เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เสาหิน - ข่าว

3D illustration of the team's device, in which an external microwave signal induces gain modulation along the entire semiconductor laser to generate widely tunable modelocked pulses/frequency combs.

ในการออกจากแนวทางการสร้างแบบจำลองมาตรฐาน ทีมนักวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Giacomo Scalari และ Jerome Faist ในภาควิชาฟิสิกส์ที่ ETH Zurich และศาสตราจารย์ Christian Jirauschek จากมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิค ได้สร้างเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเสาหินที่มีแบบจำลองเสาหิน โดยมีอัตราการทำซ้ำอย่างต่อเนื่องและกว้างขวางตั้งแต่ 4 ถึง 16 GHz และสิ่งที่น่าสนใจคือแนวทางของพวกเขาควรใช้กับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ และความยาวคลื่นการปล่อยเลเซอร์

เพื่อดึงมันออกมา นักวิจัยได้ใช้เลเซอร์ควอนตัมคาสเคดเลเซอร์ (QCL) เทราเฮิร์ตซ์ (THz) เพื่อสร้างหวีความถี่ที่สอดคล้องกัน แม้จะทราบกันดีอยู่แล้วว่า THz QCL สามารถใช้สร้างรวงผึ้งได้ แต่การพัฒนา THz QCL แบบวางแผนเมื่อเร็วๆ นี้ของทีมซึ่งมีคุณสมบัติไมโครเวฟที่ได้รับการปรับปรุงได้กระตุ้นให้พวกเขาสำรวจการมอดูเลตที่แข็งแกร่งของช่องเลเซอร์โดยใช้ไมโครเวฟภายนอก- และพวกเขาก็ค้นพบรูปแบบใหม่ของการทำงานของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์

"อุปกรณ์ของเรามีพื้นฐานจาก THz QCL ที่วางแผนไว้ วัสดุบริเวณแอคทีฟของมันประกอบด้วยแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs)/อะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (AlGaAs) ซูเปอร์แลตติซ เวเฟอร์-ที่เชื่อมกับสารตั้งต้นตัวพา GaAs" Urban Senica ผู้ซึ่งสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกในขณะนั้นอธิบาย เป็นนักศึกษาที่ ETH Zurich แต่ปัจจุบันเป็นนักศึกษาหลังปริญญาเอกที่ห้องทดลองด้านเลนส์ระดับนาโนของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด "ด้วยการใช้โฟโตลิโทกราฟีและการกัดแบบแห้ง ท่อนำคลื่นแนวแอคทีฟจะถูกกำหนดและต่อมาถูกวางผังด้วยโพลีเมอร์เบนโซไซโคลบิวทีน (BCB) ที่สูญเสีย- ท่อนำคลื่นถูกประกบในแนวตั้งระหว่างชั้นโลหะที่ขยายออกไปสองชั้น ซึ่งจำกัดโหมดออปติคัลและโหมดไมโครเวฟ และทำหน้าที่เป็นหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าสำหรับการไบแอสอุปกรณ์เลเซอร์"

แอปพลิเคชันการสื่อสาร สเปกโตรสโกปี และการตรวจจับในอนาคต

เนื่องจากมีเลเซอร์ล็อคแบบจำลองที่ปรับแต่งได้อย่างต่อเนื่องและกว้างขวาง ทำให้มีการใช้งานที่เป็นไปได้มากมายสำหรับการสื่อสาร สเปกโทรสโกปี และการตรวจจับ "สำหรับโดเมนเวลา รถไฟพัลส์ที่สอดคล้องกันสามารถซิงโครไนซ์กับสัญญาณไมโครเวฟภายนอกหรือเส้นหน่วงเวลาที่ปรับได้" Senica กล่าว "สำหรับโดเมนความถี่ ระยะห่างของโหมดที่ปรับได้ภายในหวีความถี่สามารถปิดช่องว่างสเปกตรัมได้"

อันที่จริง Senica และเพื่อนร่วมงานได้สาธิตการทดลองสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงที่ต้องใช้เครื่องตรวจจับความเข้มแบบธรรมดาเท่านั้น- แทนที่จะเป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ขนาด{1}}บนโต๊ะ

"เราเชื่อว่าวิธีการของเราจะค่อนข้างตรงไปตรงมาในการนำไปใช้กับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ประเภทอื่น ๆ ทั่วบริเวณอินฟราเรดและบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าและปูทางไปสู่การใช้งานที่หลากหลาย" Senica กล่าว "สิ่งสำคัญคือการปรับปรุงคุณสมบัติของไมโครเวฟให้เหมาะสม พร้อมกับบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงของอุปกรณ์ดังกล่าว"