Терагерцовые квантовые каскадные лазеры — это прорыв!

Область лазерных технологий сделала гигантский шаг вперед с разработкой революционных компонентов для терагерцовых (ТГц) квантово-каскадных лазеров (ККЛ).
А недавно группа иностранных исследователей успешно разработала широкополосный монолитный выходной преобразователь, который, как ожидается, изменит представление о применении и характеристиках терагерцовых квантовых лазеров и откроет более широкие перспективы развития в этой области.
Новый подход к проектированию волноводов
Новый выходной ответвитель построен на основе планарного биметаллического волновода, разработанного специально для решения давних проблем в терагерцовых квантовых лазерах, таких как конструкция отражательной способности и широкополосное излучение с узким лучом. Отличительной особенностью ответвителя является его способность точно настраивать отражательную способность зеркал волновода, чего исследователи добились путем формирования торцевых плоскостей с использованием эффективного алгоритма обратного проектирования.
Встроенная широкополосная патч-антенна
Система генерирует терагерцовое лазерное излучение, которое тесно интегрировано с широкополосной антенной решеткой — комбинацией компонентов, которая облегчает поверхностное излучение. Вся система, включая все ее компоненты, оптимизирована для поддержки октавного спектра в 2-4 терагерцовом диапазоне.
Революционные лазерные частотные гребенки
Эти достижения были применены на практике при демонстрации широкополосной гребенки частот терагерцового квантового каскадного лазера поверхностного излучения. Эта конкретная лазерная гребенка частот продемонстрировала превосходные характеристики. Он имеет выходную мощность до 13 милливатт (мВт), оптическую полосу пропускания более 800 гигагерц (ГГц) и однолепестковый режим дальнего поля. Кроме того, его расходимость луча составляет менее 20 градусов как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.
Этот результат исследования играет ключевую роль в условиях нелинейного синхронизма генератора терагерцовых параметров (is-TPG), который успешно наблюдает терагерцовые волны, генерируемые каскадным способом. Исследователи эффективно запустили каскад с помощью мощного затравочного луча, что привело к обнаружению новых терагерцовых волн более высокого порядка вблизи торцевой поверхности.
Это достижение является важной вехой в области получения, обнаружения и усиления терагерцовых волн. Это не только значительно улучшает выходную мощность терагерцовых источников, но и открывает новые возможности для теоретического исследования параметрической генерации терагерцовых волн. Этот крупный прорыв знаменует собой большой прогресс в области лазерных технологий и открывает совершенно новые возможности для применения терагерцового диапазона.