第一百零二章 同一水平线的竞争第2/4段

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  因为这正是他的长项。

  激光头是一个组件,它是由半导体激光器、光电二极管、管帽、管座、透镜等组成,可以说是一个激光数字存储器的核心部件,其重要性还超过了视频解码芯片。

  而在这其中,半导体激光器又是重中之重。

  自从1917年爱因斯坦提出“受激发射”的理论,限于材料和工艺水平,人们直到1960年才真正作出了第一个红宝石激光器。此后的二十年来,人们在材料、工艺上进展缓慢,虽然早在七十年代就有了半导体激光器,也就是激光二极管,可直到79年,飞利浦公司才首先制作成第一个商业激光头。紧跟着日本的索尼公司也在80年研发成功,并于当年推出了第一款商业用cd唱机。

  随后两家公司迅速联手,制定了cd唱片的存储格式,也即所谓的红皮书,将完整播放完一曲贝多芬第九交响乐的时长,定为一张cd唱片的标准容量。

  郭逸铭对此不置可否。

  毕竟人家已经推出了实用的激光唱机,且已经制定了行业标准。他只有超越对方的激光读取装置,并获得市场认可,才有在这一领域内说话的权利,同时参与到标准的制定中去,为自己谋取更大的利润。

  其实国内对于激光的研发一直很重视,进度上并不比国外慢。

  早在60年美国研发成功第一台红宝石激光器,国内在第二年就同样制作出了红宝石激光器,可以说基本与国外同步。

  然而此后国内一直致力于激光在精密测距、激光切割焊接、高能激光等重大国防科学领域的研发。而且由于国内半导体工艺的相对落后,在激光器的微缩化发展中,落后于国外,到目前仍无成熟的小型半导体激光器问世。

  激光的原理事实上并不复杂。

  激光其实也是一种光,只是它是一种指向性强、相位一致的单色光源。

  它的产生,利用的是原子在受到外来能量注入之后,破坏了原子核与电子之间的能量层稳定,电子被从原轨道弹向更高能量轨道。外来注入的能量此时会以光和热的形式释放出来,当释放完毕,电子即返回原轨道继续绕着原子核运转。

  这个时间很短暂,只有十亿分之几秒。

  在电子弹向高能量轨道时,一旦有光子撞击原子,本来即将释放的外来能量便会被转化为一个光子,且与撞击它的光子一模一样。

  也就是说,当一个光子撞击一个受激发状态的原子时,会由一个光子变成两个光子,从而出现光束的增强。

  人们就是利用这一受激发射的原理,在一个光学腔谐振内,用电激励的方式产生辐射源,强行将原子激发。然后从一端发射出一道光源,光穿透激发状态的原子,光子、高能态原子碰撞,就产生出更多的光子。增值的光子到达光学谐振腔另一端,又被反射镜反射回来,再次撞击高能态原子,之后又在发射端再次被反射。

  一次次反射,光束能量越来越强,且光子的特质都一模一样。发射端的发射镜,反射能力要略弱于光源端,这样当光能超出了反射镜的约束极限时,一道激光束就从发射端射出,形成一道颜色纯正、笔直的光源。

  可见激光器的反响速度是与受激原子层密度紧密相关。

  郭逸铭没研究过音频信号的算法,没研究过视频信号的算法,但他作为一个材料专家,对于激光二极管的制备工艺却是了如指掌。

  此时的激光二极管采用同质结工艺制造,体型大,直径达到9毫米,光源波长宽,足有一微米。[www.wx.l]由于受激反转的原子数量少因而反响时间慢,为了增大激活效果因而持续输出能量激光器功耗大,发热量大。

  从飞利浦、索尼的光头来看,完全是出自同一本源,又大又笨。

  他一来就制定了采用分子束外延生长课题、金属有机物化学汽相沉积,研发基于80年代中后期工艺水平的量子阱激光二极管。

  量子阱技术由于通过势阱形成了量子限制能量带,迫使电子高度集中,从而具有了极高的效率。在波长不变的情况下,功率都远大于传统半导体激光器,而功耗却大大降低。更重要的是制作工艺简单,成本低廉。

  这种工艺其实并不复杂,贝尔实验室在60年代末期就提出了相关理论,国际上也在进行相关研究。

  但具体各层应该采用什么材料、各材料的比例和处理工艺技术,却一直没有成熟的工艺流程,因此始终无法得到可以大规模制备的产品。通过大量的实验,每一次都能进步一点、总结一点规律,但距离实用还差得很远。

  郭逸铭一来就提了个大方向,然后在实验过程中,不断隐蔽地抽掉那些被证明是错误的、无用的实验方案,将实验密度紧紧契合在最佳区间之内。虽然量子阱激光器的研发才开展了半年多不到一年,可取得的成绩已经超出了国际上的水平。

  他打算再慢慢调整,用半年到9个月时间,实现第一个大致可用的量子阱半导体激光器的工艺定型,先推出产品。接下来就交给实验室慢慢完善,还可以不断推出改进品。

  郭逸铭在实验室待了很久,和他们一起讨论如何进行下一步的研究,然后根据对方提出的实验步骤和流程,圈定了几个方案。其中就有几项能够比较快出效果的实验方案,引导着研究小组向着正确地方向又迈进了一步。

  他在光学实验室里待了足有三个多小时,才在舒雨菲的催促下离开实验室,来到了磁性材料实验室。

用电激励的方式产生辐射源,强行将原子激发。然后从一端发射出一道光源,光穿透激发状态的原子,光子、高能态原子碰撞,就产生出更多的光子。增值的光子到达光学谐振腔另一端,又被反射镜反射回来,再次撞击高能态原子,之后又在发射端再次被反射。


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