Kvantový bodový laser

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 10. října 2018; kontroly vyžadují 6 úprav .

Kvantový tečkový laser  je polovodičový laser , který využívá kvantové tečky v jejich emitující oblasti jako aktivní laserové médium . Vzhledem k přísným omezením pohybu nosičů náboje v kvantových tečkách mají elektronovou strukturu podobnou atomům. Lasery vyrobené s takovými aktivními médii mají vlastnosti podobné vlastnostem plynových laserů a vyhýbají se některým negativním aspektům zařízení, která se nacházejí v tradičních polovodičových laserech s aktivními médii založenými na objemových strukturách nebo kvantových vrtech. Dochází ke zlepšení výkonu z hlediska šířky pásma, prahu generování, relativní intenzity šumu, zvýšení šířky spektrální čáry a necitlivosti na kolísání teploty. Aktivní oblast kvantové tečky může být také navržena tak, aby fungovala na různých vlnových délkách změnou velikosti a složení tečky. Bylo možné vyrábět lasery s kvantovými tečkami pro provoz na vlnových délkách, které dříve nebyly možné pomocí předchozích technologií polovodičových laserů.

Aktivní mediální zařízení na bázi kvantových teček nedávno našla komerční uplatnění v medicíně ( laserové skalpely , optická koherentní tomografie ), technologii (projekční zařízení, laserové televizory ), spektroskopii a telekomunikacích.

Historie

Kvantový tečkový laser byl vytvořen v roce 1982 skupinou vedenou profesorem Yasushiko Arakawou.- Ředitel Centra pro kolaborativní výzkum nanoelektroniky na Tokijské univerzitě [1] . Laser si udržoval stabilní radiační výkon v rozsahu několika desítek stupňů.

V roce 2004 japonská společnost Fujitsu a výzkumná skupina na Tokijské univerzitě vyvinuly kvantový tečkový laser arsenidu india (IdAs) s rychlostí 10 Gbps , který je teplotně necitlivý pro provoz v optických komunikačních linkách a optických sítích. Laser poskytuje vysokorychlostní provoz při vlnové délce 1,3 μm v teplotním rozsahu od +20 °C do +70 °C [2] . Působí v systémech optického přenosu dat, optických lokálních sítích a metropolitních sítích . Ve srovnání s výkonem předchozích konvenčních laserů s kvantovou tečkou mají nové lasery s kvantovou tečkou výrazně vyšší teplotní stabilitu.

Dne 7. října 2010 Fujitsu a fyzici z Tokijské univerzity představili první kvantový tečkový laser na světě schopný přenášet data rychlostí 25 Gbit/s jedním paprskem [3] .

Poznámky

  1. Arakawa Y.; Sakaki H. Vícerozměrný kvantový studnový laser a teplotní závislost jeho prahového proudu  // Applied Physics Letters  : journal  . - 1982. - Sv. 40 . — S. 939 . - doi : 10.1063/1.92959 . - .
  2. Fujitsu, University of Tokyo vyvinula první 10Gbps Quantum Dot laser na světě s průlomovým výstupem nezávislým na teplotě . Fujitsu/Tiskové zprávy/2004 (10. září 2004). Získáno 7. května 2019. Archivováno z originálu dne 6. května 2019.
  3. Fujitsu a University of Tokyo dosáhly první datové komunikace 25 Gb/s na světě pomocí kvantového tečkového laseru . Fujitsu/Tiskové zprávy/2010 (20. května 2010). Získáno 7. května 2019. Archivováno z originálu dne 6. května 2019.

Odkazy