Fiziklar ko‘z uchun xavfsiz yangi turdagi lazerni sinovdan o‘tkazishdi

Lazer – bu energiyani aniq belgilangan to‘lqin uzunligiga ega tor va kuchli nurlarga aylantiruvchi qurilma. Ko‘p hollarda yarimo‘tkazgich lazerlari turli materiallarning qatlamlarini bir-birining ustiga joylashtirish orqali yaratiladi. Odatda lazer nuri ushbu qatlamlarga parallel ravishda chiqadi. Ammo vertikal o‘qimli yuzaki nurlanadigan lazerlar (VCSEL) ham mavjud bo‘lib, ular qatlamlarga perpendikulyar yo‘nalishda nurlanadi. VCSEL larni katta miqdorda ishlab chiqarish osonroq, ularni nuqsonlar uchun sinash oson va uzoqroq ishlaydi. Masalan, Face ID texnologiyasi aynan shunday lazerlarga asoslangan.

Biroq, VCSEL lar ba’zi cheklovlarga ega: ularning nuri odatda elliptik shaklda bo‘ladi va sezilarli darajada yoyiladi, shuning uchun ular faqat qisqa masofalarda samarali ishlaydi. Shuningdek, ular quvvati cheklangan va uzoq vaqt ishlaganda qizib ketib, nurning sifati pasayadi. Yuzi skanerlashda esa nurning to‘lqin uzunligi ko‘zga zarar yetkazishi mumkinligi sababli, ularni yuqori quvvatda ishlatib bo‘lmaydi.

Olimlar bu muammoni foton-kristalli yuzaki nurlanadigan lazerlar (PCSEL) yordamida hal qilishdi. Bu lazerlarning aktiv qismi ustiga maxsus foton kristal tuzilmasi qo‘shilgan. Natijada yuqori yorqinlik, kam yoyilish va deyarli mukammal dumaloq nurlanish hosil bo‘ldi. Muhimi, bu lazerning to‘lqin uzunligi (taxminan 1,5 mikrometr) ko‘zdagi namlik tomonidan so‘riladi va korneaga zarar yetkazmaydi, shuning uchun u ko‘z uchun xavfsiz hisoblanadi.

Shuningdek, PCSEL lar VCSEL texnologiyasidan 100 barobar yuqori quvvatda ishlash imkoniyatiga ega.

PCSEL larni ishlab chiqarishda qurilmaning ichida havo bo‘shliqlari qolishi mumkin, bu bo‘shliqlarda yarimo‘tkazgich atomlari harakat qilib, foton kristal tuzilmasini buzishi mumkin. Illinoys Universiteti (Urbana-Şampayn) Grainger Muhandislik Kolleji olimlari ushbu muammoni dielektrik — kremniy dioksid bilan havo bo‘shliqlarini to‘ldirish orqali hal qilishdi. Bu qurilmaning butun tuzilishini barqarorlashtirdi.

Ularning lazeri xona haroratida ishlaydi va ko‘z uchun xavfsiz 1,5 mikrometr to‘lqin uzunligida nur sochadi. Ushbu ishlar IEEE Photonics Journal jurnalida chop etildi. Takomillashgan lazerlar lidar texnologiyalari, avtonom avtomobillar, lazer bilan kesish va payvandlashda keng qo‘llaniladi. Texnologiya hali laboratoriya bosqichida bo‘lsa-da, mutaxassislar kelgusi 10-20 yil ichida sanoat miqyosida ishlab chiqarish boshlanishini kutishmoqda.