditelnější polovodičové lasery

Vědci z laboratoře profesora elektrotechniky a počítačového inženýrství Kenta Choquetta na University of Illinois představili nový typ polovodičového laseru, který by mohl výrazně zlepšit spolehlivost a laditelnost těchto zařízení.

Vědci z laboratoře profesora elektrotechniky a počítačového inženýrství Kenta Choquetta na University of Illinois představili nový typ polovodičového laseru, který by mohl výrazně zlepšit spolehlivost a laditelnost těchto zařízení. Jejich objev, publikovaný v časopise Applied Physics Letters, se týká kvaziperiodického fotonického krystalového laseru s povrchovým vyzařováním (QPCSEL), který využívá neopakující se vzory fotonických krystalů.

Dosavadní fotonické krystalové lasery s povrchovým vyzařováním (PCSELs) se spoléhaly na opakující se vzory, což omezovalo možnosti jejich výroby a optimalizace pro různé vlastnosti. Erin Raftery, doktorandka v týmu, se inspirovala topologicky chráněnými, neopakujícími se vzory a integrovala podobnou metodu do stávající platformy s pohřbeným dielektrikem. Tato platforma spočívá v leptání vrstvy oxidu křemičitého, která je následně pokryta epitaxním polovodičem a zapuštěna do zařízení. Výsledná částečně periodická struktura úspěšně laserovala při pokojové teplotě.

Inovativní přístup výzkumníků z Illinois představuje praktickou cestu k vývoji vysoce výkonných, plně integrovaných QPCSELů, které jsou univerzální a nezávislé na geometrii. Hlavní výhodou této platformy je její všestrannost a uniformita vzoru pohřbeného dielektrického fotonického krystalu. To umožňuje kombinovat různé struktury na stejném substrátu, což by mohlo vést k výrobě spolehlivějších a lépe fungujících laserů, které jsou klíčové pro obranné a letecké aplikace.

Tým inženýrů z Illinois Grainger College of Engineering se nyní zaměřuje na vývoj praktičtějšího polovodičového laseru. V budoucnu doufají, že představí elektricky injektovanou diodu, což je náročnější cíl s významnými komerčními dopady.