لیزرهای نیمه هادی

لیزرهای نیمه هادی

این کمیته فرعی به دنبال ارسال های اصلی در علم تجربی و نظری لیزرهای نیمه هادی و آمپلی فایرها است ، با تمرکز بر مؤلفه های کلیدی که یک طنین انداز لیزر نیمه هادی را تشکیل می دهند ، به خصوص به عنوان راهی برای امکان پیشرفت در برنامه های ایجاد شده و نوظهور. مباحث مورد علاقه شامل طراحی دستگاه ، ویژگی های مواد ، پیکربندی رزونانس داخلی ، فناوری دستگاه ، تکنیک های خصوصیات و شبیه سازی و تعامل عناصر افزایش نیمه هادی با تشدید کننده های خارجی است. موضوعات مثال شامل موارد زیر است:

مواد را بدست آورید

چاه کوانتومی ، سیم و لیزر نقطه ،

لیزرهای آبشار کوانتومی (بین باند و بین باند) از نزدیک به IR تا THZ

لیزرهایی با مواد بدست آمده جدید-از اشعه ماوراء بنفش تا اواسط IR

سیستم های لیزر و امکانات

سیستم های لیزر و امکانات

این کمیته فرعی به دنبال ارسال های اصلی در منطقه عمومی سیستم های پیشرفته لیزر و امکانات است. موضوعات مثال شامل موارد زیر است:

منابع لیزر و مواد به دست آمده: حالت جامد، مایع، گاز و بخار، رامان، Fels

تکنولوژی مرتبط با لیزر: منابع پمپ، هندسه رزوناتور، تشخیص لیزر، شکل گیری پرتو لیزر و ترکیب، شکل گیری پالس زمانی، اپتیک تطبیقی ​​و کنترل Workfront

علوم لیزر بنیادی: مطالعات نظری و مدل سازی عددی پدیده های لیزر و فرایندهای لیزر

لیزر انرژی بالا و قدرت بالا و انرژی پالس بالا: مدیریت حرارتی و اثرات حرارتی نوری

سیستم های بزرگ و امکانات: Terawatt به سیستم های چند پتاسیم؛ لیزر فیوژن؛ CPA، OPCPA و سیستم های هیبریدی

فناوری برای سیستم های بزرگ: لیزر انتهایی جلو؛ منابع فرعی، به عنوان مثال برای کاشت، تشخیص، مطالعات پمپ پروب، انژکتور های عکس؛ پالس ها و کمپرسورها؛ پیشگیری از آسیب ناشی از لیزر؛ پوشش برای به دست آوردن رسانه ها و اجزای؛ انتقال پرتو

منابع ثانویه: منابع تابش با شدت بالا بر اساس تعاملات لیزر پلاسما در رژیم نسبیتی

توسعه لیزر فیبر

طراحی فیبر

فیبرها بخش کلیدی سیستم های لیزر فیبر پیشرفته هستند. خصوصیات آنها مستقیماً در پارامترهای خروجی هر راه اندازی تجربی یا تجاری منعکس می شود. بنابراین، درک و بهبود طراحی فیبر یک بخش ضروری و فرخنده در توسعه لیزر فیبر است.

گروه تحقیقاتی ما عمدتاً بر روی طرح‌های فیبر برای لیزرهای فیبر پرقدرت پالسی متمرکز است و در نتیجه، کاهش اثرات غیرخطی انگلی هدف اصلی است. برای دستیابی به این امر، فیبرهای فعال با مناطق حالت بسیار بزرگ مورد نیاز است. علاوه بر این، اطمینان از عملکرد موثر تک حالته و در نتیجه کیفیت پرتو عالی بسیار مهم است. الیاف ریز ساختار دسته انتخابی برای رسیدن به این هدف هستند. اخیراً، یک رویکرد جدید برای مقیاس‌بندی حالت - میدان - ناحیه در گروه ما ایجاد شده است: جابجایی حالت‌های مرتبه بالاتر. جابجایی منجر به یک مزیت دوگانه می شود: تحریک حالت های مرتبه بالاتر توسط پرتو ورودی را کاهش می دهد و علاوه بر این، همپوشانی آنها را با ناحیه هسته فعال به حداقل می رساند. به این ترتیب، حالت بنیادی یک تحریک بهبود یافته و یک تقویت ترجیحی را تجربه می کند.

تصاویر میکروسکوپی (همه در مقیاس یکسان) از الف) فیبر شاخص پله استاندارد با هسته 6 میکرومتر و قطر خارجی 125 میکرومتر، ب) فیبر کریستال فوتونیک نوع میله هسته ای 85 میکرومتر با قطر هواکش 200 میکرومتر، و ج) هسته 108 میکرومتر فیبر گام بزرگ با قطر هواکش 340 میکرومتر.

