لیزرهای آبشار کوانتومی چیست؟ | نخبه ها
خدمات مرکز


لیزرهای آبشار کوانتومی چیست؟
news-image


به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری؛ برخلاف لیزرهای معمولی نیم‌رسانا که در آن تابش لیزر از بازترکیب جفت الکترون، حفره درگذر از گاف نواری ایجاد می‌شود، لیزرهای کوانتومی تک‌قطبی هستند و تابش در آن‌ها از گذارهای درون زیر لایه در یک ساختار تکرارشونده نیم‌رسانا حاصل می‌شود به عبارت ساده‌تر باید گفت در یک توده بلور نیم‌رسانا، الکترون‌ها می‌توانند دریکی از دو نوار ظرفیت یا رسانش حضورداشته باشند، نوار ظرفیت با تعداد بیشتری الکترون‌های کم انرژی اشتغال شده است در جالی که در نوار رسانش تعداد کمتری از الکترون‌های پرانرژی حضور دارند. این دو نوار انرژی به‌اندازه گاف نواری اختلاف انرژی‌دارند و از هم جدا هستند

در دیود لیزرهای نیم‌رسانای رایج، هنگامی‌که یک الکترون پرانرژی از نوار رسانش جای یک حفره در نوار ظرفیت را می‌گیرد و به‌اصطلاح بازترکیب الکترونـ حفره رخ می‌دهد، فوتون گسیل می‌شود

انرژی این فوتون و طول‌موج متناظر با آن برای این لیزر به بزرگی گاف انرژی میان دو نوار ظرفیت و رسانش و درنتیجه به نوع ماده وابسته است

حال این سؤال مطرح می‌شود چرا به این لیزرها عنوان آبشار کوانتومی گفته می‌شود؟ در دیود لیزرهای نیم‌رسانا، الکترون و حفره پس از بازترکیب بی‌اثر می‌شوند و نقشی در تولید فوتون‌های بیشتر ندارند اما در یک لیزر آبشار کوانتومی تک‌قطبی، یک الکترون که در گذار میان دو زیرتراز یک فوتون گسیل می‌کند، می‌تواند دوره بعدی این ساختار تونل زنی کرده و فوتون دیگر گسیل کند. این روند در یک تک الکترون به گسیل چندین فوتون درگذر از درون ساختار این لیزر می‌انجامد و به همین دلیل به آن آبشاری گفته می‌شود، به همین دلیل است که بازدهی کوانتومی لیزرهای آبشاری بزرگ‌تر از یک و توان خروجی آن‌ها بزرگ‌تر از دیود لیزرها است

منبع خبر: معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری





خبر های دیگر
news-image
باید به سمت شهروند هوشمند حرکت کنیم

دبیر ستاد توسعه فناوری اطلاعات، ارتباطات و فضای مجازی معاونت علمی، حرکت به سمت شهروند هوشمند را از برنامه‌های مهم و اساس ...


news-image
آزمایشگاهی که اندازه شتاب دهنده ها را کاهش می دهد

محققان مکان جدیدی در آزمایشگاه" SLAC" متعلق به دانشگاه "استندفورد" ایجاد کرده‌اند که می‌تواند اندازه شتاب‌دهنده‌ها را به ...


news-image
خانه های اکولوژیک با استفاده از منابع و مواد بازیافتی ساخته می شوند

امروزه بیش از ۷.۶ میلیارد نفر روی زمین زندگی می کنند که تعداد آنها تا سال ۲۰۵۰ به حدود ۹.۷ میلیارد نفر افزایش می یابد.