It lêste ûndersyk nei dûbele kleur healgeleiderlasers

It lêste ûndersyk nei dûbele kleur healgeleiderlasers

Healgeleider-skiiflasers (SDL-lasers), ek wol bekend as fertikale eksterne holte-oerflak-emittearjende lasers (VECSEL), hawwe de lêste jierren in soad oandacht lutsen. It kombinearret de foardielen fan healgeleiderfersterking en fêste-steat resonators. It ferminderet net allinich effektyf de beheining fan it emisjegebiet fan single-mode-stipe foar konvinsjonele healgeleiderlasers, mar hat ek in fleksibel ûntwerp fan healgeleiderbandgap en hege materiaalfersterkingskarakteristiken. It kin sjoen wurde yn in breed skala oan tapassingsscenario's, lykas leech-lûds...smelle linebreedte laserútfier, ultra-koarte hege-werhelling pulsgeneraasje, hege-oarder harmonyske generaasje, en natriumgidsstjertechnology, ensfh. Mei de foarútgong fan technology binne hegere easken steld foar syn golflingtefleksibiliteit. Bygelyks, koherinte ljochtboarnen mei dûbele golflingte hawwe in ekstreem hege tapassingswearde sjen litten yn opkommende fjilden lykas anty-ynterferinsjelidar, holografyske interferometry, golflingteferdielingsmultipleksingkommunikaasje, mid-ynfraread- of terahertz-generaasje, en mearkleurige optyske frekwinsjekammen. Hoe kinne jo hege-helderheid dûbele-kleure-emisje berikke yn healgeleider-skiiflasers en effektyf fersterkingskonkurrinsje tusken meardere golflingten ûnderdrukke is altyd in ûndersyksprobleem west op dit mêd.

Koartlyn in dûbele kleurhealgeleiderlaserIn team yn Sina hat in ynnovatyf chipûntwerp foarsteld om dizze útdaging oan te pakken. Troch yngeand numeryk ûndersyk hawwe se fûn dat it presys regeljen fan 'e temperatuerrelatearre kwantumputfersterkingsfiltering en healgeleidermikroholtefiltereffekten nei ferwachting fleksibele kontrôle fan dûbele kleurfersterking sil berikke. Op basis hjirfan hat it team mei súkses in 960/1000 nm hege-helderheidsfersterkingschip ûntwurpen. Dizze laser wurket yn fûnemintele modus tichtby de diffraksjelimyt, mei in útfierhelderheid fan sa heech as sawat 310 MW/cm²sr.

De fersterkingslaach fan 'e healgeleiderskiif is mar in pear mikrometer dik, en in Fabry-Perot-mikroholte wurdt foarme tusken de healgeleider-loft-ynterface en de ûnderferdield Bragg-reflektor. It behanneljen fan 'e healgeleider-mikroholte as it ynboude spektrale filter fan 'e chip sil de fersterking fan 'e kwantumput modulearje. Underwilens hawwe it mikroholtefiltereffekt en de healgeleiderfersterking ferskillende temperatuerdriftsnelheden. Yn kombinaasje mei temperatuerkontrôle kin it wikseljen en regeljen fan útfiergolflingten berikt wurde. Op basis fan dizze skaaimerken berekkene en sette it team de fersterkingspyk fan 'e kwantumput yn op 950 nm by in temperatuer fan 300 K, wêrby't de temperatuerdriftsnelheid fan 'e fersterkingsgolflingte sawat 0,37 nm/K wie. Dêrnei ûntwurp it team de longitudinale beheiningsfaktor fan 'e chip mei de transmissiematrixmetoade, mei pykgolflingten fan respektivelik sawat 960 nm en 1000 nm. Simulaasjes lieten sjen dat de temperatuerdriftsnelheid mar 0,08 nm/K wie. Troch gebrûk te meitsjen fan metaal-organyske gemyske dampôfsettingstechnology foar epitaksiale groei en it kontinu optimalisearjen fan it groeiproses, binne chips fan hege kwaliteit mei súkses makke. De mjitresultaten fan fotoluminesinsje binne folslein yn oerienstimming mei de simulaasjeresultaten. Om termyske lading te ferminderjen en in hege krêftoerdracht te berikken, is it ferpakkingsproses fan healgeleider-diamantchips fierder ûntwikkele.

Nei it foltôgjen fan 'e chipferpakking fierde it team in wiidweidige beoardieling út fan syn laserprestaasjes. Yn trochgeande wurkmodus, troch it kontrolearjen fan it pompfermogen of de waarmteôffiertemperatuer, kin de emisjegolflingte fleksibel oanpast wurde tusken 960 nm en 1000 nm. As it pompfermogen binnen in spesifyk berik is, kin de laser ek dûbele golflingteoperaasje berikke, mei in golflingte-ynterval oant 39,4 nm. Op dit stuit berikt it maksimale trochgeande golffermogen 3,8 W. Underwilens wurket de laser yn fûnemintele modus tichtby de diffraksjelimyt, mei in strielkwaliteitsfaktor M² fan mar 1,1 en in helderheid sa heech as sawat 310 MW/cm²sr. It team die ek ûndersyk nei de quasi-kontinue golfprestaasjes fan 'elaserIt somfrekwinsjesignaal waard mei súkses waarnommen troch it ynfoegjen fan it net-lineare optyske kristal LiB₃O₅ yn 'e resonante holte, wat de syngronisaasje fan 'e dûbele golflingten befêstige.

Troch dit yngenieuze chipûntwerp is de organyske kombinaasje fan kwantumputfersterkingsfiltering en mikrokavityfiltering berikt, wêrtroch't in ûntwerpbasis lein wurdt foar de realisaasje fan dûbele-kleur laserboarnen. Wat prestaasje-yndikatoaren oanbelanget, berikt dizze single-chip dûbele-kleur laser hege helderheid, hege fleksibiliteit en presys koaksiale strielútfier. Syn helderheid is op it ynternasjonaal liedende nivo yn it hjoeddeiske fjild fan single-chip dûbele-kleur healgeleiderlasers. Wat praktyske tapassing oanbelanget, wurdt ferwachte dat dizze prestaasje de deteksjekrektens en anty-ynterferinsjekapasiteit fan multi-kleur lidar yn komplekse omjouwings effektyf sil ferbetterje troch gebrûk te meitsjen fan syn hege helderheid en dûbele-kleur skaaimerken. Op it mêd fan optyske frekwinsjekammen kin syn stabile dûbele golflingteútfier krúsjale stipe leverje foar tapassingen lykas presys spektrale mjitting en optyske deteksje mei hege resolúsje.