Conventional semiconductor lasers, such as Fabry–Pérot (FP) cavity lasers, distributed feedback (DFB) lasers, and vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs), cannot simultaneously achieve single-mode operation, high power output, and a small divergence angle. However, photonic crystal surface-emitting lasers (PCSELs) utilize Bragg дифракција у дводимензионалним фотонским кристалима за постизање високог снажног ресурса са малим углом дивергенција (слика 1), што их чини једним од топлих истраживачких тема и на у земљи и на међународном нивоу .
Галлиум Нитриде (ГАН) -Басид Семицондуцтор Материалс има директан опсег, са таласним дужинама емисије које се протежу видљиви ултраљубичастом спектром, нудећи предности попут високе светлосне ефикасности и одличне хемијске стабилности, чинећи их да су перфордирање ПЦСЕЛ-а . ГАН-ови ПЦСЕЛС-у, што су перформансе на ПЦСсел-у . ГАН-ови, што су преразивања на базирању, прерадама на новим осветљењем, подводна комуникација, међузвездана комуникација, чип атомски сатови, истраживање дубоког простора, атомски радар и ласерска медицина, привлачење распрострањене пажње .
Слика 1. структурални дијаграми, типични углови далеких поља и излазне спектралне карактеристике ласера који емитују ФП ивице, ДФБ ивице ивице, ивице и пцселс .
Professor Noda's team at Kyoto University in Japan first proposed the concept of PCSELs in 1999 and reported the first room-temperature electro-injection lasing of GaN-based violet PCSELs in Science 319, 445 (2008). Subsequently, in collaboration with Japan's Stanley Company in 2022 and Japan's Nichia Company in 2024, they further extended the emission wavelength of GaN-based PCSELs to the blue and Греен Лигхт бендови . Тренутно је само Јапан постигао емисију електричне ињекције изазване ПЦселс-ом на бази ГАН-а у глобалној .
У сарадњи са кључним лабораторијом материјала за приказивање полуводича и чипова и Сузхоу лабораторија, које је успоставио Институт за нанотехнологију Сузхоу кинеске академије наука, недавно је развијен у топлистичким слојевима који се бавимо ГАН-ом, а недавно је развијен и собни температура електрично убризгавање електрично убризгавање, а постигнуто је постављено у ињективно убризгавање собе .
Истраживачки тим је прво симулирао и дизајнирао структуру ГАН-базираног ПЦСЕЛ уређаја, а затим је епитаксијално постао висококвалитетни ласерски материјали на бази ГАН-а и развили су поступке фотоничког кристала и пасивизације на ниским оштећењем ПЦСЕЛ Цристал и пасивизације да би произвели ГАН-Цристално подручје величине 400 × 400 μм² (Слика 2) . мерењем базираног система Бански кристално. . Коришћење угаоне спектроскопије (Слика 3), примећено је да: При ниским пролазима убризгавања, структура опсега је јасна, са режимом Ц има највећи интензитет; Како се тренутна повећава, интензитет не-зраитивног начина Б значајно повећава све док се ласинг дешава . мерењем структуре опсега, утврђено је да уређај у основном режиму Б у основи полу-ширине приближно 0 . 05 нм приближно 0 {{17} 05 нм приближно 0 {{17} 05 нм у близини струје.
Слика 2. (а) Схематски дијаграм Структуре Структуре на бази ГАН-а, (б) Пхотониц Цристал бенд структури добијене од оптичких тестова за пумпање, и (ц) површине и (д) попречног пресека скенирања електронских микроскопа слике фотоничког кристала .
Слика 3. (а-е) структура опсега ГАН-а на бази ГАН-а у правцу γ-Кс измерена на различитим струјама убризгавања, (ф) кривуља која приказује варијацију врхунске таласне дужине и спектралне полу-ширине ПЦСЕЛ-а са седиштем у ГАН-у са струјом убризгавања .
На основу горе наведеног рада, истраживачки тим је остварио електрично убризгавање просторије у ињекцији ГАН-а-емитираног ласера који емитује костију (Слика 4), са таласном дужином у траци од око 415 нм, струјом прага од 21 {{8} 96 А, од одговарајуће прагове густине од око 13 {16} 7 кА / цм² и вршне излазне снаге приближно 170 МВ. У следећем кораку, тим планира да користи висококвалитетне ган једнокрил-кристалне подлоге да дизајнирају нови ГАН-базирани ПЦСЕЛ структуру и превазиђе изазове у производњи ПЦСЕЛ-а уређаја и технологију паковања / термичког управљања да би се постигла висока снага (10-100 В) ласерски излаз са једним режимом.
Слика 4. ГАН-базирани ПЦСЕЛ: (а) Електролуминесцентне спектра на различитим струјама за убризгавање, (б) Излазна оптичка кривина напона струје, (ц) далеког поља, и (д) пре и (е) након приближавања снимкама БЛО-ФИЕЛЛ ПЦСЕЛ-а заснован на ГАН-у
