GaN-Based Laser Diodes: Towards Longer Wavelengths and Short Pulses

ظهور دیودهای لیزری با طول موج کوتاه بسیار کارآمد مبتنی بر نیمه هادی ترکیبی III-V GaN نه تنها ذخیره سازی داده های نوری با چگالی بالا را فعال کرده است، بلکه انتظار می رود که برنامه های کاربردی نمایش را نیز متحول کند. علاوه بر این، انواع کاربردهای علمی در بیوفتونیک، تحقیقات مواد و اپتیک کوانتومی می توانند از این منابع نور لیزری همه کاره و مقرون به صرفه در محدوده طیفی نزدیک به UV تا سبز بهره مند شوند. این پایان‌نامه فیزیک دستگاه دیودهای لیزر مبتنی بر GaN را همراه با تلاش‌های اخیر برای دستیابی به طول موج‌های انتشار طولانی‌تر و انتشار پالس کوتاه توصیف می‌کند. رویکردهای تجربی و نظری برای رسیدگی به ویژگی‌های دستگاه فردی و بهینه‌سازی دیودهای لیزر در راستای الزامات برنامه‌های خاص استفاده می‌شود.

The emergence of highly efficient short-wavelength laser diodes based on the III-V compound semiconductor GaN has not only enabled high-density optical data storage, but is also expected to revolutionize display applications. Moreover, a variety of scientific applications in biophotonics, materials research and quantum optics can benefit from these versatile and cost-efficient laser light sources in the near-UV to green spectral range. This thesis describes the device physics of GaN-based laser diodes, together with recent efforts to achieve longer emission wavelengths and short-pulse emission. Experimental and theoretical approaches are employed to address the individual device properties and optimize the laser diodes toward the requirements of specific applications.