Faatasi ai ma le saoasaoa o le alualu i luma o tekinolosi optoelectronic, semiconductor lasers ua faʻaaogaina lautele i vaega eseese e pei o fesoʻotaʻiga, vailaʻau, gaosiga o fale gaosi oloa, ma le LiDAR, faʻafetai i lo latou maualuga maualuga, faʻatusatusa le lapoʻa, ma le faigofie o suiga. I le totonugalemu o lenei tekinolosi o loʻo taoto ai le ala faʻatau, lea e faia se matafaioi taua tele. E avea ma“puna'oa”lea e mafai ai ona fa'aosofia le fa'aosoina ma le fa'atupuina o le laser, fa'atatau le laser's fa'atinoga, umi galu, ma le fa'aogaina gafatia.
1. O le a le Gain Medium?
E pei ona ta'u mai e le igoa, o le gain medium o se mea e maua ai le fa'alauteleina o mata. A fa'afiafiaina i puna'oa mai fafo (e pei o le tui eletise po'o le pamu opitika), e fa'atuputeleina le malamalama fa'afuase'i e ala i le faiga o le fa'aoso fa'aosoina, e o'o atu ai i le laser.
I lasers semiconductor, o le auala maua e masani lava e aofia ai le itulagi galue i le PN junction, o lona tuufaatasiga meafaitino, fausaga, ma doping auala e aafia tuusaʻo ai taʻiala autu e pei o le taimi nei, emission wavelength, lelei, ma uiga vevela.
2. Mea masani Gain Mea i Semiconductor Lasers
III-V fa'apipi'i semiconductor o mea sili ona fa'aaogaina fa'ameamea. O faʻataʻitaʻiga masani e aofia ai:
①GaAs (Gallium Arsenide)
E talafeagai mo leisa e fa'aoso i le 850–980 nm laina, faʻaaogaina lautele i fesoʻotaʻiga mataʻutia ma le lomitusi laser.
②InP (Indium Phosphide)
Fa'aoga mo le fa'aosoina i le 1.3 µm ma le 1.55 µm fusi, e taua tele mo feso'ota'iga fiber-optic.
③InGaAsP / AlGaAs / InGaN
O a latou fatuga e mafai ona fa'alogoina ina ia ausia ni galu eseese, e fai ma fa'avae mo fa'ata'ita'iga laser umi-galu.
O nei mea e masani ona faʻaalia ai fausaga faʻapipiʻi tuusaʻo, e sili ona lelei i le toe faʻaogaina o le eletise-pu ma le photon, e lelei mo le faʻaogaina i le semiconductor laser gain medium.
3. Evolution of Gain Structures
A'o aga'i i luma tekinolosi fau, maua fausaga i lasers semiconductor ua amata mai i le amataga o le homojunctions i le heterojunctions, ma o'o atu i le alualu i luma quantum well ma quantum dot configurations.
①Fa'atasiga Maua Medium
E ala i le tuʻufaʻatasia o mea semiconductor faʻatasi ai ma fusi faʻapipiʻi eseese, e mafai ona faʻapipiʻi lelei le avetaʻavale ma photons i itulagi faʻatulagaina, faʻaleleia le lelei o le mauaina ma faʻaitiitia le tulaga o loʻo i ai nei.
②Quantum Well Structures
E ala i le faʻaitiitia o le mafiafia o le vaega galue i le nanometer fua, o loʻo faʻatapulaʻaina electrons i itu e lua, faʻateleina le faʻaleleia o le faʻaleleia o le faʻaleleia. O le mea lea e maua ai le lasers ma lalo ifo o le tafega ma sili atu le mautu o le vevela.
③Quantum Dot Structures
I le fa'aaogaina o metotia fa'apipi'i a le tagata lava ia, ua fa'atūina ai nanostructures e leai se vaega, e maua ai le fa'asoaina atu o le malosi. O nei fausaga e ofoina atu le faʻaleleia atili o le mauaina ma le faʻamautuina o le galu, ma avea ai i latou ma nofoaga autu mo suʻesuʻega mo le isi augatupulaga maualuga-faʻatinoina lasers semiconductor.
4. O le a le mea e iloa e le Gain Medium?
①Umi ole Galu
O le fusi o mea e iloa ai le laser's umi galu. Mo se faʻataʻitaʻiga, InGaAs e talafeagai mo lasers latalata-infrared, aʻo InGaN faʻaaogaina mo lasers lanumoana poʻo violet.
②Lelei & Malosi
Ole fe'avea'i ma fua fa'atatau e le fa'asalaina e a'afia ai le fa'aliliuina o mata-i-eletise.
③Fa'atinoga Fa'avevela
O mea eseese e tali atu i suiga o le vevela i auala eseese, e aʻafia ai le faʻamaoni o le laser i totonu o fale gaosi oloa ma le militeri.
④Tali Modulation
O le auala e maua ai e a'afia ai le laser's saoasaoa o le tali atu, lea e taua tele i talosaga fesoʻotaʻiga televave.
5. Faaiuga
I le fausaga lavelave o lasers semiconductor, o le auala maua moni o lona "loto"—e le gata e nafa ma le gaosia o le laser ae faʻapea foʻi mo le aʻafiaina o lona olaga, mautu, ma faʻataʻitaʻiga faʻaoga. Mai le filifilia o meafaitino e o'o atu i le fa'atulagaina o fausaga, mai le fa'atinoga o le macroscopic i le masini fa'atosina, o fa'alavelave uma i le ala fa'atau o lo'o fa'aosoina ai le fa'atekonolosi leisa i le fa'atinoga sili atu, fa'aoga lautele, ma su'esu'ega loloto.
Faatasi ai ma le alualu i luma faifaipea i meafaitino faasaienisi ma nano-fabrication tekinolosi, o le auala e maua ai le lumanai e faamoemoe e aumaia ai le susulu maualuga atu, lautele lautele le umi o le galu, ma fofo leisa atamai.—tatalaina le tele o avanoa mo le faasaienisi, alamanuia, ma sosaiete.
Taimi meli: Iul-17-2025