เมื่อเร็วๆ นี้ ห้องปฏิบัติการหลักของรัฐด้านฟิสิกส์เลเซอร์สนามแรงของสถาบันทัศนศาสตร์และเครื่องจักรความแม่นยำแห่งเซี่ยงไฮ้ (SIPM), สถาบันวิทยาศาสตร์จีน (CAS) ร่วมมือกับสถาบันศึกษาขั้นสูงแห่งหางโจวแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (HIAS) และหัวจง มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (HUST) ได้ตระหนักถึงเลเซอร์โหมดเดี่ยวแบบชาโคจีนไนด์ประสิทธิภาพสูงในระดับความยาวคลื่นย่อย โดยอิงจากการศึกษากลไกการเพิ่มของคาลโคเจนไนด์โดยมีการย่อขนาดของเลเซอร์เป็นตัวฉุด ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องซึ่งมีชื่อว่า Water-proof subwavelength perovskite lasing จาก nanocavity ที่ใช้ซิลิกาโปร่งใส ได้รับการตีพิมพ์ใน Advanced Materials (Advanced Materials)
โลหะฮาไลด์คาลโคเจนไนด์ถือเป็นหนึ่งในสื่อที่ได้รับอุดมคติสำหรับอุปกรณ์ไมโครและนาโนเลเซอร์ประสิทธิภาพสูง พร้อมการใช้งานที่มีศักยภาพในระบบประมวลผลข้อมูลโฟโตนิกบนชิปและออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการในอนาคต ปัจจุบันเทคโนโลยีกระแสหลักในการเตรียมเลเซอร์ chalcogenide ใช้วิธีการแก้ปัญหาเป็นหลัก เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการระเหยด้วยความร้อนจะง่ายกว่าในการผลิตในพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วยความแม่นยำที่ควบคุมได้ และได้ถูกนำมาใช้ในไดโอดเปล่งแสงเชิงพาณิชย์แล้ว อย่างไรก็ตาม ฟิล์มคาลโคเจนไนด์ที่ระเหยด้วยความร้อนได้รับการศึกษาน้อยกว่าสำหรับเลเซอร์เนื่องจากมีข้อบกพร่องสูง ดังนั้นประสิทธิภาพจึงช้ากว่าฟิล์มชนิดอื่นๆ ที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย นอกจากนี้ ความท้าทายอีกประการหนึ่งที่เลเซอร์ chalcogenide ต้องเผชิญก็คือ พวกมันมีความไวต่อความชื้นมากกว่า ซึ่งจำกัดการใช้งานเชิงพาณิชย์ของอุปกรณ์ที่ใช้ chalcogenide โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีรายงานการทดลองเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเลเซอร์ chalcogenide ในน้ำ
ก แผนผังการระเหยร่วมแบบสามแหล่ง b, สเปกตรัมเรืองแสงของ chalcogenide; c อายุการใช้งานของฟลูออเรสเซนต์ df, สเปกตรัมเรืองแสงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของความเข้มของการเรืองแสง, ความกว้างครึ่งหนึ่งของความสูง และแผนภาพตำแหน่งพีค
ความก้าวหน้าของ Shanghai Institute of Optical Machinery ในการวิจัยเลเซอร์อัลตราฟาสต์ความถี่สูงและกำลังสูงที่ความถี่กราวิเมตริกสูง
af, ได้รับกลไกไดนามิก; จีไอ กลไกไดนามิกแบบผสม
ก, สเปกตรัมเอาท์พุตเลเซอร์ช่องแนวตั้งที่มีความยาวคลื่นย่อย; b, แผนภาพเลเซอร์อินพุต-เอาท์พุต; c, เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรแกรม; d, แผนภาพจุดเอาท์พุทเลเซอร์; e แผนผังเลเซอร์ใต้น้ำ f, สเปกตรัมเอาท์พุตเลเซอร์ใต้น้ำ; g, 20 วันของเอาต์พุตเลเซอร์ใต้น้ำที่เสถียร
การศึกษานี้ใช้กลยุทธ์การระเหยร่วมสามแหล่งโดยใช้ลิแกนด์ช่วยในการพัฒนาตัวกลางที่ได้รับฟิล์มบางของคาลโคเจนไนด์คุณภาพสูง โดยการแนะนำสารเติมแต่งเพื่อชะลอการตกผลึก ทำให้เกิดการสร้างฟิล์มที่มีข้อบกพร่อง และการปรับแบบจำกัดโดเมน การศึกษายืนยันว่าฟิล์มบางของคาลโคเจนไนด์ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมนั้นมีคุณสมบัติคอมโพสิตตัวพาที่ยอดเยี่ยม และประสิทธิภาพการรับแสงที่เพิ่มขึ้นโดยการทดลองสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงชั่วคราวที่เร็วเป็นพิเศษ ด้วยแรงบันดาลใจจากอัตราขยายสูงที่กล่าวมาข้างต้น โครงสร้างสมมาตรที่เรียบง่ายซึ่งใช้แผ่น SiO2 แบบสมมาตรโปร่งใสถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ทราบถึงเกณฑ์ต่ำ (13 μJ/cm2) ระดับความยาวคลื่นย่อยโหมดเดียว (120 นาโนเมตร) เลเซอร์คาลโคเจนไนด์ที่ระเหยด้วยความร้อน ซึ่ง สามารถทำงานได้อย่างเสถียรและโหมดเดี่ยวใต้น้ำได้นานกว่า 20 วัน และความยาวการเชื่อมโยงกันในระยะยาว (115.6 μm) และโพลาไรเซชันเชิงเส้นสูง (82%) ยังยืนยันประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเลเซอร์ย่อส่วนนี้อีกด้วย ความยาวการเชื่อมโยงกันในระยะยาว (115.6 μm) และโพลาไรเซชันเชิงเส้นสูง (82%) ช่วยยืนยันความเป็นเลิศของเลเซอร์ย่อส่วนนี้อีก การรวมกันของโครงสร้างโพรงแนวตั้งที่โปร่งใสและกะทัดรัดนี้และกระบวนการระเหยด้วยความร้อน คาดว่าจะทำให้เกิดกลยุทธ์การผลิตจำนวนมากที่เรียบง่าย แข็งแกร่ง และเชื่อถือได้สำหรับเลเซอร์ chalcogenide ที่เข้ากันได้กับซิลิคอนโฟโตนิกส์ในอนาคต และเพื่อสนับสนุนการพัฒนาอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ชนิดใหม่ของ chalcogenide ด้วย ปรับปรุงประสิทธิภาพ
การวิจัยได้รับการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและพัฒนาหลักแห่งชาติของจีน มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน และโครงการนำร่องการวิจัยขั้นพื้นฐานเซี่ยงไฮ้