به اصطلاح الیاف گام بزرگ اولین طرح های الیافی هستند که از مفهوم محلی سازی استفاده می کنند. آنها از یک ساختار فوتونیک متشکل از چند سوراخ هوا با ترتیب شش ضلعی با فواصل سوراخ به سوراخ بزرگ (شکل 1) برای دستیابی به مکان‌یابی حالت‌های درجه بالاتر استفاده می‌کنند. سادگی این طراحی فیبر، تکرارپذیری عالی را تضمین می کند. از آنجایی که طراحی فیبر بر اساس اثرات رزونانسی نیست، با افزایش فاصله سوراخ به سوراخ به راحتی مقیاس پذیر است. مقادیر بین 30 میکرومتر و 75 میکرومتر مشخص شده است که مربوط به قطر هسته تا 130 میکرومتر است. این فیبرهای تک حالته به طور مؤثر، نوار بالاترین میانگین توان خروجی به دست آمده با مناطق میدان بسیار بزرگ را به طور قابل توجهی افزایش دادند. از این رو، فیبرهای با گام بزرگ به عنوان ستون فقرات نسل بعدی سیستم های لیزر فیبر با انرژی پالس بسیار بالا و توان متوسط ​​شناخته می شوند.

لیزرهای فیبر و موجبر

لیزرهای فیبر و موج

قرن بیستم شاهد تولد فناوری لیزر بود. فناوری که نه تنها تخیل عمومی را مجذوب خود کرده است، بلکه به جرات می توان گفت که جهان را تغییر داده است. از زمانی که اولین نور از لیزر یاقوت  در سال 1960 ساطع شد، تکامل این فناوری بی امان و بسیار سریع بوده است. تنها در 50 سال، لیزر تقریباً در همه جا حاضر شده و برای زندگی روزمره ما ضروری است. بنابراین، ما می‌توانیم لیزر را در تاسیسات علمی پیچیده، بلکه در سوپرمارکت‌ها، در تجهیزات پزشکی گران قیمت، در پخش‌کننده‌های موسیقی، در کاربردهای نظامی، در حفاظت از هنر و غیره پیدا کنیم. بدون شک، فناوری لیزر یکی از موفق‌ترین و از نظر اقتصادی مهم است. و اختراع همه کاره قرن گذشته. علاوه بر این، به طور گسترده پذیرفته شده است که لیزرها مرزهای جدیدی را در بسیاری از رشته های علمی (مانند زیست شناسی، پزشکی یا فیزیک) باز کرده اند، آنها به سرعت بخشیدن به توسعه آن مناطق کمک کرده اند و مهمتر از همه، آنها هنوز هم به این کار در زمینه های علمی ادامه می دهند. امروز.

لیزر موجبر

اساساً همه دیودهای لیزر، لیزرهای موجبر هستند، با هدایت نوری حداقل در یک جهت. برخی از دیودهای لیزر کم مصرف حتی از هدایت تک حالته استفاده می کنند. بزرگترها (مانند دیودهای لیزری با مساحت وسیع و میله های دیود) حداقل در یک جهت رفتار چند حالته از خود نشان می دهند.

لیزرهای موجبر

لیزر موجبر لیزری است که حاوی یک موجبر به عنوان واسطه بهره است.

انواع لیزرهای موجبر

انواع مختلفی از لیزرهای موجبر وجود دارد:

لیزرهای موجبر حالت جامد معمولا بر اساس برخی از موجبرهای مسطح یا کانالی در برخی قطعات کریستالی یا شیشه ای ساخته می شوند.

لیزرهای فیبر نیز لیزرهای موجبر هستند.

اساساً همه دیودهای لیزر، لیزرهای موجبر هستند، با هدایت نوری حداقل در یک جهت. برخی از دیودهای لیزر کم مصرف حتی از هدایت تک حالته استفاده می کنند. بزرگترها (مانند دیودهای لیزری با مساحت وسیع و میله‌های دیود) حداقل در یک جهت رفتار چند حالته از خود نشان می‌دهند.

در برخی از لیزرهای CO2 از ساختارهای موجبر نیز استفاده می شود. مزایا این است که ابعاد عرضی لوله گاز را می توان کاهش داد تا خنک کننده موثر گاز لیزر به دست آید و کیفیت پرتو به دست آمده می تواند بسیار بالا باشد.

