تولید منابع نوری با پهنای باند وسیع با استفاده از نقاط کوانتومی

منابع ابرلومینسانس با پهنای باند بالا کاربردهای بالقوه زیادی همچون ژیروسکوپ‌های فیبر نوری و توموگرافی منسجم نوری (OCT)دارند. اخیراً توجه زیادی به استفاده از منابع نوری ارزان، کوچک، و دارای پهنای باند و قدرت بالا برای استفاده در OCT معطوف شده است. از این روش می‌توان برای غربال کردن و تشخیص پزشکی ارزان استفاده کرد.

منابع ابرلومینسانس با پهنای باند بالا کاربردهای
بالقوه زیادی همچون ژیروسکوپ‌های فیبر نوری و توموگرافی منسجم نوری
(OCT)دارند. اخیراً توجه زیادی به استفاده از منابع نوری ارزان، کوچک، و
دارای پهنای باند و قدرت بالا برای استفاده در OCT معطوف شده است. از این
روش می‌توان برای غربال کردن و تشخیص پزشکی ارزان استفاده کرد.

علاقه زیادی به ساختارهای خودآرای مبتنی بر نقاط
کوانتومی (QD) برای تولید دیودهای نورافشان ابرلومینسانس باند وسیع (SLED)
(با بهره‌گیری از طیف نشری وسیع این ساختارها) وجود دارد. می‌توان با
بهره‌گیری همزمان از ترانزیستورهای حالت پایه (GS) و حالت تهییج‌شده (ES)
در یک QD-SLED، طیفی با پهنای باند بیش از ۱۰۰ نانومتر ایجاد کرد. با این
حال، طیف نشری حاصل، چندگاوسی (multi-Gaussian) با شیب طیفی بزرگ بوده و
انتظار می‌رود به دلیل وجود بیم جانبی در طیف تداخل‌سنج، روی محدوده
دینامیکی یک سیستم تصویربرداری OCT تأثیر بگذارد. برای کاربردهای سیستم
OCT، یک طیف نشری تک‌گاوسی یا مسطح مورد نیاز است. عامل اصلی که موجب ایجاد
شیب طیفی در QD-SLED می‌شود، انرژی جدایش زیاد میان GS و ES در نقاط
کوانتومی است.

محققان دانشگاه شفیلد در انگلیس ایجاد یک QD-SLED با طیف نشری بسیار مسطح
را گزارش نموده‌اند که از طریق انجام یک فرایند آنیلینگ پس از رشد ایجاد
می‌شود. در این کار، از فرایند آنیلینگ ساختارهای نقاط کوانتومی
InAs/InGaAs/GaAs آغشته با P برای ساخت SLED باند وسیع استفاده می‌شود.
مواد آغشته‌شده در زیر یک کلاهک GaAs کاهش بسیار کمی در کیفیت اُپتیکی نشان
داده و یک شیفت آبی در پیک نشری GS و کاهش بسیار زیادی در انرژی جدایش میان
GS و ES نشان می‌دهد.

این گروه تحقیقاتی یافته‌های خود را به ممانعت از گسترش ظرفیت خالی Ga در
نقاط کوانتومی آغشته به P نسبت به نقاط کوانتومی فاقد P نسبت می‌دهند. SLED
تولیدی آنها دارای پهنای باند حدود ۱۳۲ نانومتر با یک طیف مسطح بوده و شیب
طیف بسیار کوچک حدود dB 2/1 و توان خروجی mW2 دارند.

این پژوهشگران در حال برنامه‌ریزی برای توسعه بیشتر QD-SLED از طریق افزایش
پهنای باند طیف نشری و به دست آوردن توان خروجی بالا در ابزارهای کوپل‌شده
با الیاف هستند.