Atkāpjoties no standarta modeļu noteikšanas pieejām, pētnieku komanda, kuru vadīja profesori Džakomo Skalari un Džeroms Faists no ETH Cīrihes Fizikas katedras un profesors Kristians Jiraušeks no Minhenes Tehniskās universitātes, izveidoja monolītu bloķētu pusvadītāju GH lāzeru ar nepārtraukti un plaši regulējamu atkārtošanās ātrumu no 4 līdz 16. Un intriģējoši, ka viņu pieejai vajadzētu darboties citiem pusvadītāju lāzeriem un lāzera emisijas viļņu garumiem.
Lai to izdarītu, pētnieki izmantoja terahercu (THz) kvantu kaskādes lāzeru (QCL), lai izveidotu saskaņotas frekvences ķemmes. Lai gan ir labi zināms, ka THz QCL var izmantot ķemmes ģenerēšanai, komandas nesen izstrādātie planarizētie THz QCL ar uzlabotām mikroviļņu īpašībām mudināja viņus izpētīt lāzera dobuma spēcīgo modulāciju, izmantojot ārējos mikroviļņus, un viņi atklāja vairākus jaunus pusvadītāju lāzera darbības režīmus.
"Mūsu ierīce ir balstīta uz planarizētu THz QCL. Tās aktīvā apgabala materiāls sastāv no gallija arsenīda (GaAs)/alumīnija gallija arsenīda (AlGaAs) superrežģa, vafeles,-saistītas ar GaAs nesēja substrātu," skaidro Urbans Senica, kurš tajā laikā bija doktora grāds. students ETH Cīrihē, bet tagad ir pēcdoktorants Hārvardas Universitātes Nanomēroga optikas laboratorijā. "Izmantojot fotolitogrāfiju un sauso kodināšanu, tiek definēts aktīvs izciļņu viļņvads un pēc tam planarizēts ar zemu -zaudējumu polimēru benzociklobutēnu (BCB). Viļņvads ir vertikāli iestiprināts starp diviem pagarinātiem metalizācijas slāņiem, kas ierobežo optiskos un mikroviļņu režīmus un darbojas kā elektriskie kontakti lāzerierīces novirzīšanai."
Lai to izdarītu, pētnieki izmantoja terahercu (THz) kvantu kaskādes lāzeru (QCL), lai izveidotu saskaņotas frekvences ķemmes. Lai gan ir labi zināms, ka THz QCL var izmantot ķemmes ģenerēšanai, komandas nesen izstrādātie planarizētie THz QCL ar uzlabotām mikroviļņu īpašībām mudināja viņus izpētīt lāzera dobuma spēcīgo modulāciju, izmantojot ārējos mikroviļņus, un viņi atklāja vairākus jaunus pusvadītāju lāzera darbības režīmus.
"Mūsu ierīce ir balstīta uz planarizētu THz QCL. Tās aktīvā apgabala materiāls sastāv no gallija arsenīda (GaAs)/alumīnija gallija arsenīda (AlGaAs) superrežģa, vafeles,-saistītas ar GaAs nesēja substrātu," skaidro Urbans Senica, kurš tajā laikā bija doktora grāds. students ETH Cīrihē, bet tagad ir pēcdoktorants Hārvardas Universitātes Nanomēroga optikas laboratorijā. "Izmantojot fotolitogrāfiju un sauso kodināšanu, tiek definēts aktīvs izciļņu viļņvads un pēc tam planarizēts ar zemu -zaudējumu polimēru benzociklobutēnu (BCB). Viļņvads ir vertikāli iestiprināts starp diviem pagarinātiem metalizācijas slāņiem, kas ierobežo optiskos un mikroviļņu režīmus un darbojas kā elektriskie kontakti lāzerierīces novirzīšanai."
Sakaru, spektroskopijas un sensoru lietojumprogrammas priekšā
Pateicoties nepārtraukti un plaši noskaņojamiem lāzeriem ar moduļu bloķēšanu, ir daudz potenciālu pielietojumu sakariem, spektroskopijai un sensoriem. "Laika jomā saskaņoto impulsu vilcienu var sinhronizēt ar patvaļīgu ārēju mikroviļņu signālu vai regulējamu aizkaves līniju," saka Senica. "Frekvenču domēnam noskaņojamā režīma atstatums frekvenču ķemmē var aizvērt visas spektrālās nepilnības."
Faktiski Senica un kolēģi jau demonstrēja absorbcijas spektroskopijas eksperimentu, kurā bija nepieciešams tikai vienkāršs intensitātes detektors,-nevis galda-izmēra spektrometra instruments.
"Mēs uzskatām, ka mūsu pieeja būs arī salīdzinoši vienkārša, lai to īstenotu ar cita veida pusvadītāju lāzeriem elektromagnētiskā spektra infrasarkanajos un redzamajos reģionos un pavērtu ceļu dažādiem lietojumiem," saka Senica. "Svarīgs aspekts būs optimizētas mikroviļņu īpašības, kā arī uzlabots šādu ierīču iepakojums."
