Panaliti panganyarna ngeunaan laser semikonduktor dual-warna

Panaliti panganyarna ngeunaan laser semikonduktor dual-warna

Semiconductor disc lasers (SDL lasers), ogé katelah nangtung éksternal rongga surface-emitting lasers (VECSEL), geus narik loba perhatian dina taun panganyarna. Ieu ngagabungkeun kaunggulan gain semikonduktor jeung resonator solid-state. Éta henteu ngan ukur sacara efektif ngirangan watesan émisi tina dukungan mode tunggal pikeun laser semikonduktor konvensional, tapi ogé gaduh desain bandgap semikonduktor anu fleksibel sareng ciri gain bahan anu luhur. Ieu bisa ditempo dina rupa-rupa skenario aplikasi, kayaning low-noisesempit-linewidth laserkaluaran, ultra-pondok tinggi-pengulangan pulsa generasi, tinggi-urutan generasi harmonik, sarta téhnologi béntang pituduh natrium, jsb Jeung kamajuan téhnologis, syarat luhur geus nempatkeun maju pikeun kalenturan panjang gelombang na. Salaku conto, sumber cahaya koheren dua-panjang gelombang nunjukkeun nilai aplikasi anu luhur pisan dina widang anu muncul sapertos lidar anti-interferensi, interferométri holografik, komunikasi multiplexing division panjang gelombang, generasi infra red atanapi terahertz pertengahan, sareng sisir frekuensi optik multi-warna. Kumaha pikeun ngahontal émisi dual-warna kacaangan tinggi dina laser disc semikonduktor tur éféktif ngurangan kompetisi gain diantara sababaraha panjang gelombang geus salawasna geus kasusah panalungtikan dina widang ieu.

Anyar, a dual-warnalaser semikonduktortim di Cina geus ngajukeun desain chip inovatif pikeun alamat tantangan ieu. Ngaliwatan panalungtikan numerik di-jero, aranjeunna kapanggih yén persis ngatur kuantum well gain panyaring jeung épék semikonduktor microcavity nyaring diperkirakeun ngahontal kontrol fléksibel gain dual-warna. Dumasar ieu, tim suksés ngarancang chip gain 960/1000 nm. Laser ieu beroperasi dina mode dasar deukeut wates difraksi, kalawan kacaangan kaluaran saluhur 310 MW/cm²sr.

Lapisan gain tina disc semikonduktor téh ngan sababaraha mikrométer kandel, sarta microcavity Fabry-Perot kabentuk antara panganteur semikonduktor-hawa jeung handap disebarkeun Bragg pemantul. Ngubaran microcavity semikonduktor salaku filter spéktral diwangun-di chip bakal modulate gain tina sumur kuantum. Samentara éta, pangaruh nyaring microcavity jeung gain semikonduktor boga laju drift hawa béda. Digabungkeun sareng kontrol suhu, switching sareng pangaturan panjang gelombang kaluaran tiasa dihontal. Dumasar kana karakteristik ieu, tim ngitung sareng nyetél puncak gain sumur kuantum dina 950 nm dina suhu 300 K, kalayan laju drift suhu tina panjang gelombang gain kira-kira 0.37 nm/K. Salajengna, tim ngarancang faktor konstrain longitudinal chip nganggo metode matriks transmisi, kalayan panjang gelombang puncak masing-masing kirang langkung 960 nm sareng 1000 nm. Simulasi ngungkabkeun yén laju drift suhu ngan ukur 0.08 nm / K. Kalayan ngagunakeun téknologi déposisi uap kimia logam-organik pikeun kamekaran epitaxial sareng terus-terusan ngaoptimalkeun prosés kamekaran, chip gain kualitas luhur suksés didamel. Hasil pangukuran photoluminescence lengkep konsisten sareng hasil simulasi. Pikeun ngirangan beban termal sareng ngahontal transmisi kakuatan tinggi, prosés bungkusan chip semikonduktor-inten parantos dikembangkeun.

Saatos réngsé bungkusan chip, tim ngalaksanakeun penilaian komprehensif ngeunaan kinerja laser na. Dina modeu operasi kontinyu, ku ngadalikeun kakuatan pompa atawa suhu tilelep panas, panjang gelombang émisi bisa flexibly disaluyukeun antara 960 nm jeung 1000 nm. Lamun kakuatan pompa aya dina rentang husus, laser nu ogé bisa ngahontal operasi dual-panjang gelombang, kalawan interval panjang gelombang nepi ka 39,4 nm. Dina waktos ayeuna, kakuatan gelombang kontinyu maksimum ngahontal 3,8 W. Samentara éta, laser beroperasi dina modeu fundamental deukeut wates difraksi, kalayan faktor kualitas beam M² ngan 1,1 sarta kacaangan saluhur ngeunaan 310 MW/cm²sr. Tim éta ogé ngalaksanakeun panalungtikan ngeunaan kinerja gelombang quasi-continuous tinalaser. Sinyal frékuénsi jumlah hasil dititénan ku cara ngasupkeun kristal optik nonlinier LiB₃O₅ kana rongga résonansi, mastikeun sinkronisasi panjang gelombang ganda.

Ngaliwatan desain chip akalna ieu, kombinasi organik kuantum ogé gain nyaring na microcavity nyaring geus kahontal, peletakan yayasan desain pikeun realisasi sumber laser dual-warna. Dina hal indikator kinerja, single-chip dual-warna laser ieu ngahontal kacaangan tinggi, kalenturan tinggi na kaluaran beam coaxial tepat. Kacaanganna aya di tingkat internasional anu unggul dina widang laser semikonduktor dual-warna chip tunggal ayeuna. Dina hal aplikasi praktis, prestasi ieu diperkirakeun sacara efektif ningkatkeun akurasi deteksi sareng kamampuan anti-interferensi tina lidar multi-warna dina lingkungan anu kompleks ku cara ngamangpaatkeun kacaangan anu luhur sareng ciri dua warna. Dina widang combs frékuénsi optik, output dual-panjang gelombang stabil na bisa nyadiakeun rojongan krusial pikeun aplikasi kayaning pangukuran spéktral tepat na sensing optik resolusi luhur.