Iki reňkli ýarymgeçiriji lazerler boýunça iň soňky ylmy barlaglar

Iki reňkli ýarymgeçiriji lazerler boýunça iň soňky ylmy barlaglar

Ýarymgeçiriji disk lazerleri (SDL lazerleri), şeýle hem dik daşarky boşluk ýüzüni şöhlelendirýän lazerler (VECSEL) diýlip hem atlandyrylýar, soňky ýyllarda köp üns çekdi. Ol ýarymgeçiriji güýçlendirijiniň we gaty ýagdaý rezonatorlarynyň artykmaçlyklaryny özünde jemleýär. Ol diňe bir adaty ýarymgeçiriji lazerler üçin bir režimli goldawyň şöhlelendirme meýdanynyň çäklendirilmegini netijeli ýeňilleşdirmän, eýsem çeýe ýarymgeçiriji zolak dizaýnyna we ýokary material güýçlendirme häsiýetlerine eýedir. Ony pes şowhun ýaly dürli ulanylyş senariýalarynda görmek bolýar.dar çyzykly lazerçykyş, ultra gysga ýokary gaýtalanýan impuls döretmek, ýokary derejeli garmonik döretmek we natriý ýol görkeziji ýyldyz tehnologiýasy we ş.m. Tehnologiýanyň ösmegi bilen onuň tolkun uzynlygynyň çeýeligine has ýokary talaplar goýuldy. Mysal üçin, iki tolkunly kogerent ýagtylyk çeşmeleri anti-päsgelçilik lidar, golografik interferometriýa, tolkun uzynlygyny bölmek multipleksleşdiriji aragatnaşyk, orta infragyzyl ýa-da terahers döretmek we köp reňkli optiki ýygylykly daraklar ýaly täze ösýän ugurlarda örän ýokary ulanylyş gymmatyny görkezdi. Ýarymgeçiriji disk lazerlerinde ýokary ýagtylykly iki reňkli emissiýany nädip gazanmaly we köp tolkun uzynlyklarynyň arasyndaky güýçlendirme bäsdeşligini netijeli basyp ýatyrmaly bu ugurda hemişe gözleg kynçylygy bolup geldi.

Ýakynda iki reňkliýarymýarym lazerHytaýdaky topar bu meseläni çözmek üçin innowasion çip dizaýnyny teklip etdi. Çuňňur sanly barlaglar arkaly olar temperatura bilen baglanyşykly kwantum guýularynyň güýçlendiriji süzgüçlemesiniň we ýarymgeçiriji mikro boşluklaryň süzgüçleme täsirlerini takyk düzgünleşdirmegiň iki reňkli güýçlendirmeleriň çeýe gözegçiligini gazanmaga garaşylýandygyny anykladylar. Şuňa esaslanyp, topar 960/1000 nm ýokary ýagtylyk güýçlendiriji çipi üstünlikli döretdi. Bu lazer difraksiýa çägine golaý esasy režimde işleýär, çykyş ýagtylygy takmynan 310 MW/sm²sr çenli ýokary.

Ýarymgeçiriji diskiň güýçlendiriji gatlagy bary-ýogy birnäçe mikrometr galyňlykda we ýarymgeçiriji-howa serhedi bilen aşaky paýlanan Bragg reflektorynyň arasynda Fabry-Perot mikro boşlugy emele gelýär. Ýarymgeçiriji mikro boşlugyny çipiň içki spektral süzgüji hökmünde ulanmak kwant guýusynyň güýçlendirijisini modulirlär. Şol bir wagtyň özünde, mikro boşlugy süzgüç täsiri we ýarymgeçiriji güýçlendirijisi dürli temperatura süýşme tizligine eýedir. Temperatura gözegçiligi bilen bilelikde çykyş tolkun uzynlyklaryny üýtgetmek we düzgünleşdirmek amala aşyrylyp bilner. Bu häsiýetlere esaslanyp, topar kwant guýusynyň güýçlendiriji pikini 300 K temperaturada 950 nm-de hasaplady we belledi, güýçlendiriji tolkun uzynlygynyň temperatura süýşme tizligi takmynan 0,37 nm/K boldy. Soňra topar çipiň uzynlyk çäklendirme faktoryny geçirijilik matrisa usuly arkaly döretdi, iň ýokary tolkun uzynlyklary degişlilikde takmynan 960 nm we 1000 nm boldy. Simulýasiýalar temperatura süýşme tizliginiň diňe 0,08 nm/K bolandygyny görkezdi. Epitaksial ösüş üçin metal-organik himiki bug çökündi tehnologiýasyny ulanmak we ösüş prosesini yzygiderli optimizirlemek arkaly ýokary hilli güýçlendiriji çipler üstünlikli öndürildi. Fotolýuminesensiýanyň ölçeg netijeleri simulýasiýa netijelerine doly gabat gelýär. Termal ýükü ýeňilleşdirmek we ýokary kuwwatly geçirijiligi gazanmak üçin ýarymgeçiriji-almaz çiplerini gaplamak prosesi has-da ösdürildi.

Çip gaplamasyny tamamlandan soň, topar lazeriň işiniň giňişleýin bahalandyrylmagyny geçirdi. Üznüksiz iş režiminde, nasosyň güýjüni ýa-da ýylylyk siňdirijiniň temperaturasyny dolandyrmak arkaly, şöhle saçýan tolkun uzynlygyny 960 nm bilen 1000 nm aralygynda çeýe sazlap bolýar. Nasosyň güýji belli bir aralykda bolanda, lazer tolkun uzynlygynyň aralygy 39,4 nm-e çenli bolan iki tolkunly işleýşi hem amala aşyryp bilýär. Şu wagt, iň ýokary üznüksiz tolkun güýji 3,8 W-a ýetýär. Şol bir wagtyň özünde, lazer difraksiýa çägine golaý esasy režimde işleýär, şöhle hil faktory M² diňe 1,1 we ýagtylygy takmynan 310 MW/sm²sr çenli ýokary. Topar şeýle hem kwazi-üznüksiz tolkun işiniň gözleglerini geçirdi.lazerIki tolkun uzynlyklarynyň sinhronizasiýasyny tassyklaýan LiB₃O₅ çyzykly däl optiki kristaly rezonans boşlugyna goýmak arkaly jemi ýygylyk signaly üstünlikli synlandy.

Bu ajaýyp çip dizaýny arkaly kwantum guýularyny güýçlendirmek üçin süzgüç we mikro boşlukly süzgüçlemegiň organiki utgaşmasy gazanyldy we iki reňkli lazer çeşmelerini amala aşyrmak üçin dizaýn binýadyny goýdy. Iş görkezijileri babatda bu bir çipli iki reňkli lazer ýokary ýagtylyga, ýokary çeýelige we takyk koaksial şöhle çykyşyna ýetýär. Onuň ýagtylygy häzirki bir çipli iki reňkli ýarymgeçiriji lazerler ulgamynda halkara derejesinde öňdebaryjy orunda durýar. Amaly ulanylyş babatda bu üstünligiň ýokary ýagtylyk we iki reňkli häsiýetnamalaryndan peýdalanmak arkaly çylşyrymly gurşawlarda köp reňkli lidaryň anyklaýyş takyklygyny we päsgelçiliklere garşy göreşmek ukybyny netijeli ýokarlandyrmagyna garaşylýar. Optiki ýygylykly tarlar ulgamynda onuň durnukly iki tolkunly çykyşy takyk spektral ölçeg we ýokary çözgütli optiki duýgy ýaly ulanylyşlar üçin möhüm goldaw berip biler.