Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть цикла статей о
Наноэлектроника
Одномолекулярная электроника
Твердотельная наноэлектроника
Связанные подходы
Нанопроволочные лазеры для сверхбыстрой передачи информации в световых импульсах

Полупроводниковые нанопроволочные лазеры - это наноразмерные лазеры, которые могут быть встроены в микросхемы и представляют собой прорыв в приложениях для вычислений и обработки информации. Лазеры на основе нанопроволоки представляют собой источники когерентного света (одномодовые оптические волноводы), как и любые другие лазерные устройства, с преимуществом работы в наномасштабе. Создан методом молекулярно-лучевой эпитаксии, лазеры на основе нанопроволоки предлагают возможность прямой интеграции на кремнии, а также создания оптических межсоединений и передачи данных в масштабе кристалла. Лазеры на основе нанопроволоки создаются на основе полупроводниковых гетероструктур AIIIBV. Их уникальная одномерная конфигурация и высокий показатель преломления обеспечивают низкие оптические потери и рециркуляцию в активной области сердцевины нанопроволоки. Это позволяет использовать субволновые лазеры размером всего несколько сотен нанометров. [1] [2] Нанопроволоки представляют собой резонаторные полости Фабри – Перо, определяемые торцевыми гранями проволоки, поэтому они не требуют полировки или скалывания граней с высоким коэффициентом отражения, как в обычных лазерах. [3]

Свойства [ править ]

Лазеры на основе нанопроволоки можно выращивать селективно на Si / SOI пластинах с помощью обычных методов МЛЭ , что обеспечивает идеальное структурное качество без дефектов. Было продемонстрировано, что нанопроволочные лазеры, использующие системы материалов из нитридов III группы и ZnO, излучают в видимом и ультрафиолетовом диапазонах, однако инфракрасное излучение в диапазоне 1,3–1,55 мкм важно для телекоммуникационных диапазонов. [4] Генерация на этих длинах волн была достигнута путем удаления нанопроволоки с кремниевой подложки. [5] Нанопроволочные лазеры показали длительность импульса до <1 пс, [6] и обеспечивают частоту повторения более 200 ГГц. [7] [8]Кроме того, было показано, что нанопроволочные лазеры сохраняют информацию о фазе импульса в течение 30 пс при возбуждении последующими парами импульсов. Таким образом, с такими конфигурациями возможны лазеры с синхронизацией мод в наномасштабе.

См. Также [ править ]

  • Полупроводниковые лазеры
  • Нанопроволоки
  • Молекулярно-лучевая эпитаксия
  • Нанолазер

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Ning, CZ (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры» . Полупроводники и полуметаллы . 86 : 455–486. DOI : 10.1016 / B978-0-12-391066-0.00012-5 . ISBN 9780123910660. ISSN  0080-8784 .
  2. ^ Ян, Ruoxue, Даниэль Gargas и Пейдонг Янг. «Нанопроволочная фотоника». Фотоника природы 3.10 (2009): 569-576
  3. Перейти ↑ Ning, CZ (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры» . Полупроводники и полуметаллы . 86 : 455–486. DOI : 10.1016 / B978-0-12-391066-0.00012-5 . ISBN 9780123910660. ISSN  0080-8784 .
  4. ^ Коблмюллер, Грегор; Майер, Бенедикт; Стеттнер, Томас; Abstreiter, Герхард; Финли, Джонатан Дж. (2017). "GaAs – AlGaAs нанопроволочные лазеры на кремнии: приглашенный обзор". Полупроводниковая наука и технология . 32 (5): 053001. Bibcode : 2017SeScT..32e3001K . DOI : 10.1088 / 1361-6641 / aa5e45 . ISSN 0268-1242 . 
  5. ^ Ян, Ruoxue, Даниэль Gargas и Пейдонг Янг. «Нанопроволочная фотоника». Фотоника природы 3.10 (2009): 569-576
  6. ^ Сидиропулос, Фемистоклис PH; Рёдер, Роберт; Гебурт, Себастьян; Гесс, Ортвин; Maier, Stefan A .; Роннинг, Карстен; Олтон, Руперт Ф. (28 сентября 2014 г.). "Сверхбыстрые плазмонные нанопроволочные лазеры вблизи частоты поверхностного плазмона". Физика природы . 10 (11): nphys3103. Bibcode : 2014NatPh..10..870S . DOI : 10.1038 / nphys3103 . hdl : 10044/1/18641 .
  7. ^ Mayer, B .; Janker, L .; Loitsch, B .; Treu, J .; Костенбадер, Т .; Lichtmannecker, S .; Reichert, T .; Morkötter, S .; Канибер, М. (13.01.2016). «Монолитно интегрированные нанопроволочные лазеры с высоким коэффициентом β на кремнии». Нано-буквы . 16 (1): 152–156. Bibcode : 2016NanoL..16..152M . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.5b03404 . ISSN 1530-6984 . PMID 26618638 .  
  8. ^ Mayer, B .; Реглер, А .; Sterzl, S .; Стеттнер, Т .; Koblmüller, G .; Канибер, М .; Lingnau, B .; Lüdge, K .; Финли, Джей Джей (23 мая 2017 г.). «Долговременная взаимная фазовая синхронизация пар пикосекундных импульсов, генерируемых полупроводниковым лазером на нанопроволоке» . Nature Communications . 8 : ncomms15521. arXiv : 1603.02169 . Bibcode : 2017NatCo ... 815521M . DOI : 10.1038 / ncomms15521 . PMC 5457509 . PMID 28534489 .  

Внешние ссылки [ править ]