![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Laserul cu semiconductor cu emisie de suprafață realizează un progres în eficiență![]() _ Laserul semiconductor cu emisie de suprafață atinge eficiență descoperireÎncă de la început, eficiența conversiei puterii (PCE) a tehnologiei laser cu emisie de margini (EEL) a doborât în mod continuu recorduri, atingând o eficiență istorică ridicată de 85% la -50°C în 2006. În continuare, în 2007, EEL a atins și o eficiență ridicată de 76% la temperatura camerei. Cu toate acestea, în următorii 15 ani, nu s-au stabilit noi recorduri de eficiență, iar aceste realizări au rămas apogeul pentru laserele cu semiconductor. În schimb, îmbunătățirea eficienței laserelor cu emisie de suprafață cu cavitate verticală (VCSEL) a avut fost mai lent. De la raportarea unui PCE maxim de 62% în 2009, nu au existat progrese semnificative, evidențiind un decalaj clar de performanță între VCSEL și EEL. Ca laser cu microcavități, obținerea unei conversii de înaltă eficiență în domeniul fotonicii a fost întotdeauna o provocare pentru VCSEL. Datorită puterii și eficienței reduse, primele aplicații ale VCSEL-urilor s-au concentrat în primul rând pe scară mică. , electronice de consum de putere redusă și comunicații pe distanțe scurte în centre de date. În ultimii ani, odată cu progresele în tehnologia inteligentă, VCSEL-urile de putere redusă au devenit un cip-cheie pentru sursele de lumină de bază pentru sistemele inteligente de detectare, găsind aplicații pe scară largă în recunoașterea facială și detectarea la distanță scurtă, cu un succes notabil. Recent. , dezvoltarea rapidă a tehnologiei avansate de inteligență artificială a dezvăluit potențialul imens VCSEL-uri în domenii precum detectarea, comunicarea, ceasurile atomice, calculul optic/cuantic, laserele topologice și diagnosticarea medicală. În special, cererea de tehnologii de detectare pe distanță lungă în conducerea autonomă, puterea de calcul AI în centrele de procesare a datelor de mare viteză și creșterea VCSEL-urilor în aplicațiile tehnologice inteligente și cuantice subliniază importanța consumului de energie ca o problemă de bază. Eficiența energetică a VCSEL-urilor are un impact semnificativ asupra consumului de energie al dispozitivelor mobile și al centrelor de date. Prin urmare, dezvoltarea VCSEL-urilor cu eficiență ultra-înaltă este crucială pentru sprijinirea dezvoltării dispozitivelor finale în viitoarea era inteligentă și joacă un rol important în promovarea dezvoltării fotonicii energiei verzi. Într-o nouă lucrare publicată în Light: Science & Applications, o echipă de oameni de știință, condusă de profesorul Jun Wang de la Colegiul de Electronică și Inginerie Informațională, Universitatea Sichuan, China și Suzhou Everbright Photonics Co., Ltd, Suzhou, China, și colegii de muncă, au atins eficiența VCSEL Revoluție prin utilizarea tehnologiei cu zone active în cascadă cu mai multe joncțiuni. Prin folosirea joncțiunilor tunel invers pentru a realiza cascada regiunii active, volumul câștigului este crescut. Această strategie de proiectare permite transportatorilor să treacă prin mai multe procese de emisie stimulată, sporind astfel nu numai eficiența cuantică diferențială a dispozitivului, ci și menținând un curent de prag mai scăzut. Ca urmare, în ultimii ani, un număr semnificativ de cercetători au a folosit VCSEL cu mai multe joncțiuni pentru a obține o creștere exponențială a puterii, făcând VCSEL-urile viabile ca surse laser pentru LiDAR în vehicule autonome. Cu toate acestea, cel mai semnificativ avantaj potențial al VCSEL-urilor cu mai multe joncțiuni ar trebui să fie îmbunătățirea remarcabilă a eficienței lor. De aceea, se efectuează un studiu sistematic care combină simulări teoretice cu experimente pentru a investiga avantajele VCSEL-urilor cu mai multe joncțiuni în electro- eficiența conversiei optice. Echipa a simulat proprietățile de scalare ale VCSEL-urilor cu mai multe joncțiuni și le-a comparat cu cele ale VCSEL-urilor cu o singură joncțiune. Simulările numerice indică faptul că un VCSEL cu 20 de joncțiuni poate depăși o eficiență de conversie electro-optică de 88% în condiții de temperatură ambientală. Experimental, un VCSEL cu 15 joncțiuni a obținut o eficiență de conversie electro-optică de 74% la temperatura camerei, cu o eficiență a pantei de 15,6 W/A, corespunzând unei eficiențe cuantice diferențiale de peste 1100%. Cercetătorii cred că această eficiență de conversie electro-optică este cea mai mare raportată în domeniul VCSEL până în prezent, iar această eficiență cuantică diferențială este cea mai mare raportată vreodată la laserele cu semiconductor. Așa cum a afirmat recenzentul, „Acest lucru reprezintă într-adevăr. o descoperire semnificativă într-un domeniu care a stagnat de mult timp.” Autorii studiului scriu: „În viitor, intenționăm, de asemenea, să explorăm și să extindem aplicațiile de înaltă eficiență, înaltă -VCSEL-uri cu mai multe joncțiuni de putere în domeniul comunicațiilor. „Această cercetare nu numai că oferă dovezi teoretice și experimentale valoroase pentru optimizarea și aplicarea ulterioară a VCSEL-urilor, dar oferă și o referință valoroasă pentru dezvoltarea și aplicarea ulterioară a lasere cu semiconductor PCE înalt. Se preconizează că va avea un impact semnificativ asupra fotonicii energiei verzi și asupra fizicii laserului.”
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
|
|
Comentarii:
Adauga Comentariu