Дизайн үчүн эске алынуучу жагдайларжогорку кубаттуулуктагы жарым өткөргүч лазер
Бул макалада жогорку кубаттуулуктагы жарым өткөргүчтөрдүн негизги долбоорлоо маселелери жана ишке ашыруу ыкмалары системалуу түрдө кеңири баяндалат.лазер"Жарык көлөмүн кеңейтүү, энергияны конверсиялоону жана чачыратуу жолдорун оптималдаштыруу менен бирге катастрофалык оптикалык бузулуудан (КОЖ) качуу аркылуу кубаттуулуктун жогорку чегин жогорулатуу" деген жалпы идеянын негизинде 9 негизги аспект боюнча терең талдоо жүргүзүлдү:
1. Кеңири эмиссиялык аймак: Кеңири аймактык түзүлүштү кабыл алуу менен (мисалы, эмиссиялык аймактын туурасы W бир нече микрометрден 50-200 микрометрге чейин көбөйтүү), максималдуу чыгуучу кубаттуулукту түз сызыктуу түрдө көбөйтүүгө болот, бул бир түтүктүү чыгарууну ватт деңгээлинде же ал тургай ондогон ватт деңгээлинде алуунун негизги ыкмасы, бирок ал нурдун сапатына зыян келтирет.
2. Узун көңдөй: Көңдөйдүн узундугун көбөйтүү электр жылытуу көрсөткүчтөрүн жакшыртуунун жана натыйжалуу жана жогорку кубаттуулуктагы иштөөгө жетишүүнүн ачкычы болуп саналат. Анын өзөгү түзмөктүн жылуулукка туруктуулугун жана каршылыгын натыйжалуу азайтууда, ошону менен активдүү аймактын түйүнүнүн температурасынын көтөрүлүшүн басууда, кубаттуулуктун каныккандыгынын таасирин азайтууда жана чыгуучу кубаттуулукту жана натыйжалуулукту жогорулатууда жатат.
3. Толкун өткөргүчтөрдү жана асимметриялык оптикалык көңдөйлөрдү кеңейтүү: Оптикалык талаанын бөлүштүрүлүшүн кеңейтүү менен (мисалы, асимметриялык оптикалык көңдөй структураларын колдонуу менен) оптикалык талаа менен жогорку сиңирүү жоготуу аймактарынын ортосундагы дал келүүнү азайтууга болот, бул ички жоготууларды бир кыйла азайтып, кванттык натыйжалуулукту жогорулатып, жылуулуктун пайда болушун азайтат. Ошол эле учурда, вертикалдык багыттагы нурдун сапатын да жакшыртууга болот.
4. Толтуруу коэффициенти: Штанга түзмөктөрүндө толтуруу коэффициенти (жарык чыгаруучу блоктун жалпы туурасынын штанганын жалпы туурасына болгон катышы) чыгыш кубаттуулугунун тыгыздыгын жана жылуулукту башкаруунун кыйынчылыгын тең салмактоо үчүн негизги параметр болуп саналат. Толтуруунун жогорку коэффициенти жогорку кубаттуулук тыгыздыгын алып келет, бирок өтө жогорку жылуулукту таркатууну талап кылат, ал эми төмөн толтуруу коэффициенти жылуулукту башкарууга көбүрөөк өбөлгө түзөт жана ишенимдүүлүктү жогорулатат.
6. Уч бетин коргоо технологиясы: Уч бетинин катастрофалык оптикалык күзгүнүн бузулуу (COMD) босогосун жакшыртуу электр кубатынын тардыгынан чыгуунун ачкычы болуп саналат. Макалада үч негизги технология кеңири баяндалат:
6.1 Көңдөйдүн бетин пассивдештирүү жана каптоо: Пассивдештирүү катмарларын жайгаштыруу жана жогорку чагылдыруу/чагылышууга каршы пленкаларды каптоо менен көңдөйдүн бетиндеги кемчиликтер пассивдештирилет, нурланбаган рекомбинация басылат жана COMD босогосу бир кыйла жакшырат.
