Optical gain and lasing of colloidal semiconductor quantum wells intimately integrated into optical cavities

Nanolevhalar olarak da adlandırılan koloidal yarıiletken kuantum kuyuları ışık üreten uygulamalar için umut vadeden bir materyal platformu olarak artan miktarda yoğun ilgi görmektedir. Nanolevhaların çok yüksek optik soğurma katsayıları, tamamen homojen optik ışıma genişlemeleri ve bastırılmış Auger eksiton birleşimi gibi üstün optik özellikleri onları çözelti halinde işlenebilir renk dönüştürücüler, ışık yayan diyotlar ve lazerler için oldukça ilgi geçici yapmaktadır. Bu tez kapsamında, özel olarak tasarlanmış heteroyapıya sahip bu nanolevhaları farklı optik çınlaçlar içerisine yakinen tümleştirerek optik kazanç özellikleri ve performans seviyeleri üzerine çalıştık. Bu amaç doğrultusunda, nanolevhaların bir- ve iki-foton soğurma uyarımı altında yükseltilmiş kendiliğinden ışımalarını sistematik olarak ölçtük. Ayrıca, bu hetero-nanolevhaları optik kazanç ortamı olarak kullanarak, kendi sınıfında rekor düşüklükte dalga kılavuzu kayıp katsayısı sayesinde yüksek kararlılık ve düşük lazer eşiği değerine sahip pratik bir fısıldayan-galeri-kip (FGK) nanolevha-fiber mimarisi önerip ve gösterdik. Buna ek olarak, bu hetero-nanolevhaları bir çift dağıtılmış Bragg yansıtıcılar tabanlı kama çınlaç içinde tümleştirerek yapılan, sınıfında rekor düşüklükte lazer eşik değerine sahip tek modlu bir dikey çınlaçlı yüzey ışımalı lazer (DÇYIL) geliştirdik. Burda FGK lazer ve DÇYIL yapılarından elde edilen bulgular bu nanolevhaların yüksek performanslı koloidal lazer eylemi için mükemmel olduklarını göstermektedir.