|
|
| Κωδικός Πόρου |
000363736 |
| Τίτλος |
Πολαριτονικό λέιζερ με πολύ χαμηλό κατώφλι λειτουργίας |
| Άλλος τίτλος |
Ultra-low threshold polariton lasing in gaas |
|
Συγγραφέας
|
Τσώτσης, Παναγιώτης
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Χατζόπουλος, Ζαχαρίας
Σαββίδης, Παύλος
Πελεκάνος, Νικόλαος
|
| Περίληψη |
Η πρωτοφανής δυναμική των συσκευών που βασίζονται στα πολαριτόνια, οφείλεται στην ιδιότητα των πολαριτονίων να συμπεριφέρονται ως μποζόνια, το οποίο οδηγεί στη συμπύκνωση τους στη θεμελιώδη ενεργειακή στάθμη το οποίο με τη σειρά του οδηγεί στη δράση λέιζερ χωρίς αναστροφή πληθυσμού. Κατά συνέπεια το κατώφλι λειτουργίας ενός πολαριτονικού λέιζερ θεωρείται ότι είναι δύο τάξεις μεγέθους μικρότερο από ένα συμβατικό λέιζερ φωτονίων, το οποίο λειτουργεί σε καθεστώς ασθενούς σύζευξης μεταξύ ύλης και φωτός. Το ερώτημα για το κατά πόσο ένα πολαριτονικό λέιζερ σε GaAs υπερέχει έναντι ενός καλά βελτιστοποιημένου λέιζερ φωτονίων όμως δεν έχει ακόμα απαντηθεί.
Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζουμε μια λεπτομερή μελέτη του κατωφλίου λειτουργίας λέιζερ μιας ημιαγωγικής μικροκοιλότητας στο σύνορο της περιοχής μεταξύ ισχυρής και ασθενούς σύζευξης ύλης και φωτός. Το δείγμα είναι μια κοιλότητα μήκους 5/2 λ, έχει υψηλό παράγοντα ποιότητας (Q factor), ενώ μέσα στην κοιλότητα είναι τοποθετημένα, 12 κβαντικά πηγάδια σε 4 συστοιχίες των τριών, στα μέγιστα του ηλεκτρικού πεδίου της κοιλότητας. Υπό μη συντονισμένη οπτική διέγερση συνεχούς κύματος παρατηρήσαμε δράση λέιζερ με πολύ χαμηλό κατώφλι λειτουργίας στους 23Κ , η οποία δράση προερχόταν από καταστάσεις του κάτω πολαριτονικού κλάδου. Αυξάνοντας τη θερμοκρασία στους 70Κ παρατηρήσαμε μία σταθερή αύξηση στη τιμή κατωφλίου και μια ταυτόχρονη κατάρρευση του συστήματος μας σε καθεστώς ασθενούς σύζευξης, η οποία παρόλα αυτά δεν μπορεί να εξηγηθεί από το απλό επιχείρημα της διεύρυνσης της γραμμής του εξιτονίου λόγω αύξησης της θερμοκρασίας. Επιπλέον το περίπου διπλάσιο κατώφλι λειτουργίας καθώς περνάμε σε κατάρρευση δεν μπορεί από μόνο του να αιτιολογήσει την τόσο δραματική μείωση του oscillator strength του εξιτονίου. Απεναντίας πιστεύουμε ότι η αύξηση του χρόνου ζωής της δεξαμενής εξιτονίων με τη θερμοκρασία είναι ουσιαστικά ο λόγος για τον οποίο έχουμε σχεδόν δέκα φορές αύξηση του πληθυσμού των φορέων για τον ίδιο ρυθμό άντλησης το οποίο μας οδηγεί στην κατάρρευση της ισχυρής σύζευξης.
Από την πλευρά των εφαρμογών σε συσκευές, φαίνεται ότι τα κατώφλια λειτουργίας πολαριτονικού λέιζερ τουλάχιστον σε μικροκοιλότητες GaAs που μελετήσαμε, έχουν πολύ δρόμο ακόμα για να επιτύχουν την προβλεπόμενη διαφορά των 2 τάξεων μεγέθους. Αυτή η μελέτη δείχνει ότι χρειάζεται επιπλέον βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας των μηχανισμών άντλησης και αποδιέγερσης μέχρι να φτάσουν αυτά τα συστήματα να ολοκληρώσουν τη δυναμική τους, ως σύμφωνες πηγές φωτός με πολύ μικρό κατώφλι λειτουργίας.
|
| Φυσική περιγραφή |
77 σ. : χάρτ., πίν., έγχ. εικ. ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Ελληνικά |
| Θέμα |
Strong coupling lasing |
|
Λέιζερ πολαριτονίων |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2011-03-18 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
| Εμφανίσεις |
470 |
Πολαριτονικό λέιζερ με πολύ χαμηλό κατώφλι λειτουργίας
