لیزر چاه کوانتومی

لیزر چاه کوانتومی یک دیود لیزری است که در آن ناحیه فعال دستگاه آنقدر باریک است که محصور شدن کوانتومی رخ می دهد. دیودهای لیزر در مواد نیمه هادی مرکب تشکیل می شوند که (کاملاً بر خلاف سیلیکون) قادر به انتشار موثر نور هستند. طول موج نوری که توسط لیزر چاه کوانتومی ساطع می‌شود، با عرض ناحیه فعال تعیین می‌شود و نه فقط باند گپ موادی که از آن ساخته شده است.[1] این بدان معناست که می توان طول موج های بسیار کوتاه تری را از لیزرهای چاه کوانتومی نسبت به دیودهای لیزری معمولی با استفاده از یک ماده نیمه هادی خاص به دست آورد. راندمان لیزر چاه کوانتومی نیز به دلیل شکل گام به گام عملکرد چگالی حالات آن از دیود لیزری معمولی بیشتر است.

دیود لیزر

دیود لیزر از نظر الکتریکی یک دیود پین است. ناحیه فعال دیود لیزر در ناحیه ذاتی (I) است و حامل ها (الکترون ها و سوراخ ها) به ترتیب از ناحیه N و P به آن ناحیه پمپ می شوند. در حالی که تحقیقات اولیه لیزر دیود بر روی دیودهای ساده P-N انجام شد، همه لیزرهای مدرن از اجرای ساختار دوگانه هترو استفاده می‌کنند، جایی که حامل‌ها و فوتون‌ها برای به حداکثر رساندن شانس خود برای نوترکیبی و تولید نور محدود می‌شوند. برخلاف دیودهای معمولی، هدف دیود لیزری ترکیب مجدد همه حامل‌ها در ناحیه I و تولید نور است. بنابراین، دیودهای لیزر با استفاده از نیمه هادی های مستقیم باند گپ ساخته می شوند. ساختار اپیتاکسیال دیود لیزر با استفاده از یکی از تکنیک‌های رشد کریستال رشد می‌کند، که معمولاً از یک بستر N دوپ شده شروع می‌شود و لایه فعال I دوپ شده را رشد می‌دهد و به دنبال آن روکش دوپ شده P و یک لایه تماسی رشد می‌کند. لایه فعال اغلب از چاه های کوانتومی تشکیل شده است که جریان آستانه کمتر و بازده بالاتری را ارائه می دهند.