Panalungtikan panganyarna ngeunaan laser semikonduktor dua warna

Panalungtikan panganyarna ngeunaan laser semikonduktor dua warna

Laser cakram semikonduktor (laser SDL), ogé katelah laser pemancar permukaan rongga éksternal vertikal (VECSEL), parantos narik seueur perhatian dina sababaraha taun ka pengker. Éta ngagabungkeun kaunggulan gain semikonduktor sareng resonator solid-state. Éta henteu ngan ukur sacara efektif ngirangan watesan daérah émisi tina dukungan modeu tunggal pikeun laser semikonduktor konvensional, tapi ogé nampilkeun desain celah pita semikonduktor anu fleksibel sareng karakteristik gain bahan anu luhur. Éta tiasa ditingali dina rupa-rupa skénario aplikasi, sapertos noise rendah.laser lébar garis sempitkaluaran, generasi pulsa pangulangan luhur ultra-pondok, generasi harmonik orde luhur, sareng téknologi béntang pituduh natrium, jsb. Kalayan kamajuan téknologi, sarat anu langkung luhur parantos diajukeun pikeun kalenturan panjang gelombangna. Salaku conto, sumber cahaya koheren panjang gelombang ganda parantos nunjukkeun nilai aplikasi anu luhur pisan dina widang anu muncul sapertos lidar anti-gangguan, interferometri holografik, komunikasi multiplexing divisi panjang gelombang, generasi infra red tengah atanapi terahertz, sareng sisir frékuénsi optik multi-warna. Kumaha carana ngahontal émisi warna ganda kacaangan luhur dina laser cakram semikonduktor sareng sacara efektif ngirangan persaingan gain antara sababaraha panjang gelombang salawasna janten kasusah panalungtikan dina widang ieu.

Anyar-anyar ieu, aya dua warnalaser semikonduktorTim di Cina parantos ngajukeun desain chip anu inovatif pikeun ngungkulan tantangan ieu. Ngaliwatan panalungtikan numerik anu jero, aranjeunna mendakan yén ngatur sacara tepat panyaring gain sumur kuantum anu aya hubunganana sareng suhu sareng épék panyaring mikrokavitas semikonduktor diperkirakeun bakal ngahontal kontrol anu fleksibel tina gain warna ganda. Dumasar kana ieu, tim hasil ngarancang chip gain kacaangan tinggi 960/1000 nm. Laser ieu beroperasi dina modeu dasar caket wates difraksi, kalayan kacaangan kaluaran sakitar 310 MW/cm²sr.

Lapisan gain tina cakram semikonduktor ngan ukur sababaraha mikrométer kandelna, sareng mikrorongga Fabry-Perot kabentuk antara antarmuka semikonduktor-hawa sareng reflektor Bragg anu disebarkeun di handap. Ngarawat mikrorongga semikonduktor salaku filter spéktral bawaan chip bakal ngamodulasi gain tina sumur kuantum. Samentawis éta, pangaruh panyaringan mikrorongga sareng gain semikonduktor gaduh laju hanyutan suhu anu béda. Digabungkeun sareng kontrol suhu, switching sareng pangaturan panjang gelombang kaluaran tiasa kahontal. Dumasar kana ciri-ciri ieu, tim ngitung sareng netepkeun puncak gain tina sumur kuantum dina 950 nm dina suhu 300 K, kalayan laju hanyutan suhu tina panjang gelombang gain sakitar 0,37 nm/K. Salajengna, tim ngarancang faktor kendala longitudinal chip nganggo metode matriks transmisi, kalayan panjang gelombang puncak sakitar 960 nm sareng 1000 nm masing-masing. Simulasi ngungkabkeun yén laju hanyutan suhu ngan ukur 0,08 nm/K. Ku ngagunakeun téknologi déposisi uap kimiawi logam-organik pikeun kamekaran epitaksial sareng terus-terusan ngaoptimalkeun prosés kamekaran, chip gain kualitas luhur parantos hasil didamel. Hasil pangukuran photoluminescence saluyu pisan sareng hasil simulasi. Pikeun ngirangan beban termal sareng ngahontal transmisi daya tinggi, prosés kemasan chip semikonduktor-inten parantos langkung dikembangkeun.

Saatos ngalengkepan kemasan chip, tim ngalaksanakeun penilaian komprehensif ngeunaan kinerja laserna. Dina mode operasi kontinyu, ku cara ngontrol kakuatan pompa atanapi suhu heat sink, panjang gelombang émisi tiasa disaluyukeun sacara fléksibel antara 960 nm sareng 1000 nm. Nalika kakuatan pompa aya dina rentang anu khusus, laser ogé tiasa ngahontal operasi panjang gelombang ganda, kalayan interval panjang gelombang dugi ka 39,4 nm. Dina waktos ieu, kakuatan gelombang kontinyu maksimum ngahontal 3,8 W. Samentawis éta, laser beroperasi dina mode dasar caket wates difraksi, kalayan faktor kualitas sinar M² ngan ukur 1,1 sareng kacaangan sakitar 310 MW/cm²sr. Tim ogé ngalaksanakeun panalungtikan ngeunaan kinerja gelombang kuasi-kontinyu tinalaserSinyal frékuénsi jumlah hasil dititénan ku cara nyelapkeun kristal optik nonlinier LiB₃O₅ kana rongga résonansi, anu mastikeun sinkronisasi panjang gelombang ganda.

Ngaliwatan desain chip anu cerdik ieu, kombinasi organik tina panyaringan gain sumur kuantum sareng panyaringan mikrorongga parantos kahontal, ngaletak dasar desain pikeun ngawujudkeun sumber laser warna ganda. Dina hal indikator kinerja, laser warna ganda chip tunggal ieu ngahontal kacaangan anu luhur, kalenturan anu luhur sareng kaluaran sinar koaksial anu tepat. Kacaanganna aya dina tingkat anu unggul internasional dina widang laser semikonduktor warna ganda chip tunggal ayeuna. Dina hal aplikasi praktis, prestasi ieu dipiharep bakal ningkatkeun sacara efektif akurasi deteksi sareng kamampuan anti-gangguan lidar multi-warna dina lingkungan anu rumit ku cara ngamangpaatkeun kacaangan anu luhur sareng karakteristik warna ganda. Dina widang sisir frékuénsi optik, kaluaran panjang gelombang ganda anu stabil tiasa nyayogikeun dukungan penting pikeun aplikasi sapertos pangukuran spéktral anu tepat sareng panginderaan optik résolusi tinggi.