Wissenschaftler entwarfen zunächst einen monolithischen RGB-Laser

Durch das Wachstum eines Nanosubstrats gelang es

amerikanischen Wissenschaftlern der University of Arizona erstmals, einen monolithischen RGB-Laser zu entwickeln. Die lichtemittierenden Elemente befinden sich auf demselben nanoskaligen Substrat, und die Farbe des emittierten Strahls kann in einem weiten Bereich frei eingestellt werden, einschließlich des Empfangs eines weißen Strahls.

Ein Laser (Laser, Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission "wandelt Licht in kohärente monochromatische (d. H. Einfarbige) Strahlung um. Einstein sagte 1916 die Existenz des stimulierten Emissionseffekts voraus, und 1960 wurde der erste Laser auf der Basis eines künstlichen Rubinkristalls hergestellt.

Ein charakteristisches Merkmal des Laserstrahls ist eine konstante Wellenlänge (oder ein diskreter Satz von Längen) oder eine bestimmte Farbe. Was unser Auge als weiß wahrnimmt, ist eine achromatische Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen und gleicher Leistung, so dass es unmöglich ist, einen weißen Laser zu erzeugen.

Sie können jedoch die Strahlung mehrerer Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen kombinieren. Wenn wir zum Beispiel Laser mit drei Primärfarben (Rot, Grün, Blau - RGB) kombinieren, erhalten wir eine weiße Farbe. Lasersysteme, die mehrere Strahlen kombinieren und unterschiedliche Farben abgeben, sind in verschiedenen Bereichen menschlicher Aktivität weit verbreitet, einschließlich sogar Lasershow-Programmen. Solche Geräte können jedoch nicht klein genug gemacht werden, um in der Mikroelektronik verwendet zu werden.



In den einst beliebten und jetzt allmählich ausgehenden optischen Laufwerken werden Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen verwendet, um mit verschiedenen Laufwerkstypen zu arbeiten - CD, DVD, Blu-Ray. Verwenden Sie daher in Universalantrieben mehrere Laser. Zwar stellte Sony 2003 im Labor einen monolithischen Dualband-Laser her, der sowohl für die Aufnahme von CD-R / RW- als auch DVD-Discs verwendet werden konnte, erreichte jedoch nicht die Produktion.



Bei der Herstellung monolithischer Laser sind besondere Schwierigkeiten aufgetreten, die mit der Tatsache verbunden sind, dass Halbleiter mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften in einer Struktur kombiniert werden müssen. Kristalle unterscheiden sich durch Gitterkonstanten- die Größe der kristallinen Zellen. Die Wellenlänge der vom Laser emittierten Strahlung hängt von diesen Konstanten ab. Es war jedoch nicht möglich, Kristalle in Kombination mit sehr unterschiedlichen Konstanten mit herkömmlichen Methoden zu züchten.

Wissenschaftlern aus Arizona gelang es jedoch, eine Halbleiterstruktur zu schaffen, die aus drei Segmenten besteht, von denen jedes Wellen in seinem eigenen Bereich emittiert. Es besteht aus Zink, Cadmium, Schwefel und Selen, die in Segmente unterteilt sind. Wenn das Substrat angeregt wird, emittieren Cadmium und Selen zusammen rote Strahlung, Cadmium und Schwefelgrün sowie Zink und Schwefelblau. Möglich wurde dies durch mehr als zehn Jahre Forschung im Bereich der Nanotechnologie. Für das Kristallwachstum wurde das "Doppelionenaustausch" -Verfahren verwendet.

Laut Wissenschaftlern sind Laser eine effizientere Lichtquelle als LEDs, und mit einem Laser können mehr Farben übertragen werden. Laut Professor Kun-Zhen Ning, der die Studie leitete, kann ein monolithischer Laser nach seinen Angaben 70% mehr Farben reproduzieren, als der derzeitige Standard für LED-Anzeigen vorsieht.

Neben Beleuchtung und Displays können mit Lasern das effizienteste Li-Fi-Datenübertragungssystem entwickelt werden. Dieses System verwendet Raumbeleuchtung, um Daten durch Lichtimpulse innerhalb der Sichtlinie zu übertragen. Ein solches LED-System, das derzeit entwickelt wird, sollte Übertragungsgeschwindigkeiten bieten, die um eine Größenordnung höher sind als die aktuellen Wi-Fi-Funktionen. Gleichzeitig kann Laser-Li-Fi laut dem Forscher eine oder zwei Größenordnungen schneller sein als LED-basiert.

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