Таҳқиқоти охирин оид ба лазерҳои нимноқилии дуранга

Таҳқиқоти охирин оид ба лазерҳои нимноқилии дуранга

Лазерҳои диски нимноқилӣ (лазерҳои SDL), ки бо номи лазерҳои амудии сатҳи берунаи нурпошӣ (VECSEL) низ маълуманд, дар солҳои охир таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд. Он бартариҳои нимноқилҳои афзоянда ва резонаторҳои ҳолати сахтро муттаҳид мекунад. Он на танҳо маҳдудияти минтақаи партобиро аз дастгирии якмода барои лазерҳои анъанавии нимноқилҳо самаранок коҳиш медиҳад, балки инчунин дорои тарҳи чандири банди нимноқилӣ ва хусусиятҳои баланди афзоиши мавод мебошад. Онро дар доираи васеи сенарияҳои татбиқ, ба монанди садои паст, дидан мумкин аст.лазери хатти тангбаромад, тавлиди импулсҳои ултра-кӯтоҳи такроршаванда, тавлиди гармоникии тартиби баланд ва технологияи ситораи роҳнамои натрий ва ғайра. Бо пешрафти технология, талаботи баландтар барои чандирии дарозии мавҷи он пешниҳод карда шуданд. Масалан, манбаъҳои рӯшноии когерентии ду мавҷ дар соҳаҳои навбунёд, аз қабили лидари зиддихалал, интерферометрияи голографӣ, алоқаи мултиплексии тақсимоти дарозии мавҷ, тавлиди миёнаи инфрасурх ё терагерц ва шонаҳои басомади оптикии бисёрранга арзиши хеле баланди татбиқро нишон доданд. Чӣ гуна дар лазерҳои диски нимноқил ба даст овардани партоби дурангаи равшании баланд ва самаранок пахш кардани рақобати фоидаовар дар байни дарозии мавҷҳои гуногун ҳамеша дар ин соҳа мушкили тадқиқотӣ будааст.

Ба наздикӣ, ду рангалазери нимноқилДастаи тадқиқотии Чин тарҳи инноватсионии чипро барои ҳалли ин мушкилот пешниҳод кардааст. Тавассути таҳқиқоти амиқи рақамӣ, онҳо муайян карданд, ки танзими дақиқи филтркунии чоҳи квантии фоиданокӣ ва таъсири филтркунии микроковокии нимноқилҳо, ки ба ҳарорат вобастаанд, барои ба даст овардани назорати чандири фоиданокӣ дар ранги дугона пешбинӣ шудааст. Бар асоси ин, даста бомуваффақият чипи баландсифати 960/1000 нм-ро тарроҳӣ кард. Ин лазер дар ҳолати асосӣ дар наздикии ҳадди дифракция кор мекунад ва равшании баромад тақрибан 310 МВт/см²ср аст.

Қабати афзункунии диски нимноқил танҳо чанд микрометр ғафсӣ дорад ва микроковити Фабри-Перо байни интерфейси ҳавоии нимноқил ва инъикоскунандаи тақсимшудаи поёнии Брэгг ташаккул меёбад. Коркарди микроковити нимноқил ҳамчун филтри дарунсохти спектралии чип афзункунии чоҳи квантиро танзим мекунад. Дар айни замон, таъсири филтркунии микроковити ва афзункунии нимноқил суръати гуногуни ҷаҳидани ҳароратро доранд. Дар якҷоягӣ бо назорати ҳарорат, гузариш ва танзими дарозии мавҷҳои баромадро метавон ба даст овард. Бар асоси ин хусусиятҳо, даста қуллаи афзункунии чоҳи квантиро дар 950 нм дар ҳарорати 300 К ҳисоб ва муқаррар кард, ки суръати ҷаҳидани ҳарорат дар дарозии мавҷи афзункунӣ тақрибан 0,37 нм/К буд. Баъдан, даста омили маҳдудияти тӯлонии чипро бо истифода аз усули матритсаи интиқол бо дарозии мавҷҳои тақрибан 960 нм ва 1000 нм тарҳрезӣ кард. Симулятсияҳо нишон доданд, ки суръати ҷаҳидани ҳарорат танҳо 0,08 нм/К буд. Бо истифода аз технологияи ҷойгиркунии буғи кимиёвии металл-органикӣ барои афзоиши эпитаксиалӣ ва беҳсозии пайвастаи раванди афзоиш, чипҳои баландсифати афзоиш бомуваффақият истеҳсол карда шуданд. Натиҷаҳои андозагирии фотолюминесценция бо натиҷаҳои симулятсия комилан мувофиқанд. Барои кам кардани бори гармӣ ва ба даст овардани интиқоли қувваи баланд, раванди бастабандии чипҳои нимноқил-алмосӣ минбаъд такмил дода шуд.

Пас аз анҷом додани бастабандии чип, даста арзёбии ҳамаҷонибаи кори лазерро анҷом дод. Дар ҳолати кори пайваста, бо назорати қувваи насос ё ҳарорати гармкунак, дарозии мавҷи партовро метавон ба таври чандир байни 960 нм ва 1000 нм танзим кард. Вақте ки қувваи насос дар доираи муайян аст, лазер инчунин метавонад кори дугонаи мавҷро бо фосилаи дарозии мавҷ то 39,4 нм ба даст орад. Дар ин вақт, қувваи максималии мавҷи пайваста ба 3,8 Вт мерасад. Дар айни замон, лазер дар ҳолати асосӣ дар наздикии ҳадди дифракция кор мекунад, ки омили сифати шуоъ M² танҳо 1,1 ва равшании он тақрибан 310 МВт/см²ср аст. Даста инчунин таҳқиқотро дар бораи кори мавҷи квази-пайвастаилазерСигнали басомади ҷамъ бо роҳи ворид кардани кристалли оптикии ғайрихаттии LiB₃O₅ ба ковокии резонансӣ бомуваффақият мушоҳида карда шуд, ки ҳамоҳангсозии дарозии мавҷҳои дугона тасдиқ карда шуд.

Тавассути ин тарҳи оқилонаи чип, омезиши органикии филтркунии чоҳи квантӣ ва филтркунии микроковикӣ ба даст оварда шуд, ки заминаи тарроҳиро барои татбиқи манбаъҳои лазерии дуранга фароҳам овард. Аз ҷиҳати нишондиҳандаҳои фаъолият, ин лазери дурангаи якчипӣ равшании баланд, чандирии баланд ва баромади дақиқи нури коаксиалиро ба даст меорад. Равшании он дар сатҳи пешбари байналмилалӣ дар соҳаи кунунии лазерҳои нимноқилии дурангаи якчипӣ қарор дорад. Аз ҷиҳати татбиқи амалӣ, интизор меравад, ки ин дастовард дақиқии ошкоркунӣ ва қобилияти зидди халалрасонии лидари бисёррангаро дар муҳитҳои мураккабро тавассути истифодаи равшании баланд ва хусусиятҳои дурангаи он самаранок афзоиш диҳад. Дар соҳаи шонаҳои басомади оптикӣ, баромади устувори дугонагии мавҷи он метавонад барои барномаҳо ба монанди андозагирии дақиқи спектралӣ ва ҳассосияти оптикии баландсифат дастгирии муҳим фароҳам орад.