6.2 Жутулбаган терезе технологиясы: жарыктын сиңишин азайтуу жана COMDдин алдын алуу үчүн акыркы бетинде тунук терезе аймагын түзүү үчүн кванттык кудуктарды гибриддештирүүнү жана башка ыкмаларды колдонуу.
6.3 Көңдөйдүн бетине сайылбаган зона технологиясы: Көңдөйдүн бетиндеги алып жүрүүчүлөрдүн концентрациясын жана радиациялык эмес рекомбинацияны азайтуу үчүн көңдөйдүн бетине жакын жерге ток сайылбаган зонаны киргизүү.
7. Жогорку жарыктык дизайны: Кең аймактуу лазердеги нурдун сапатынын начардыгы көйгөйүн чечүү үчүн жогорку жарыктык чыгарууну алуунун эки ыкмасы киргизилген:
7.1. Конустун түзүлүшү: Алдыңкы учундагы кууш толкун өткөргүчтүн "үрөн аянтын" жана арткы учундагы "конустун күчөтүү аянтын" айкалыштыруу менен, кубаттуулукту күчөтүү менен дифракция чегине жакын нурдун сапаты сакталат.
7.2 Режимди башкаруу: Жогорку тартиптеги туурасынан кеткен режимдердин жоголушун тандап көбөйтүү үчүн кеңири диапазондогу микроструктураларды киргизүү, ошону менен нурдун сапатын жакшыртуу.
8. Кванттык кудукту чыңдоо жана чыңалуу компенсациясы: Кванттык кудуктун активдүү аймагына чыңалуу киргизүү тилке түзүлүшүн оптималдаштырып, дифференциалдык күчтү жогорулатып, ошону менен босого токту азайтып, натыйжалуулукту жогорулатып жана жогорку температуралык мүнөздөмөлөрдү жакшырта алат. Чыңалуу компенсациялоо технологиясы карама-каршы чыңалуудагы тосмо катмарларын өстүрүү менен чыңалуулардын жана кемчиликтердин топтолушуна жол бербейт, бул материалдын сапатын камсыз кылат.
9. Өркүндөтүлгөн жылуулук башкаруу жана аз чыңалуудагы таңгактоо: Жогорку кубаттуулук тыгыздыгынан келип чыккан жылуулукту таркатуу көйгөйлөрүнө жооп катары, бул макалада өтө жогорку жылуулукту таркатуу кубаттуулугуна жетүү жана ишенимдүүлүктү жогорулатуу үчүн аз чыңалуудагы интерфейс материалдарын колдонгон жаңы жылуулук берүүчү материалдар (мисалы, алмаз композиттик материалдар), микроканал муздаткычтары жана таңгактоо технологияларын киргизүү каралган.
10. Таратылган толкун өткөргүч: Чип деңгээлиндеги ички жылуулукту башкаруу схемасы катары, бул түзүлүш кырка толкун өткөргүчтү көңдөйдүн узундугу боюнча козгоо зонасына жана пассивдүү жылуулукту таркатуу зонасына бөлөт жана жылуулукту натыйжалуу таркатуу үчүн чиптин ичинде туурасынан кеткен жылуулук каналын курат, салттуу жылуулукту таркатуу ыкмаларынын чектөөлөрүн бузуп өтөт.
Кыскача баяндамада жана келечек жогорку кубаттуулуктагы конструкцияны белгилейтжарым жарым лазерэлектр энергиясын, оптиканы, термодинамиканы жана ишенимдүүлүктү камтыган көп максаттуу оптималдаштыруу маселеси болуп саналат. Кең эмиссиялык аймак, узун көңдөй жана кеңейтилген толкун өткөргүч сыяктуу үч негизги дизайн менен жылуулукту башкаруу, учтун бузулушу жана нурдун сапаты сыяктуу үч негизги көйгөйдү чечкен технологиялардын ортосундагы эң жакшы баланска жетүү зарыл. Келечектеги иштин андан ары жакшырышы жаңы материалдарды, жаңы физикалык механизмдерди жана жаңы өндүрүш процесстерин иштеп чыгууга көз каранды болот.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 21-майы