ویژگی های بارز لیزرهای موجبر

مهمترین مزیت استفاده از موجبر این است که به طور موثر واگرایی پرتو حذف می شود، به طوری که می توان شدت نوری بالا را در طول طولانی حفظ کرد. این به نوبه خود امکان دستیابی به بهره نوری بالا و راندمان بهره بالا را حتی برای انتقال های لیزری دشوار و با قدرت پمپ محدود می کند. با این حال، این مزیت ممکن است تا حدی با تلفات انتشار در موجبر جبران شود، که ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر از مواد حجیم باشد.

ترکیب طول انتشار طولانی و ناحیه حالت کوچک می تواند تأثیر شدیدی از غیرخطی بودن مواد ایجاد کند. این می تواند عملکرد دستگاه های خاصی را محدود کند، در حالی که در موارد دیگر از اثرات غیرخطی به نوعی استفاده می شود. برای مثال، لیزرهای فیبر رامان از پراکندگی رامان تحریک‌شده قوی بهره‌برداری می‌کنند.

اثرات حرارتی مانند عدسی حرارتی در رسانه افزایش تا حد زیادی توسط هدایت موج سرکوب می شود، به ویژه در مورد هدایت تک حالته. از آنجایی که اثرات حرارتی روی ضریب شکست معمولاً ضعیف‌تر از کنتراست ضریب هدایت است، آنها فقط به تغییر شکل جزئی حالت هدایت منجر می‌شوند که هیچ پیامد قابل‌توجهی ندارد.

لیزرهای موجبر را می توان با سایر عناصر نوری در همان دستگاه ادغام کرد، به عنوان مثال. با مدولاتورهای نوری برای سوئیچینگ Q، قفل کردن حالت فعال یا تنظیم طول موج. این مورد به ویژه هنگامی که محیط بهره یک ماده کریستالی غیرخطی مانند لیتیوم نیوبات (LiNbO3) یا یک نیمه هادی است، صادق است. یک لیزر موجبر حتی ممکن است بخشی از یک مدار مجتمع فوتونیک پیچیده باشد.

یکی از جذابیت‌های برخی از لیزرهای موجبر مسطح این است که نور پمپ از یک دیود لیزری را می‌توان بدون هیچ گونه نوری بین موجبر متصل کرد.

لیزرهای موجبر معمولاً دارای یک تشدید کننده لیزری یکپارچه هستند که در نتیجه مزایای مختلفی مانند تنظیم پایدار و فشرده دارند.

لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای اشعه ایکس و سایر لیزرهای الکترون آزاد (FEL) • تئوری تابش FEL • شتاب دهنده های الکترون خطی • امواج نوری • اپتیک در سیستم های انتقال پرتو فوتون • تشخیص پرتو الکترون و فوتون • آشکارسازهای فوتون • سیستم های جمع آوری داده ها • ایستگاه های آزمایشی و علم در FELs

میدان های نوری فوق العاده شدید و فرآیندهای فوق سریع

میدان های نوری فوق العاده شدید و فرآیندهای فوق سریع

تولید پالس های پرقدرت و فوق کوتاه • مشکلات «اشتعال سریع» برای ICF • منابع لیزر پلاسما اشعه ایکس • تولید و شتاب سریع ذرات توسط پالس های لیزر • فناوری و کاربردهای لیزر فمتوثانیه • فیزیک پدیده های فوق سریع • دستگاه های فوق سریع و اندازه گیری ها

کنترل پرتو لیزر

کنترل پرتو لیزر

تصحیح جبهه موج • اپتیک تطبیقی • ترکیب فاز • هولوگرافی دینامیک • عناصر نوری هولوگرافیک • حفره های لیزر • تثبیت و کنترل جهت پرتو لیزر • تصویربرداری لیزری • جمع منسجم و غیر منسجم پرتوهای لیزر • اپتیک لیزر منفرد • نور ساختاری • محدود کننده نوری • عناصر نوری و لیزری بر اساس مواد نانوساختار • اپتیک و الکترواپتیک کریستال های مایع

لیزرهای نیمه هادی، مواد و کاربردها

لیزرهای نیمه هادی، مواد و کاربردها

لیزرها و دستگاه‌های چاه کوانتومی، سیمی، خط تیره و نقطه‌ای • دینامیک لیزر • لیزرهای MID-IR و آبشار کوانتومی • لیزرهای پالس فوق کوتاه • ساختارهای VCSEL و ابرشبکه • لیزرهای دیسک نیمه هادی • لیزرهای دیود UV و مرئی و LED • منابع و کاربردهای فشرده THz • پدیده‌های غیرخطی • فوتونیک سیلیکون • فوتونیک گروه چهارم • دستگاه‌ها و برنامه‌های کاربردی جدید مبتنی بر نیمه‌رسانا • بیوفوتونیک و کاربردهای نوظهور