Лазер на квантовых точках — полупроводниковый лазер, который использует квантовые точки в качестве активной области для генерации стимулированного излучения. Вследствие квантово-размерного эффекта энергетический спектр носителей заряда в квантовых точках является дискретным, сходным с таковым в атомах. В инжекционных лазерах на основе полупроводниковых гетероструктур с квантовыми точками ожидаются улучшенные характеристики по сравнению с традиционными полупроводниковыми лазерами на квантовых ямах и, тем более, с объемной активной областью. Уже продемонстрированы улучшенные характеристики по порогу генерации, относительной интенсивности шума, ширине спектральной линии и температурной стабильности порогового тока в лазерах на квантовых точках. Контроль размеров и состава квантовых точек даёт дополнительную возможность создания лазеров на квантовых точках для работы на длинах волн, недостижимых с использованием прежних технологий.
В инжекционных лазерах на основе самоорганизованных квантовых точек, полученных методом роста Странского-Крастанова, неизбежно присутствует неоднородное уширение линии, обусловленное дисперсией размеров квантовых точек. Неоднородное уширение линии негативным образом сказывается на характеристиках лазеров на квантовых точках, в частности, повышает пороговый ток и делает его более чувствительными к температуре. По этой причине необходим строгий контроль однородности квантовых точек в самоорганизованных лазерных структурах.
Лазеры, использующие в качестве активной среды нанокристаллические квантовые точки с оптической накачкой, демонстрируют характеристики, более близкие к твердотельным лазерам, чем к инжекционным.
В последнее время устройства с активными средами на основе квантовых точек находят коммерческое применение в медицине (лазерные скальпели, оптическая когерентная томография), технологии (проекционные устройства, лазерные телевизоры), спектроскопии и телекоммуникации.
История Идея использования квантовых точек в инжекционных лазерах была предложена в работе.
В работе был разработан лазер на квантовых точках из арсенида индия (InAs) на 10 Гбит/с, нечувствительный к колебаниям температуры, для работы в оптических линиях связи и оптических сетях. Лазер обеспечивает высокую скорость работы на длине волны 1,3 мкм в температурном диапазоне от +20 °C до +70 °C. Он работает в оптических системах передачи данных, оптических локальных сетях и городских вычислительных сетях. По сравнению с лазерами на квантовых ямах новые лазеры на квантовых точках имеют значительно более высокую температурную стабильность.
В работе был представлен лазер на квантовых точках, позволяющий передавать данные со скоростью 25 Гбит/сек на одном луче.
Примечания
Ссылки Лазеры на квантовых ямах и точках Наноэлектронный лазер: одна квантовая точка имеет значение Квантовый скачок или прыжки на месте? Лазеры на квантовых точках: управление характеристиками при выращивании методом молекулярно-пучковой эпитаксии
Категория:Лазеры по активной среде