Ученые из Китая расширили «спектральную границу» среднего инфракрасного лазера
Китайские исследователи разработали квантовый каскадный лазер среднего ИК-диапазона с рекордно широким спектром излучения, преодолев ключевое технологическое ограничение
Короткое резюме
Исследователи из Чанчуньского института оптики, точной механики и физики Китайской академии наук разработали квантовый каскадный лазер (ККЛ) среднего инфракрасного диапазона с ультрашироким лазерным спектром. Это достижение позволило преодолеть давний технологический барьер, ограничивавший спектральную ширину ККЛ с одной активной областью.
Традиционные ККЛ страдали от узкого спектра излучения из-за сложности проектирования энергетических зон. Команда под руководством исследователя Мэн Бо предложила новую конструкцию активной области на основе диагональных переходов, использующую систему материалов с компенсацией напряжений. Эта конструкция, образно говоря, предоставляет электронам несколько «каналов свечения», позволяя им одновременно совершать переходы между несколькими энергетическими уровнями, что в совокупности значительно расширяет спектральный диапазон.
Разработка открывает путь к созданию «более чувствительной оптической линейки» для точного определения многокомпонентных газов в мониторинге окружающей среды, а также для высокоразрешающей визуализации в медицине и промышленности. Использование зрелой технологии MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition — металлорганическая химическая парофазная эпитаксия) для изготовления устройства закладывает основу для его масштабируемого производства и практического применения в высокоточном широкополосном зондировании и свободно-пространственной оптической связи.
Прорыв в спектральной ширине
Новый ККЛ демонстрирует ширину спектра 1.2 мкм при комнатной температуре и более 1.9 мкм при низких температурах в диапазоне около 9 мкм
Инновационная конструкция активной области
Использована схема на основе диагональных переходов «много состояний-континуум» (MTC), предоставляющая электронам несколько каналов для излучения
Высокая эффективность
Ключевые показатели, такие как эффективность фотоэлектрического преобразования, достигли уровня, близкого к мировому лидерству
Технология, готовая к масштабированию
Устройство изготовлено по технологии MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition — металлорганическая химическая парофазная эпитаксия), что облегчает его будущее массовое производство
Текст сгенерирован с использованием ИИ
