Ике төсле ярымүткәргеч лазерлар буенча соңгы тикшеренүләр

Ике төсле ярымүткәргеч лазерлар буенча соңгы тикшеренүләр

Ярымүткәргеч диск лазерлары (SDL лазерлары), шулай ук ​​вертикаль тышкы куышлык өслеге нурландыручы лазерлар (VECSEL) буларак та билгеле, соңгы елларда зур игътибар җәлеп итте. Ул ярымүткәргеч көчәйтү һәм каты халәт резонаторларының өстенлекләрен берләштерә. Ул гадәти ярымүткәргеч лазерлар өчен бер режимлы ярдәмнең нурландыру мәйданы чикләүләрен нәтиҗәле рәвештә йомшартып кына калмый, ә шулай ук ​​сыгылмалы ярымүткәргеч зонасы дизайны һәм югары материал көчәйтү үзенчәлекләре белән дә аерылып тора. Аны куллануның киң даирәсендә, мәсәлән, түбән шау-шулы шартларда күрергә мөмкин.тар сызыклы лазерчыгару, ультра кыска югары кабатланулы импульслар генерациясе, югары тәртипле гармоник генерация һәм натрий юл күрсәткеч йолдыз технологиясе һ.б. Технологияләр үсеше белән аның дулкын озынлыгы сыгылмалылыгына югарырак таләпләр куелды. Мәсәлән, ике дулкын озынлыгындагы когерент яктылык чыганаклары анти-интерференция лидары, голографик интерферометрия, дулкын озынлыгын бүлү мультиплекслау элемтәсе, урта инфракызыл яки терагерц генерациясе һәм күп төсле оптик ешлык тараклары кебек яңа өлкәләрдә бик югары куллану кыйммәте күрсәтте. Ярымүткәргеч диск лазерларында югары яктылыклы ике төсле эмиссиягә ничек ирешергә һәм күп дулкын озынлыклары арасында көчәйтү конкуренциясен нәтиҗәле рәвештә бастырырга бу өлкәдә һәрвакыт тикшеренү кыенлыгы булып тора.

Күптән түгел ике төслеярымүткәргеч лазерКытайдагы команда бу проблеманы хәл итү өчен инновацион чип дизайнын тәкъдим итте. Тирән санлы тикшеренүләр аша алар температурага бәйле квант кое көчәйтү фильтрлау һәм ярымүткәргеч микрокуышлык фильтрлау эффектларын төгәл көйләү ике төс көчәйтүен сыгылмалы контрольгә ирешергә ярдәм итә дип көтелгәнен ачыкладылар. Шуңа нигезләнеп, команда 960/1000 нм югары яктылык көчәйтү чипын уңышлы эшләде. Бу лазер дифракция чигенә якын фундаменталь режимда эшли, чыгыш яктылык якынча 310 МВт/см²ср кадәр югары.

Ярымүткәргеч дискның көчәйтү катламы нибары берничә микрометр калынлыкта, һәм ярымүткәргеч-һава интерфейсы һәм аскы таралган Брэгг рефлекторы арасында Фабри-Перо микрокуышлыгы барлыкка килә. Ярымүткәргеч микрокуышлыгын чипның урнаштырылган спектраль фильтры буларак карау квант коесының көчәйтүне модуляцияләячәк. Шул ук вакытта, микрокуышлык фильтрлау эффекты һәм ярымүткәргеч көчәйтүе төрле температура дрейфы тизлегенә ия. Температураны контрольдә тоту белән берлектә, чыгыш дулкын озынлыкларын алыштыру һәм көйләүгә ирешергә мөмкин. Бу үзенчәлекләргә нигезләнеп, команда 300 К температурада 950 нм квант коесының көчәйтү пигын исәпләде һәм билгеләде, көчәйтү дулкын озынлыгының температура дрейфы тизлеге якынча 0,37 нм/К тәшкил итте. Аннары, команда чипның озынлык чикләү коэффициентын тапшыру матрицасы ысулын кулланып эшләде, пик дулкын озынлыклары якынча 960 нм һәм 1000 нм иде. Симуляцияләр температура дрейфы тизлегенең нибары 0,08 нм/К булуын күрсәтте. Эпитаксиаль үсеш өчен металл-органик химик пар урнаштыру технологиясен кулланып һәм үсеш процессын өзлексез оптимальләштерү юлы белән югары сыйфатлы көчәйтү чиплары уңышлы ясалды. Фотолюминесценцияне үлчәү нәтиҗәләре симуляция нәтиҗәләре белән тулысынча туры килә. Җылылык йөкләмәсен киметү һәм югары куәтле тапшыруга ирешү өчен, ярымүткәргеч-алмаз чип төрү процессы тагын да үстерелде.

Чипны төргәкләү тәмамланганнан соң, команда аның лазер эшчәнлеген комплекслы бәяләде. Өзлексез эшләү режимында, насос көчен яки җылылык сибелгеч температурасын контрольдә тотып, нурланыш дулкын озынлыгын 960 нм һәм 1000 нм арасында җайга салырга мөмкин. Насос көче билгеле бер диапазонда булганда, лазер шулай ук ​​ике дулкын озынлыгында эшли ала, дулкын озынлыгы интервалы 39,4 нм га кадәр. Бу вакытта максималь өзлексез дулкын көче 3,8 Вт га җитә. Шул ук вакытта, лазер дифракция чигенә якын төп режимда эшли, нур сыйфаты коэффициенты M² нибары 1,1 һәм яктылыгы якынча 310 МВт/см²ср кадәр югары. Команда шулай ук ​​квази-өзлексез дулкын эшчәнлеген өйрәнү буенча тикшеренүләр үткәрде.лазерСумма ешлыгы сигналы LiB₃O₅ сызыклы булмаган оптик кристаллын резонанс куышлыгына кертү юлы белән уңышлы күзәтелде, бу икеләтә дулкын озынлыкларының синхронлашуын раслады.

Бу оста чип дизайны аша квант кое көчәйтү фильтрлавы һәм микрокуәте фильтрлавының органик комбинациясенә ирешелде, бу ике төсле лазер чыганакларын гамәлгә ашыру өчен дизайн нигезен салды. Эшчәнлек күрсәткечләре ягыннан, бу бер чиплы ике төсле лазер югары яктылыкка, югары сыгылмалылыкка һәм төгәл коаксиаль нур чыгаруга ирешә. Аның яктылык дәрәҗәсе хәзерге бер чиплы ике төсле ярымүткәргеч лазерлар өлкәсендә халыкара алдынгы дәрәҗәдә. Гамәли куллану ягыннан, бу казаныш катлаулы мохиттә күп төсле лидарның ачыклау төгәллеген һәм комачаулауга каршы сәләтен нәтиҗәле рәвештә арттырыр дип көтелә, аның югары яктылык һәм ике төсле үзенчәлекләрен файдаланып. Оптик ешлык тараклары өлкәсендә аның тотрыклы ике дулкын озынлыгындагы чыгышы төгәл спектраль үлчәү һәм югары ачыклыклы оптик сизү кебек кушымталар өчен мөһим ярдәм күрсәтә ала.