Kvant kaskadli lazer Quantum cascade laser

Faoliyat tamoyillari.Tezlik tenglamalari

• Pastki tarmoqli populyatsiyalar tarmoqlararo tarqalish tezligi va in'ektsiya / ekstraktsiya oqimi bilan belgilanadi.
• QCL odatda a ga asoslangan uch darajali tizim. To'lqin funktsiyalarining paydo bo'lishini taxmin qilish, bu holatlar orasidagi tarqalish bilan taqqoslaganda tez jarayon, vaqtni mustaqil echimlar Shredinger tenglamasi qo'llanilishi mumkin va tizim tezlik tenglamalari yordamida modellashtirilishi mumkin. Har bir pastki polosada bir qator elektronlar mavjud 

Faol mintaqaviy dizaynlar

• Tarqoqlanish tezligi elektronni aniqlaydigan ustki qatlamdagi qatlam qalinligining mos dizayni bilan moslashtirilgan to'lqin funktsiyalari subbands. Ikki pastki polosalar orasidagi tarqalish tezligi to'lqin funktsiyalari va subbands orasidagi energiya oralig'ining bir-birining ustiga chiqishiga bog'liq. Rasmda uchta kvant quduqdagi (3QW) QCL faol mintaqasi va injektoridagi to'lqin funktsiyalari ko'rsatilgan.
• Kamaytirish uchun , yuqori va quyi lazer sathlarining qoplanishi kamayadi. Bunga ko'pincha qatlamning qalinligini loyihalash orqali erishiladi, chunki yuqori lazer darajasi asosan 3QW faol mintaqaning chap tomonidagi quduqda joylashgan bo'lib, pastki lazer sathining to'lqin funktsiyasi asosan markaziy va o'ng quduqlarda joylashgan bo'ladi. . Bu a sifatida tanilgan diagonal o'tish. A vertikal o'tish - bu yuqori lazer darajasi asosan markaziy va o'ng quduqlarda lokalizatsiya qilingan. Bu takrorlanishni kuchaytiradi va shuning uchun bu populyatsiyaning inversiyasini kamaytiradi, ammo bu radiatsion o'tish kuchini oshiradi va shuning uchun daromad.

Emissiya to'lqin uzunliklari va Optik to'lqin qo'llanmalari

• Emissiya to'lqin uzunliklari:Hozirgi vaqtda QCL to'lqin uzunligi 2,63 mkm oralig'ini qamrab oladi 250 mkm gacha va magnit maydonni qo'llash bilan 355 mkmgacha cho'ziladi.
• Optik to'lqin qo'llanmalari
• QC qirrasining tepalik to'lqin qo'llanmasi bilan yakuniy ko'rinishi. To'q kulrang: InP, ochroq kulrang: QC qatlamlari, qora: dielektrik, oltin: Au qoplamasi. Ridge ~ 10 um keng.
• Dafn etilgan heterostrukturali to'lqin qo'llanmasi bilan QC fasetining so'nggi ko'rinishi. To'q kulrang: InP, och kulrang: QC qatlamlari, qora: dielektrik. Heterostruktura ~ 10 um keng
• Kvant kaskadining foydali moddasini qayta ishlashning birinchi bosqichi foydali yorug'lik chiqaradigan moslama qilishdir o'rtacha daromad olish optikada to'lqin qo'llanmasi. Bu chiqarilgan nurni a ga yo'naltirishga imkon beradi kollimatsiya qilingan nur va imkon beradi lazer rezonatori shunday qilib qurish kerakki, yorug'lik yana yutish vositasiga qo'shilsin.

• Lazer turlari
• Kvant kaskadining ortishi vositasi ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin nomuvofiq superluminescent konfiguratsiyadagi yorug'lik,[11] u eng ko'p lazer hosil qilish uchun optik bo'shliq bilan birgalikda ishlatiladi.
• Fabry-Perot lazerlari
• Bu kvant kaskadli lazerlarning eng oddiyi. Optik to'lqin qo'llanmasi birinchi navbatda kvant kaskad materialidan hosil bo'lish muhitini hosil qilish uchun ishlab chiqariladi. Keyin kristalli yarimo'tkazgich moslamasining uchlari kesilib, to'lqin o'tkazgichning har ikki uchida ikkita parallel nometall hosil bo'ladi va shu bilan Fabry-Perot rezonator. Yarimo'tkazgich-havo interfeysidan ajratilgan qirralarning qoldiq aks etishi rezonator yaratish uchun etarli. Fabry-Perot kvant kaskadli lazerlari yuqori quvvat ishlab chiqarishga qodir,[12] lekin odatda ko'prejimi yuqori ishlaydigan oqimlarda. To'lqin uzunligini asosan QC moslamasining haroratini o'zgartirish orqali o'zgartirish mumkin.