فیزیک و فناوری لیزرهای آبشار کوانتومی تراهرتز

فیزیک و فناوری لیزرهای آبشار کوانتومی تراهرتز

چکیده نمایش فرمول ها: آرم MathJax؟

حتی اگر در دهه هفتاد بود ، درست بعد از ابداع مفهوم لیزر آبشار کوانتومی (QCL) ، ادعا شد که این دستگاه می تواند در محدوده THz (مادون قرمز دور) از طیف الکترومغناطیسی کار کند ، فقط در سال 2002 بود که اولین کار QHL THz نشان داده شد. اندکی بعد ، پیشرفت بسیار سریع بود.   در فاصله 2-3 سال ، دمای عملیاتی افزایش یافت ، دستگاه های DFB تک حالت تولید شدند ، برنامه ها به عنوان نوسانگرهای محلی در گیرنده های هدرودین اجرا شدند ، پوشش فرکانس به کل منطقه THH 1-5 گسترش یافت. در چند سال گذشته ، پیشرفت فن آوری همچنان به بهبود عملکرد ادامه می دهد: حداکثر دمای کارکرد در حال حاضر به حدود 250 K رسیده است و حدود 1 W قدرت خروجی پیک ثابت شده است. چندین روش مهندسی پرتو ، با هدف افزایش خلوص طیفی ، بهبود کیفیت پرتو و دستیابی به انتشار عمودی ، اجرا شده است. به موازات آن ، رویکردهای مختلفی طراحی شده است که امکان تنظیم فرکانس نور ساطع شده را فراهم می کند ، با کارآمدترین طرح ها به محدوده تنظیم حدود 10٪ فرکانس انتشار مرکزی دست می یابند. حتی تولید شانه های فرکانسی مستقیماً از QCL های THz با استفاده از هدایت کننده های موج پراکندگی و غیرخطی بودن ماده ذاتی بدست آمده است. این نسخه خطی فیزیکی را که زیربنای عملکرد THz QCL ها است ، فناوری توسعه یافته برای پیشرفت عملکرد لیزر ، مرور می کند و آخرین پیشرفت های امیدوار کننده در این زمینه جذاب اپتوالکترونیکی را برجسته می کند.