A standard modellezési megközelítésektől eltérve Giacomo Scalari és Jerome Faist professzorok, az ETH Zürich Fizikai Tanszékén, valamint Christian Jirauschek professzor, a Müncheni Műszaki Egyetem professzora vezetésével egy monolitikus, modemzárt félvezető GH lézert hozott létre folyamatosan és széles körben hangolható 4-től 16-ig terjedő ismétlési sebességgel. És érdekes módon megközelítésüknek más félvezető lézereknél és lézeremissziós hullámhosszoknál is működnie kell.
Ennek leküzdésére a kutatók terahertzes (THz) kvantumkaszkádlézert (QCL) használtak koherens frekvenciájú fésűk előállítására. Jóllehet köztudott, hogy a THz-es QCL-eket fésűk előállítására lehet használni, a csapat nemrégiben kifejlesztett, továbbfejlesztett mikrohullámú tulajdonságokkal rendelkező planarizált THz-es QCL-jei arra ösztönözték őket, hogy felfedezzék a lézerüreg erős modulációját külső mikrohullámok segítségével,{1}}és felfedezték a félvezető lézerműködés számos új rendszerét.
"Eszközünk egy planarizált THz-es QCL-en alapul. Aktív régiójának anyaga gallium-arzenid (GaAs)/alumínium-gallium-arzenid (AlGaAs) szuperrácsból áll, amely egy GaAs hordozóhordozóhoz kötődő ostya{1}}" - magyarázza Urban Senica, aki akkoriban Ph.D. az ETH Zürich hallgatója, de jelenleg posztdoktori ösztöndíjas a Harvard Egyetem Nanoscale Optics Laboratóriumában. "Fotolitográfia és szárazmaratással egy aktív gerinchullámvezetőt határoznak meg, majd az alacsony -veszteségű polimer benzociklobuténnel (BCB) planarizálnak. Egy hullámvezető függőlegesen van elhelyezve két kiterjesztett fémezési réteg között, amelyek korlátozzák az optikai és mikrohullámú módokat, és elektromos érintkezőkként működnek a lézereszköz előfeszítéséhez."
Ennek leküzdésére a kutatók terahertzes (THz) kvantumkaszkádlézert (QCL) használtak koherens frekvenciájú fésűk előállítására. Jóllehet köztudott, hogy a THz-es QCL-eket fésűk előállítására lehet használni, a csapat nemrégiben kifejlesztett, továbbfejlesztett mikrohullámú tulajdonságokkal rendelkező planarizált THz-es QCL-jei arra ösztönözték őket, hogy felfedezzék a lézerüreg erős modulációját külső mikrohullámok segítségével,{1}}és felfedezték a félvezető lézerműködés számos új rendszerét.
"Eszközünk egy planarizált THz-es QCL-en alapul. Aktív régiójának anyaga gallium-arzenid (GaAs)/alumínium-gallium-arzenid (AlGaAs) szuperrácsból áll, amely egy GaAs hordozóhordozóhoz kötődő ostya{1}}" - magyarázza Urban Senica, aki akkoriban Ph.D. az ETH Zürich hallgatója, de jelenleg posztdoktori ösztöndíjas a Harvard Egyetem Nanoscale Optics Laboratóriumában. "Fotolitográfia és szárazmaratással egy aktív gerinchullámvezetőt határoznak meg, majd az alacsony -veszteségű polimer benzociklobuténnel (BCB) planarizálnak. Egy hullámvezető függőlegesen van elhelyezve két kiterjesztett fémezési réteg között, amelyek korlátozzák az optikai és mikrohullámú módokat, és elektromos érintkezőkként működnek a lézereszköz előfeszítéséhez."
Kommunikációs, spektroszkópiai és érzékelő alkalmazások várnak rád
Folyamatosan és széles körben hangolható moderögzített lézereiknek köszönhetően számos lehetséges alkalmazás létezik a kommunikáció, a spektroszkópia és az érzékelés területén. "Az időtartományban a koherens impulzussorozat szinkronizálható egy tetszőleges külső mikrohullámú jelhez vagy hangolható késleltetési vonalhoz" - mondja Senica. "A frekvenciatartomány esetében a frekvenciafésűn belüli hangolható üzemmód-távolság bezárhat minden spektrális rést."
Valójában Senica és munkatársai már bemutattak egy abszorpciós spektroszkópiai kísérletet, amelyhez csak egy egyszerű intenzitásdetektorra volt szükség, nem pedig asztali-méretű spektrométerre.
"Úgy gondoljuk, hogy megközelítésünket viszonylag egyszerű lesz más típusú félvezető lézerekkel is megvalósítani az elektromágneses spektrum infravörös és látható tartományaiban, és megnyitja az utat az alkalmazások széles skálája előtt" - mondja Senica. "Fontos szempont lesz az optimalizált mikrohullámú tulajdonságok, valamint az ilyen eszközök fejlett csomagolása."
