Recentment, el Laboratori Estatal Clau de Física làser de camp fort de l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM), l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), en col·laboració amb l'Institut d'Estudis Avançats de Hangzhou de l'Acadèmia Xinesa de Ciències (HIAS) i Huazhong La Universitat de Ciència i Tecnologia (HUST), ha realitzat làsers monomode de calcogenur d'alt rendiment a escales de sublongitud d'ona basats en l'estudi del mecanisme de guany de calcogenur amb la miniaturització de làsers com a tracció. Els resultats de la investigació relacionats, titulats perovskita de sublongitud d'ona resistent a l'aigua a partir de nanocavitat transparent basat en sílice, es van publicar a Advanced Materials (Advanced Materials).
Els calcogenurs d'halogenurs metàl·lics es consideren un dels mitjans de guany ideals per a dispositius de micro i nano làser d'alt rendiment, amb aplicacions potencials en sistemes de processament d'informació fotònica en xip i en optoelectrònica integrada futura. Actualment, la tecnologia principal per a la preparació de làsers de calcogenur utilitza principalment el mètode de solució. En comparació amb ella, la tecnologia d'evaporació tèrmica és més fàcil d'aconseguir una producció de grans superfícies amb precisió controlada i ja s'ha aplicat en díodes emissors de llum comercials. No obstant això, les pel·lícules de calcogenur evaporades tèrmicament s'han estudiat menys per als làsers a causa de la seva alta defectivitat i, per tant, el rendiment es queda endarrerit amb els seus homòlegs tractats amb solució. A més, un altre repte al qual s'enfronten els làsers de calcogenur és que són més sensibles a la humitat, la qual cosa limita l'aplicació comercial de dispositius basats en calcogenur, sobretot perquè s'ha informat de pocs treballs experimentals sobre làsers de calcogenur a l'aigua.
a, esquema de coevaporació de tres fonts; b, espectres de fluorescència de calcogenur; c, vida útil de la fluorescència; df, espectres de fluorescència depenents de la temperatura d'intensitat de luminiscència, amplada de mitja alçada i gràfics de posició màxima
Avenços de l'Institut de Maquinària Òptica de Xangai en la recerca de làsers ultraràpids d'alta freqüència i alta potència a alta freqüència gravimètrica
af, mecanisme de dinàmica de guany; gi, mecanisme de dinàmica composta
a, espectres de sortida làser de cavitat vertical de sublongitud d'ona; b, diagrama d'entrada-sortida làser; c, interferograma làser; d, diagrama de punt de sortida làser; e, esquema làser submarí; f, espectres de sortida làser submarins; g, 20 dies de sortida estable làser submarina
L'estudi va utilitzar una estratègia de coevaporació de tres fonts assistida per lligands per desenvolupar medis de guany de pel·lícula prima de calcogenur d'alta qualitat mitjançant la introducció d'additius per frenar la cristal·lització, aconseguir la passivació dels defectes i la modulació limitada al domini. L'estudi confirma que les pel·lícules primes de calcogenur optimitzades tenen excel·lents propietats compostes de portadors i un rendiment òptic millorat mitjançant experiments d'espectroscòpia d'absorció transitòria ultra ràpida. Inspirat per l'alt guany esmentat anteriorment, es va construir una estructura simètrica senzilla basada en una làmina transparent de SiO2 simètrica per realitzar un làser de calcogenur evaporat tèrmicament de llindar baix (13 μJ/cm2) d'escala de sublongitud d'ona (120 nm) d'un sol mode, que es pot operar de manera estable i en mode únic sota l'aigua durant més de 20 dies, i la seva longitud de coherència de llarg abast (115,6 μm) i la seva alta polarització lineal (82%) confirmen encara més l'excel·lent rendiment d'aquest làser miniaturitzat. La longitud de coherència de llarg abast (115,6 μm) i l'alta polarització lineal (82%) confirmen encara més l'excel·lència d'aquest làser miniaturitzat. S'espera que la combinació d'aquesta estructura de cavitat vertical transparent compacta i senzilla i el procés d'evaporació tèrmica proporcioni una estratègia de producció en massa senzilla, robusta i fiable per als futurs làsers de calcogenur compatibles amb la fotònica de silici, i que doni suport al desenvolupament de nous tipus de dispositius optoelectrònics de calcogenur amb rendiment millorat.
La investigació compta amb el suport del Programa Nacional de Recerca i Desenvolupament Clau de la Xina, la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina i el Programa Pilot de Recerca Bàsica de Xangai.
