Yr ymchwil ddiweddaraf ar laserau lled-ddargludyddion deuol-liw

Yr ymchwil ddiweddaraf ar laserau lled-ddargludyddion deuol-liw

Mae laserau disg lled-ddargludyddion (laserau SDL), a elwir hefyd yn laserau allyrru arwyneb ceudod allanol fertigol (VECSEL), wedi denu llawer o sylw yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae'n cyfuno manteision enillion lled-ddargludyddion ac atseinyddion cyflwr solet. Nid yn unig y mae'n lleddfu cyfyngiad ardal allyriadau cefnogaeth un modd ar gyfer laserau lled-ddargludyddion confensiynol yn effeithiol, ond mae hefyd yn cynnwys dyluniad bandbwlch lled-ddargludyddion hyblyg a nodweddion enillion deunydd uchel. Gellir ei weld mewn ystod eang o senarios cymhwysiad, megis sŵn isel.laser lled llinell gulallbwn, cynhyrchu pwls ailadrodd uchel ultra-fyr, cynhyrchu harmonig trefn uchel, a thechnoleg seren canllaw sodiwm, ac ati. Gyda datblygiad technoleg, mae gofynion uwch wedi'u cyflwyno ar gyfer ei hyblygrwydd tonfedd. Er enghraifft, mae ffynonellau golau cydlynol tonfedd ddeuol wedi dangos gwerth cymhwysiad eithriadol o uchel mewn meysydd sy'n dod i'r amlwg fel lidar gwrth-ymyrraeth, interferometreg holograffig, cyfathrebu amlblecsio rhannu tonfedd, cynhyrchu is-goch canol neu terahertz, a chribau amledd optegol aml-liw. Mae sut i gyflawni allyriadau deu-liw disgleirdeb uchel mewn laserau disg lled-ddargludyddion ac atal cystadleuaeth enillion yn effeithiol ymhlith tonfeddi lluosog bob amser wedi bod yn anhawster ymchwil yn y maes hwn.

Yn ddiweddar, lliw deuollaser lled-ddargludyddionMae tîm yn Tsieina wedi cynnig dyluniad sglodion arloesol i fynd i'r afael â'r her hon. Trwy ymchwil rifiadol fanwl, fe wnaethant ddarganfod y disgwylir i reoleiddio'n fanwl gywir effeithiau hidlo enillion ffynnon cwantwm sy'n gysylltiedig â thymheredd ac effeithiau hidlo microceudod lled-ddargludyddion gyflawni rheolaeth hyblyg ar enillion deuol-liw. Yn seiliedig ar hyn, llwyddodd y tîm i ddylunio sglodion enillion disgleirdeb uchel 960/1000 nm. Mae'r laser hwn yn gweithredu mewn modd sylfaenol ger y terfyn diffractiad, gyda disgleirdeb allbwn mor uchel â thua 310 MW/cm²sr.

Dim ond ychydig ficrometrau o drwch yw haen ennill y ddisg lled-ddargludyddion, ac mae microceudod Fabry-Perot wedi'i ffurfio rhwng y rhyngwyneb lled-ddargludyddion-aer a'r adlewyrchydd Bragg dosbarthedig ar y gwaelod. Bydd trin y microceudod lled-ddargludyddion fel yr hidlydd sbectrol adeiledig yn y sglodion yn modiwleiddio ennill y ffynnon cwantwm. Yn y cyfamser, mae gan effaith hidlo'r microceudod a'r ennill lled-ddargludyddion gyfraddau drifft tymheredd gwahanol. Ynghyd â rheoli tymheredd, gellir cyflawni newid a rheoleiddio tonfeddi allbwn. Yn seiliedig ar y nodweddion hyn, cyfrifodd a gosododd y tîm frig ennill y ffynnon cwantwm ar 950 nm ar dymheredd 300 K, gyda chyfradd drifft tymheredd y donfedd ennill tua 0.37 nm/K. Wedi hynny, dyluniodd y tîm ffactor cyfyngu hydredol y sglodion gan ddefnyddio'r dull matrics trosglwyddo, gyda thonfeddi brig o tua 960 nm a 1000 nm yn y drefn honno. Datgelodd efelychiadau mai dim ond 0.08 nm/K oedd y gyfradd drifft tymheredd. Drwy ddefnyddio technoleg dyddodiad anwedd cemegol metel-organig ar gyfer twf epitacsial ac optimeiddio'r broses dwf yn barhaus, llwyddwyd i gynhyrchu sglodion ennill o ansawdd uchel. Mae canlyniadau mesur ffotoluminescence yn gwbl gyson â chanlyniadau'r efelychiad. Er mwyn lleddfu'r llwyth thermol a chyflawni trosglwyddiad pŵer uchel, mae'r broses pecynnu sglodion lled-ddargludyddion-diemwnt wedi'i datblygu ymhellach.

Ar ôl cwblhau pecynnu'r sglodion, cynhaliodd y tîm asesiad cynhwysfawr o berfformiad ei laser. Yn y modd gweithredu parhaus, trwy reoli pŵer y pwmp neu dymheredd y sinc gwres, gellir addasu tonfedd yr allyriad yn hyblyg rhwng 960 nm a 1000 nm. Pan fydd pŵer y pwmp o fewn ystod benodol, gall y laser hefyd gyflawni gweithrediad tonfedd ddeuol, gyda chyfwng tonfedd hyd at 39.4 nm. Ar yr adeg hon, mae'r pŵer ton parhaus uchaf yn cyrraedd 3.8 W. Yn y cyfamser, mae'r laser yn gweithredu yn y modd sylfaenol ger y terfyn diffractiad, gyda ffactor ansawdd trawst M² o ddim ond 1.1 a disgleirdeb mor uchel â thua 310 MW/cm²sr. Cynhaliodd y tîm ymchwil hefyd ar berfformiad tonnau cwasi-barhaus ylaserLlwyddwyd i arsylwi'r signal amledd swm drwy fewnosod y grisial optegol anlinellol LiB₃O₅ i'r ceudod atseiniol, gan gadarnhau cydamseriad y tonfeddi deuol.

Drwy'r dyluniad sglodion dyfeisgar hwn, mae'r cyfuniad organig o hidlo enillion ffynnon cwantwm a hidlo microceudod wedi'i gyflawni, gan osod sylfaen ddylunio ar gyfer gwireddu ffynonellau laser deuol-liw. O ran dangosyddion perfformiad, mae'r laser deuol-liw un sglodion hwn yn cyflawni disgleirdeb uchel, hyblygrwydd uchel ac allbwn trawst cyd-echelinol manwl gywir. Mae ei ddisgleirdeb ar y lefel flaenllaw ryngwladol ym maes cyfredol laserau lled-ddargludyddion deuol-liw un sglodion. O ran cymhwysiad ymarferol, disgwylir i'r cyflawniad hwn wella cywirdeb canfod a gallu gwrth-ymyrraeth lidar aml-liw yn effeithiol mewn amgylcheddau cymhleth trwy fanteisio ar ei ddisgleirdeb uchel a'i nodweddion deuol-liw. Ym maes cribau amledd optegol, gall ei allbwn deuol-donfedd sefydlog ddarparu cefnogaeth hanfodol ar gyfer cymwysiadau megis mesur sbectrol manwl gywir a synhwyro optegol cydraniad uchel.