Tiến độ nghiên cứu củalaser chấm lượng tử dạng keo
Theo các phương pháp bơm khác nhau, laser chấm lượng tử keo có thể được chia thành hai loại: laser chấm lượng tử keo được bơm quang học và laser chấm lượng tử keo được bơm điện. Trong nhiều lĩnh vực như phòng thí nghiệm và công nghiệp,laser được bơm quang học, chẳng hạn như laser sợi quang và laser sapphire pha tạp titan, đang đóng một vai trò quan trọng. Ngoài ra, trong một số tình huống cụ thể, chẳng hạn như trong lĩnh vựclaser vi dòng quang học, phương pháp laser dựa trên bơm quang là sự lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên, xem xét tính di động và phạm vi ứng dụng rộng rãi, chìa khóa cho ứng dụng của laser chấm lượng tử dạng keo là đạt được công suất laser khi bơm điện. Tuy nhiên, cho đến nay, laser chấm lượng tử dạng keo được bơm điện vẫn chưa được hiện thực hóa. Do đó, với việc hiện thực hóa laser chấm lượng tử keo được bơm điện làm dòng chính, trước tiên, tác giả thảo luận về mối liên hệ chính của việc thu được laser chấm lượng tử keo được bơm điện, nghĩa là hiện thực hóa laser chấm lượng tử keo liên tục được bơm quang học, và sau đó mở rộng sang laser dung dịch bơm quang học chấm lượng tử dạng keo, rất có khả năng là loại laser đầu tiên hiện thực hóa ứng dụng thương mại. Cấu trúc nội dung của bài viết này được hiển thị trong Hình 1.
Thử thách hiện tại
Trong nghiên cứu về laser chấm lượng tử keo, thách thức lớn nhất vẫn là làm thế nào để thu được môi trường khuếch đại chấm lượng tử keo với ngưỡng thấp, mức tăng cao, tuổi thọ dài và độ ổn định cao. Mặc dù các cấu trúc và vật liệu mới như tấm nano, chấm lượng tử khổng lồ, chấm lượng tử gradient và chấm lượng tử perovskite đã được báo cáo, nhưng không có chấm lượng tử đơn lẻ nào được xác nhận trong nhiều phòng thí nghiệm để thu được laser được bơm quang học sóng liên tục, điều này cho thấy rằng ngưỡng khuếch đại và độ ổn định của chấm lượng tử vẫn chưa đủ. Ngoài ra, do thiếu các tiêu chuẩn thống nhất về tổng hợp và mô tả đặc tính hiệu suất của các chấm lượng tử, báo cáo hiệu suất khuếch đại của các chấm lượng tử từ các quốc gia và phòng thí nghiệm khác nhau rất khác nhau và độ lặp lại không cao, điều này cũng cản trở sự phát triển của lượng tử keo. các chấm có đặc tính khuếch đại cao.
Hiện tại, laser bơm điện chấm lượng tử vẫn chưa được hiện thực hóa, cho thấy vẫn còn những thách thức trong nghiên cứu vật lý cơ bản và công nghệ then chốt của chấm lượng tử.thiết bị laser. Các chấm lượng tử keo (QDS) là một vật liệu khuếch đại có thể xử lý bằng giải pháp mới, có thể được gọi là cấu trúc thiết bị phun điện của điốt phát sáng hữu cơ (đèn led). Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tham chiếu đơn giản là không đủ để hiện thực hóa laser chấm lượng tử dạng keo phun điện. Xem xét sự khác biệt về cấu trúc điện tử và chế độ xử lý giữa các chấm lượng tử keo và vật liệu hữu cơ, việc phát triển các phương pháp chuẩn bị màng dung dịch mới phù hợp với các chấm lượng tử keo và các vật liệu có chức năng vận chuyển điện tử và lỗ trống là cách duy nhất để hiện thực hóa tia điện do các chấm lượng tử tạo ra . Hệ thống chấm lượng tử keo trưởng thành nhất vẫn là chấm lượng tử keo cadmium chứa kim loại nặng. Xem xét các mối nguy hiểm sinh học và bảo vệ môi trường, việc phát triển các vật liệu laser chấm lượng tử dạng keo mới bền vững là một thách thức lớn.
Trong công việc tương lai, nghiên cứu về laser chấm lượng tử được bơm quang học và laser chấm lượng tử được bơm bằng điện sẽ song hành với nhau và đóng một vai trò quan trọng như nhau trong nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tế. Trong quá trình ứng dụng thực tế của laser chấm lượng tử keo, nhiều vấn đề phổ biến cần được giải quyết khẩn cấp và làm thế nào để phát huy hết các tính chất và chức năng độc đáo của chấm lượng tử keo vẫn còn phải được khám phá.
Thời gian đăng: Feb-20-2024