Τα κβαντικά λέιζερ καταρράκτη Terahertz βλέπουν μια σημαντική ανακάλυψη!

Ο τομέας της τεχνολογίας λέιζερ έχει κάνει ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός με την ανάπτυξη καινοτόμων εξαρτημάτων για κβαντικά λέιζερ καταρράκτη terahertz (THz) (QCLs).
Και πρόσφατα, μια ομάδα ξένων ερευνητών σχεδίασε με επιτυχία έναν ευρυζωνικό μονολιθικό εξωζεύκτη, ο οποίος αναμένεται να επαναπροσδιορίσει την εφαρμογή και την απόδοση των κβαντικών λέιζερ terahertz και να φέρει μια ευρύτερη προοπτική ανάπτυξης για το πεδίο.
Μια νέα προσέγγιση στο σχεδιασμό κυματοδηγών
Ο νέος συζεύκτης εξόδου είναι κατασκευασμένος με βάση έναν επίπεδο διμεταλλικό κυματοδηγό σχεδιασμένο ειδικά για την αντιμετώπιση μακροχρόνιων προκλήσεων στα κβαντικά λέιζερ terahertz, όπως ο σχεδιασμός ανακλαστικότητας και η εκπομπή στενής δέσμης ευρείας ζώνης. Το χαρακτηριστικό γνώρισμα του ζεύκτη είναι η ικανότητά του να ρυθμίζει με ακρίβεια την ανακλαστικότητα των κατόπτρων του κυματοδηγού, την οποία οι ερευνητές πέτυχαν διαμορφώνοντας τα τελικά επίπεδα χρησιμοποιώντας έναν αποτελεσματικό αλγόριθμο αντίστροφης σχεδίασης.
Ενσωματωμένη κεραία ευρυζωνικής ενημέρωσης κώδικα
Το σύστημα παράγει ακτινοβολία λέιζερ terahertz που είναι στενά ενσωματωμένη με μια ευρυζωνική κεραία patch array, ένας συνδυασμός εξαρτημάτων που διευκολύνει την εκπομπή στην επιφάνεια. Ολόκληρο το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων όλων των στοιχείων του, είναι βελτιστοποιημένο για να υποστηρίζει ένα φάσμα που εκτείνεται σε οκτάβα στην περιοχή 2-4 terahertz.
Επαναστατικές χτένες συχνότητας λέιζερ
Αυτές οι εξελίξεις έχουν τεθεί σε πρακτική χρήση στην επίδειξη μιας χτένας συχνότητας λέιζερ κβαντικής καταρράκτης ευρείας ζώνης που εκπέμπει επιφάνεια terahertz. Η συγκεκριμένη χτένα συχνότητας λέιζερ έχει επιδείξει εξαιρετική απόδοση. Έχει ισχύ εξόδου έως και 13 milliwatts (mW), οπτικό εύρος ζώνης άνω των 800 gigahertz (GHz) και λειτουργία μακριάς πεδίου με ένα πέταλο. Επιπλέον, η απόκλιση της δέσμης του είναι μικρότερη από 20 μοίρες τόσο σε οριζόντια όσο και σε κάθετη κατεύθυνση.
Αυτό το ερευνητικό αποτέλεσμα διαδραματίζει βασικό ρόλο στις συνθήκες μη γραμμικής αντιστοίχισης φάσης της γεννήτριας παραμέτρων terahertz (is-TPG), η οποία παρατηρεί με επιτυχία τα κύματα terahertz που δημιουργούνται με καταρράκτη. Οι ερευνητές ενεργοποίησαν αποτελεσματικά τον καταρράκτη χρησιμοποιώντας μια δέσμη σπόρων υψηλής ισχύος, η οποία οδήγησε στην ανίχνευση νέων κυμάτων terahertz υψηλότερης τάξης κοντά στην ακραία όψη.
Αυτή η πρόοδος αποτελεί ορόσημο στον τομέα της προμήθειας κυμάτων terahertz, της ανίχνευσης παραμέτρων και της ενίσχυσης. Όχι μόνο βελτιώνει σημαντικά την ισχύ εξόδου των πηγών terahertz, αλλά επίσης ανοίγει νέους δρόμους για τη θεωρητική εξερεύνηση της παραμετρικής παραγωγής κυμάτων terahertz. Αυτή η σημαντική ανακάλυψη σηματοδοτεί μια μεγάλη πρόοδο στον τομέα της τεχνολογίας λέιζερ και ανοίγει εντελώς νέες δυνατότητες για εφαρμογές terahertz.