Ny fikarohana farany momba ny laser semiconductor roa loko

Ny fikarohana farany momba ny laser semiconductor roa loko

Nisarika ny sain'ny maro tato anatin'ny taona vitsivitsy ny laser kapila semiconductor (SDL lasers), fantatra ihany koa amin'ny hoe laser mamoaka velarana ivelany mitsangana (VECSEL). Mampifangaro ny tombony azo avy amin'ny semiconductor gain sy ny solid-state resonators izy io. Tsy vitan'ny hoe manamaivana tsara ny fetran'ny emission area amin'ny fanohanana fomba tokana ho an'ny laser semiconductor mahazatra izy io, fa manana endrika semiconductor bandgap miovaova sy toetra avo lenta amin'ny material gain ihany koa. Azo jerena amin'ny sehatra fampiharana isan-karazany izy io, toy ny tabataba ambany.laser misy sakany teryvokatra, famokarana pulse miverimberina haingana dia haingana, famokarana harmonic avo lenta, ary teknolojia sodium guide star, sns. Miaraka amin'ny fandrosoan'ny teknolojia, dia napetraka ny fepetra takiana ambony kokoa ho an'ny fahafaha-miovaova amin'ny halavan'ny onjam-peo. Ohatra, ny loharanon-jiro mirindra roa-onjam-peo dia naneho lanja avo lenta amin'ny fampiharana amin'ny sehatra vao misondrotra toy ny anti-interference lidar, holographic interferometry, wavelength division multiplexing communication, mid-infrared na terahertz generation, ary multi-color optical frequency combs. Ny fomba hahazoana famoahana loko roa avo lenta amin'ny laser kapila semiconductor sy ny fampihenana ny fifaninanana eo amin'ny halavan'ny onjam-peo maro dia efa olana amin'ny fikarohana amin'ity sehatra ity.

Vao haingana, nisy loko roa sosonalaser semiconductorNanolotra endrika puce manavao ny ekipa any Shina mba handaminana ity fanamby ity. Tamin'ny alalan'ny fikarohana lalina momba ny isa, dia hitan'izy ireo fa ny fanaraha-maso tsara ny sivana quantum well gain mifandraika amin'ny mari-pana sy ny vokatry ny sivana microcavity semiconductor dia antenaina hahatratra fifehezana mora ampiasaina amin'ny gain loko roa. Mifototra amin'izany, ny ekipa dia nanamboatra puce gain famirapiratana avo lenta 960/1000 nm. Ity laser ity dia miasa amin'ny fomba fototra akaikin'ny fetran'ny diffraction, miaraka amin'ny famirapiratana avo lenta hatramin'ny 310 MW/cm²sr eo ho eo.

Mikrometatra vitsivitsy monja ny hatevin'ny sosona "gain" amin'ny kapila semiconductor, ary misy lavaka bitika Fabry-Perot miforona eo anelanelan'ny fifandraisan'ny semiconductor-air sy ny taratra Bragg ambany. Ny fiheverana ny lavaka bitika semiconductor ho toy ny sivana spectral tafiditra ao amin'ny puce dia hanova ny "gain" an'ny lavaka kuantum. Mandritra izany fotoana izany, ny vokatry ny sivana "microcavity" sy ny "gain" semiconductor dia manana tahan'ny fiovaovan'ny mari-pana samihafa. Miaraka amin'ny fanaraha-maso ny mari-pana, dia azo tanterahina ny fifandimbiasana sy ny fandrindrana ny halavan'ny onjam-peo. Mifototra amin'ireo toetra ireo, ny ekipa dia nanao kajy sy nametraka ny tampon'ny "gain" an'ny lavaka kuantum amin'ny 950 nm amin'ny mari-pana 300 K, miaraka amin'ny tahan'ny fiovaovan'ny mari-pana amin'ny halavan'ny onjam-peo "gain" eo amin'ny 0.37 nm/K eo ho eo. Taorian'izay, ny ekipa dia namolavola ny "longitudinal constraint factor" an'ny puce tamin'ny fampiasana ny fomba "transmission matrix", miaraka amin'ny halavan'ny onjam-peo eo amin'ny 960 nm sy 1000 nm eo ho eo. Ny simulation dia naneho fa ny tahan'ny fiovaovan'ny mari-pana dia 0.08 nm/K ihany. Amin'ny alalan'ny fampiasana ny teknolojia fametrahana etona simika metaly-organika ho an'ny fitomboana epitaxial sy ny fanatsarana tsy tapaka ny dingan'ny fitomboana, dia nahomby ny fanamboarana "gain chips" avo lenta. Mifanaraka tanteraka amin'ny valin'ny simulation ny valin'ny fandrefesana ny photoluminescence. Mba hanamaivanana ny enta-mavesatra ara-mafana sy hahazoana fifindrana herinaratra avo lenta, dia nohatsaraina bebe kokoa ny dingana famonosana "semiconductor-diamondra chip".

Rehefa vita ny fonosana puce dia nanao fanombanana feno momba ny fahombiazan'ny laser ny ekipa. Amin'ny fomba fiasa mitohy, amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny herin'ny paompy na ny mari-pana ao amin'ny heatsink, dia azo amboarina mora foana eo anelanelan'ny 960 nm sy 1000 nm ny halavan'ny onjam-pamoahana. Rehefa ao anatin'ny elanelana voafaritra ny herin'ny paompy, dia afaka manatanteraka asa roa sosona ihany koa ny laser, miaraka amin'ny elanelam-potoana halavan'ny onjam-pamoahana hatramin'ny 39.4 nm. Amin'izao fotoana izao, ny herin'ny onja mitohy ambony indrindra dia mahatratra 3.8 W. Mandritra izany fotoana izany, ny laser dia miasa amin'ny fomba fototra akaikin'ny fetran'ny diffraction, miaraka amin'ny factor kalitaon'ny taratra M² 1.1 monja ary ny famirapiratana avo lenta hatramin'ny 310 MW/cm²sr. Nanao fikarohana momba ny fahombiazan'ny onja quasi-continuous an'nytamin'ny laserVoamarika soa aman-tsara ny famantarana ny fitambaran'ny matetika tamin'ny fampidirana ny kristaly optika tsy lineary LiB₃O₅ tao amin'ny lavaka resonant, izay nanamafy ny fampifanarahana ny halavan'ny onja roa sosona.

Amin'ny alalan'ity endrika puce ity, dia tratra ny fitambaran'ny sivana quantum well gain sy ny sivana microcavity, izay mametraka fototra ho an'ny famolavolana loharano laser roa loko. Raha ny momba ny mari-pamantarana ny fahombiazana, ity laser roa loko misy puce tokana ity dia mahatratra famirapiratana avo lenta, fahaiza-milefitra avo lenta ary famoahana taratra coaxial marina. Ny famirapiratany dia eo amin'ny ambaratonga iraisam-pirenena amin'izao fotoana izao amin'ny sehatry ny laser semiconductor roa loko misy puce tokana. Raha ny momba ny fampiharana azo ampiharina, ity zava-bita ity dia antenaina hanatsara tsara ny fahamarinan'ny fitadiavana sy ny fahaiza-manao fanoherana ny fitsabahana amin'ny lidar maro loko amin'ny tontolo sarotra amin'ny alàlan'ny fampiasana ny famirapiratany avo lenta sy ny toetrany roa loko. Eo amin'ny sehatry ny combs matetika optika, ny famoahana onjam-peo roa maharitra dia afaka manome fanohanana tena ilaina amin'ny fampiharana toy ny fandrefesana spectral marina sy ny fahatsapana optika avo lenta.