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纳米线激光器的背景

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:半导体激光器的成功和广泛应用主要源于其极小的体积和极低的功耗,且相比于其他激光器更为廉价。纳米激光器由于其潜在的成本优势和易于集成的特点,已经成为新一代微型半导体激光器的典型代表。半导体和嵌入介质之间的折射率具有较大的差异,纳米线同时充当光学增益介质和光学谐振腔,最终实现激射。半导体纳米线激光器从2001年被提出以来一直被广泛和深入地研究。半导体纳米线激光器的有源区尺寸很小,期望能够实现低阈值激射。

目前,激光器在科学、技术以及日常生活中无处不在,并且在通信、传感和计量领域有着至关重要的地位,被广泛应用于生物成像、局部手术、金属焊接、消费类电子产品等领域。半导体激光器的成功和广泛应用主要源于其极小的体积和极低的功耗,且相比于其他激光器更为廉价。预计未来新一代激光器将向着更小、更廉价和更节能的方向发展。纳米激光器由于其潜在的成本优势和易于集成的特点,已经成为新一代微型半导体激光器的典型代表。它们通常由金属氧化物、II-VI族或III-V族半导体合金构成亚微米尺寸的“线”状结构。半导体和嵌入介质(通常指自由空间或低折射率介电材料)之间的折射率具有较大的差异,纳米线同时充当光学增益介质和光学谐振腔,最终实现激射。半导体纳米线激光器从2001年被提出以来一直被广泛和深入地研究。

尽管目前自上而下的制备工艺可以实现类似的尺寸,自下而上的自组织生长工艺比传统的二极管激光器省去很多后续处理步骤。此外,该工艺可以保证在任何种类的衬底上都能生长出几乎无缺陷、单晶的异质结构,极大地增加了设计参数的自由性。这种几何特性和材料特性的独特组合对于开发高度集成的激光器非常有吸引力。除了用于数据传输之外,还可应用于传感、成像等其他设备。半导体纳米线激光器的有源区尺寸很小,期望能够实现低阈值激射。

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