L'ultime ricerche nantu à i laser à semiconduttori à dui culori

L'ultime ricerche nantu à i laser à semiconduttori à dui culori

I laser à discu semiconduttore (laser SDL), cunnisciuti ancu cum'è laser à emissione superficiale à cavità esterna verticale (VECSEL), anu attiratu molta attenzione in l'ultimi anni. Combina i vantaghji di u guadagnu di i semiconduttori è di i risonatori à statu solidu. Non solu allevia efficacemente a limitazione di l'area di emissione di u supportu monomodale per i laser semiconduttori convenzionali, ma presenta ancu un design flessibile di bandgap di semiconduttori è caratteristiche di guadagnu di materiale elevato. Pò esse vistu in una vasta gamma di scenarii di applicazione, cum'è u bassu rumore.laser à larghezza di linea strettapruduzzione, generazione d'impulsi à alta ripetizione ultracorta, generazione d'armoniche d'ordine altu è tecnulugia di stelle guida di sodiu, ecc. Cù l'avanzamentu di a tecnulugia, sò stati messi in avanti esigenze più elevate per a so flessibilità di lunghezza d'onda. Per esempiu, e fonti di luce coerente à doppia lunghezza d'onda anu dimustratu un valore d'applicazione estremamente altu in campi emergenti cum'è lidar anti-interferenza, interferometria olografica, cumunicazione di multiplexazione à divisione di lunghezza d'onda, generazione di mediu infrarossu o terahertz è pettini di frequenza ottica multicolore. Cumu ottene una emissione à dui culori di alta luminosità in laser à discu semiconduttore è supprime efficacemente a cumpetizione di guadagnu trà lunghezze d'onda multiple hè sempre stata una difficultà di ricerca in questu campu.

Recentemente, un culore bicolorelaser à semiconduttoreUna squadra in Cina hà prupostu un cuncepimentu di chip innovativu per affruntà sta sfida. Attraversu una ricerca numerica approfondita, anu scupertu chì a regulazione precisa di u filtraggio di guadagnu di pozzu quanticu ligatu à a temperatura è di l'effetti di filtraggio di microcavità di semiconduttori hè prevista per ottene un cuntrollu flessibile di u guadagnu à doppiu culore. Basatu annantu à questu, a squadra hà cuncipitu cù successu un chip di guadagnu à alta luminosità di 960/1000 nm. Stu laser funziona in modu fundamentale vicinu à u limite di diffrazione, cù una luminosità di uscita alta finu à circa 310 MW/cm²sr.

U stratu di guadagnu di u discu semiconduttore hè spessu solu uni pochi di micrometri, è una microcavità Fabry-Perot hè furmata trà l'interfaccia semiconduttore-aria è u riflettore Bragg distribuitu in fondu. Trattà a microcavità semiconduttore cum'è u filtru spettrale integratu di u chip modularà u guadagnu di u pozzu quanticu. Intantu, l'effettu di filtrazione di a microcavità è u guadagnu di i semiconduttori anu diversi tassi di deriva di temperatura. Cumbinatu cù u cuntrollu di a temperatura, si pò ottene a commutazione è a regulazione di e lunghezze d'onda di uscita. Basatu annantu à queste caratteristiche, a squadra hà calculatu è impostu u piccu di guadagnu di u pozzu quanticu à 950 nm à una temperatura di 300 K, cù a velocità di deriva di temperatura di a lunghezza d'onda di guadagnu di circa 0,37 nm/K. In seguitu, a squadra hà cuncipitu u fattore di vinculu longitudinale di u chip utilizendu u metudu di a matrice di trasmissione, cù lunghezze d'onda di piccu di circa 960 nm è 1000 nm rispettivamente. E simulazioni anu rivelatu chì a velocità di deriva di temperatura era solu 0,08 nm/K. Utilizendu a tecnulugia di deposizione chimica di vapore metallorganicu per a crescita epitassiale è ottimizendu continuamente u prucessu di crescita, sò stati fabbricati cù successu chip di guadagnu di alta qualità. I ​​risultati di a misurazione di a fotoluminescenza sò cumpletamente coerenti cù i risultati di a simulazione. Per alleviare u caricu termicu è ottene una trasmissione di alta putenza, u prucessu di imballaggio di chip di diamante semiconduttore hè statu ulteriormente sviluppatu.

Dopu avè cumpletatu l'imballaggio di u chip, a squadra hà realizatu una valutazione cumpleta di e prestazioni di u so laser. In modu di funziunamentu cuntinuu, cuntrullendu a putenza di a pompa o a temperatura di u dissipatore di calore, a lunghezza d'onda di emissione pò esse aghjustata in modu flessibile trà 960 nm è 1000 nm. Quandu a putenza di a pompa hè in un intervallu specificu, u laser pò ancu ottene un funziunamentu à doppia lunghezza d'onda, cù un intervallu di lunghezza d'onda finu à 39,4 nm. In questu mumentu, a putenza massima di l'onda cuntinua righjunghje 3,8 W. Intantu, u laser funziona in modu fundamentale vicinu à u limite di diffrazione, cù un fattore di qualità di u fasciu M² di solu 1,1 è una luminosità finu à circa 310 MW/cm²sr. A squadra hà ancu realizatu una ricerca nantu à e prestazioni di l'onda quasi cuntinua di ulaserU signale di frequenza di somma hè statu osservatu cù successu inserendu u cristallu otticu non lineare LiB₃O₅ in a cavità risonante, cunfirmendu a sincronizazione di e duie lunghezze d'onda.

Grazie à questu ingegnosu cuncepimentu di chip, hè stata ottenuta a cumbinazione organica di u filtraggio di guadagnu di pozzu quanticu è di u filtraggio di microcavità, chì hà messu e basi di cuncepimentu per a realizazione di fonti laser à dui culori. In termini d'indicatori di prestazione, questu laser à dui culori à chip unicu ottene alta luminosità, alta flessibilità è una precisa uscita di u fasciu coassiale. A so luminosità hè à u livellu internaziunale di punta in u campu attuale di i laser à semiconduttori à dui culori à chip unicu. In termini d'applicazione pratica, si prevede chì questu risultatu aumenterà efficacemente a precisione di rilevazione è a capacità anti-interferenza di u lidar multicolore in ambienti cumplessi sfruttendu e so caratteristiche di alta luminosità è di dui culori. In u campu di i pettini di frequenza ottica, a so uscita stabile à doppia lunghezza d'onda pò furnisce un supportu cruciale per applicazioni cum'è a misurazione spettrale precisa è u rilevamentu otticu d'alta risoluzione.