Ике төсле ярымүткәргеч лазерлар буенча соңгы тикшеренүләр

Ике төсле ярымүткәргеч лазерлар буенча соңгы тикшеренүләр

Ярымүткәргеч диск лазерлары (SDL лазерлары), шулай ук ​​вертикаль тышкы куыш өслеген чыгаручы лазерлар (VECSEL), соңгы елларда зур игътибар җәлеп иттеләр. Ул ярымүткәргечнең өстенлекләрен һәм каты торышлы резонаторларны берләштерә. Бу гадәти ярымүткәргеч лазерлар өчен бер режимлы ярдәмнең эмиссия өлкәсенең чикләнүен эффектив гына җиңеләйтми, шулай ук ​​сыгылмалы ярымүткәргеч полосасы дизайны һәм югары материаль табыш үзенчәлекләрен күрсәтә. Аны аз тавыш кебек куллану сценарийларының киң спектрында күрергә мөмкинтар сызыклы лазерчыгару, ультра-кыска югары кабатлаучы импульс җитештерү, югары тәртипле гармоник буын, һәм натрий гид йолдыз технологиясе һ.б. Мәсәлән, ике дулкын озынлыгы коерентлы яктылык чыганаклары анти-интерфейс лидар, голографик интерферометрия, дулкын озынлыгы бүленеше мультиплексинг элемтәсе, урта инфракызыл яки терахерц буыннары, һәм күп төсле оптик ешлык тараклары кебек барлыкка килүче өлкәләрдә бик югары куллану кыйммәтен күрсәттеләр. Ярымүткәргеч диск лазерларында югары яктылык икеләтә төсле эмиссиягә ничек ирешергә һәм күп дулкын озынлыгы арасында көндәшлекне эффектив рәвештә бастыру бу өлкәдә һәрвакыт тикшеренү кыенлыгы булды.

Күптән түгел, ике төслеярымүткәргеч лазерКытай командасы бу проблеманы чишү өчен инновацион чип дизайны тәкъдим итте. Тирән санлы тикшеренүләр аша алар ачыкладылар, температура белән бәйле квантны яхшы көйләү фильтрлау һәм ярымүткәргеч микрокавит фильтрлау эффектлары икеләтә төсле табышның сыгылмалы контроленә ирешер дип көтелә. Шуңа нигезләнеп, команда 960/1000 нм югары яктылык чипын уңышлы эшләде. Бу лазер дифракция лимиты янында фундаменталь режимда эшли, чыгу яктылыгы якынча 310 МВт / см²ср.

Ярымүткәргеч дискның табыш катламы берничә микрометр калынлыкта гына, һәм ярымүткәргеч-һава интерфейсы белән аста таралган Bragg рефлекторы арасында Fabry-Perot микрокавитлыгы барлыкка килә. Ярымүткәргеч микрокавитны чипның спектраль фильтры итеп кабул итү квантның табышын модульләштерәчәк. Шул ук вакытта, микрокавитны фильтрлау эффекты һәм ярымүткәргечнең артуы төрле температураның үзгәрү темпларына ия. Температура белән идарә итү белән берлектә, дулкын озынлыкларын күчү һәм көйләүгә ирешеп була. Бу характеристикаларга нигезләнеп, команда квант скважинасының иң югары ноктасын 300 К температурада 950 нм тәшкил итте, табыш дулкын озынлыгының температура тизлеге якынча 0,37 нм / К. Соңыннан, коллектив тапшыру матрицасы ысулы ярдәмендә чипның озынлык чикләү факторын эшләде, дулкын озынлыгы якынча 960 нм һәм 1000 нм. Симуляцияләр температураның дрифт тизлеге 0,08 нм / К булганын ачыклады. Эпитаксиаль үсеш өчен металл-органик химик парларны чүпләү технологиясен кулланып һәм үсеш процессын өзлексез оптимальләштереп, югары сыйфатлы табыш чиплары уңышлы эшләнде. Фотолуминценсның үлчәү нәтиҗәләре симуляция нәтиҗәләре белән тулысынча туры килә. Rылылык йөген җиңеләйтү һәм югары көчле тапшыруга ирешү өчен ярымүткәргеч-бриллиант чип төрү процессы алга таба эшләнде.

Чип пакетын тутырганнан соң, коллектив аның лазер эшенә комплекслы бәя бирде. Даими эш режимында, насос көчен яки җылылык үткәргеч температурасын контрольдә тотып, эмиссия дулкын озынлыгы 960 нм белән 1000 нм арасында үзгәрә ала. Насос көче билгеле бер диапазонда булганда, лазер шулай ук ​​ике дулкын озынлыгы операциясенә ирешә ала, дулкын озынлыгы 39,4 нм га кадәр. Бу вакытта максималь өзлексез дулкын көче 3,8 Ватка җитә. Шул ук вакытта лазер дифракция лимиты янында фундаменталь режимда эшли, нурның сыйфат факторы M² 1,1 һәм яктылыгы якынча 310 МВт / смср. Коллектив шулай ук ​​квази-өзлексез дулкын күрсәткечләре буенча тикшеренүләр үткәрделазер. Гомуми ешлык сигналы LiB₃O₅ сызыксыз оптик кристаллны резонант куышлыгына кертеп, ике дулкын озынлыгының синхронизациясен раслап уңышлы күзәтелде.

Бу оста чип дизайны ярдәмендә квант скважиналарын органик комбинацияләүгә ирештеләр, ике төсле лазер чыганакларын тормышка ашыру өчен проект нигезен салдылар. Эшчәнлек күрсәткечләре ягыннан, бу бер чиплы ике төсле лазер югары яктылыкка, югары сыгылучылыкка һәм төгәл коаксиаль нурга ирешә. Аның яктылыгы бер чиплы ике төсле ярымүткәргеч лазерларның хәзерге өлкәсендә халыкара әйдәп баручы дәрәҗәдә. Практик куллану ягыннан, бу казаныш, аның югары яктылыгын һәм ике төсле характеристикаларын кулланып, катлаулы мохиттә күп төсле лидарның ачыклау төгәллеген һәм анти-интерфейс мөмкинлеген эффектив көчәйтер дип көтелә. Оптик ешлык тараклары өлкәсендә аның тотрыклы ике дулкын озынлыгы чыгышы төгәл спектраль үлчәү һәм югары резолюцияле оптик сенсор кебек кушымталар өчен мөһим ярдәм күрсәтә ала.