خواص معمولی لیزرهای آبشاری کوانتومی

خواص معمولی لیزرهای آبشاری کوانتومی

خواص معمولی لیزرهای آبشاری کوانتومی

طول موج های خروجی

بیشتر لیزرهای آبشاری کوانتومی نور مادون قرمز میانی ساطع می کنند (که به معنای طول موج بین 3 میکرومتر و 50 میکرومتر مطابق با ISO 20473:2007 است) - بنابراین آنها نوعی منابع لیزر مادون قرمز میانی هستند. با این حال، لیزرهای آبشاری کوانتومی نیز می توانند برای تولید امواج تراهرتز (→ منابع تراهرتز) ساخته شوند. چنین دستگاه هایی به ویژه منابع فشرده و ساده (پمپ شده الکتریکی) تابش تراهرتز را تشکیل می دهند. حتی تولید تراهرتز در دمای اتاق را می توان از طریق تولید فرکانس اختلاف داخلی به دست آورد [12].

توان خروجی و کارایی

در حالی که دستگاه‌های با دمای اتاق عمل پیوسته [4] معمولاً به سطوح توان خروجی متوسط ​​در ناحیه میلی‌وات محدود می‌شوند (اگرچه بیش از یک وات ممکن است)، چندین وات به راحتی با خنک‌سازی نیتروژن مایع امکان‌پذیر است. حتی در دمای اتاق، در هنگام استفاده از پالس های پمپ کوتاه، توان اوج در سطح وات امکان پذیر است.

بازده تبدیل توان لیزرهای آبشاری کوانتومی معمولاً در حد چند ده درصد است. با این حال، اخیراً دستگاه‌هایی با بازدهی حدود 50 درصد نشان داده شده‌اند [10، 11]، اگرچه فقط برای شرایط عملیات برودتی.

ویژگی های دینامیک

برای مثال، طول عمر حامل در لیزرهای آبشاری کوانتومی بسیار کمتر از دیودهای لیزر معمولی است. توسط پدیده های پراکندگی فونون محدود می شود. این همچنین پیامدهایی برای خواص دینامیکی دارد: میرایی بسیار قوی نوسانات آرامش (دینامیک گذرا بیش از حد میرا) وجود دارد. به همین دلیل، لیزرهای آبشاری کوانتومی را می توان با پهنای باند ذاتی بسیار بالا و محدود از چند ده گیگاهرتز مدوله کرد.

عرض خط

پهنای خط انتشار معمولاً نسبتاً کوچک است - که اغلب برای کاربردهای طیف‌سنجی بسیار مفید است. یک عامل کمک کننده برای آن، ضریب افزایش پهنای خط کوچک است.