QDL: Der neueste Durchbruch in der Telekommunikation

Der Quantenpunktlaser, auch QDL genannt, ist ein Halbleiterlaser, der in seinem lichtemittierenden Bereich Quantenpunkte als aktives Lasermedium verwendet. Der QDL verwendet ein Laser-Wirtsmaterial, das typischerweise verlustarm, schlierenfrei und optisch klar ist. Im Laserwirtsmaterial sind eine Vielzahl von Quantenpunkten angeordnet; Quantenpunkte sind sehr kleine Atomcluster (ca. 5 Nanometer Durchmesser) und in ein Material wie Polymer eingebettet. Eine Lichtquelle regt die Quantenpunkte an, um Fluoreszenz zu induzieren. Mit einer großen Anzahl von Quantenpunkten, die im Wirtsmaterial angeordnet sind, entsteht der Laser.

Die Fluoreszenz der Quantenpunkte erfolgt bei Wellenlängen, die durch die Art des Materials und die Größe bzw. den Durchmesser des Punkts bestimmt werden. Beispielsweise kann sich die Fluoreszenzwellenlänge eines Quantenpunkts aus Cadmiumselenid (üblicherweise bestehend aus Zinkselenid oder Tellurid) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ändern, indem sich sein physikalischer Durchmesser ändert. 

Durch die Anwendung einer Pumpquelle wird eine Populationsinversion von mehr als 50% in den Quantenpunkten angeregt und induziert. Die Quantenpunkte können aus der gleichen Größe und dem gleichen Material (für ein einzelnes schmales Spektralband), aus unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material in unterschiedlichen Größen bestehen, um einen breiteren Bereich an Spektralbändern zu erhalten. Es gibt Kombinationen, mit denen sich ein noch breiterer Spektralbereich erzielen lässt. Eine geeignete Filterung und Abstimmung kann zu Laserausgängen mit sehr schmaler bis sehr breiter Bandbreite führen; Dadurch kann der Laser ein bestimmtes Spektralband oder einen breiten Bandbereich bereitstellen, ohne dass umfangreiche optische und elektrooptische Abstimmungs-/Filtersysteme erforderlich sind. Da QDL-Laser in einem Polymer untergebracht sind, sind sie im Allgemeinen nicht sperrig oder schwer.

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