4,513 matches
-
se poate deplasa (tunela) către următoarea perioadă a structurii, acolo unde un alt foton poate fi emis. Acest proces, în care un singur electron cauzează emisia mai multor fotoni pe măsură ce traversează structura unui QCL (Quantum Cascade Laser - Laser Cuantic în Cascadă), dă naștere la denumirea de “în cascadă” din numele tipului de laser și face posibilă o eficiență cuantică mult mai mare decât unitatea, ceea ce conduce la puteri de ieșire mult mai mari decât în cazul diodelor laser semiconductoare. În mod
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
a structurii, acolo unde un alt foton poate fi emis. Acest proces, în care un singur electron cauzează emisia mai multor fotoni pe măsură ce traversează structura unui QCL (Quantum Cascade Laser - Laser Cuantic în Cascadă), dă naștere la denumirea de “în cascadă” din numele tipului de laser și face posibilă o eficiență cuantică mult mai mare decât unitatea, ceea ce conduce la puteri de ieșire mult mai mari decât în cazul diodelor laser semiconductoare. În mod uzual, laserele cuantice în cascadă sunt bazate
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
de “în cascadă” din numele tipului de laser și face posibilă o eficiență cuantică mult mai mare decât unitatea, ceea ce conduce la puteri de ieșire mult mai mari decât în cazul diodelor laser semiconductoare. În mod uzual, laserele cuantice în cascadă sunt bazate pe un sistem cu trei niveluri. Presupunând că formarea funcțiilor de undă este un proces rapid comparativ cu împrăștierea între stări, se pot aplica soluțiile independente de timp ale ecuației Schrödinger, iar sistemul poate fi modelat folosind ecuațiile
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
energetic dintre subbenzi este conceput astfel încât să fie egal cu energia fononică longitudinală optică (FO)]] (~36 meV în GaAs); acest ultim efect are loc pentru ca împrăștierea electron-fononică LO rezonantă să poată depopula rapid nivelul laser inferior. Primul laser cuantic în cascadă a fost fabricat în sistem mateial InGaAs/InAlAs potrivit din punct de vedere structural la un substrat de InP. Acest sistem material special are un offset al benzii de conducție (mai exact, adâncimea cuantică) de 520 meV. Aceste dispozitive bazate
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
al benzii de conducție (mai exact, adâncimea cuantică) de 520 meV. Aceste dispozitive bazate pe InP au atins nivele foarte ridicate de performanță în intervalul spectral infraroșu mediu, atingând emisii de unde active de mare putere. În 1998, laserele cuantice în cascadă cu GaAs/AlGaAs au fost demonstrate de Sirtori, demonstrând că noțiunea de cuantificare în cascadă nu se limitează la un singur sistem material. Acest sistem material are o adâncime cuantică variabilă ce depinde de cantitatea de aluminiu din bariere. Deși
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
InP au atins nivele foarte ridicate de performanță în intervalul spectral infraroșu mediu, atingând emisii de unde active de mare putere. În 1998, laserele cuantice în cascadă cu GaAs/AlGaAs au fost demonstrate de Sirtori, demonstrând că noțiunea de cuantificare în cascadă nu se limitează la un singur sistem material. Acest sistem material are o adâncime cuantică variabilă ce depinde de cantitatea de aluminiu din bariere. Deși laserele cuantice în cascadă bazate pe GaAs nu au ajuns la nivelele de performanță în
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
au fost demonstrate de Sirtori, demonstrând că noțiunea de cuantificare în cascadă nu se limitează la un singur sistem material. Acest sistem material are o adâncime cuantică variabilă ce depinde de cantitatea de aluminiu din bariere. Deși laserele cuantice în cascadă bazate pe GaAs nu au ajuns la nivelele de performanță în infraroșu mediu ale celor bazate pe InP, acestea s-au dovedit a avea un succes de excepție în regiunea spectrală a frecvențelor de ordinul THz-ilor. Limita lungimii scurte de
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
ajuns la nivelele de performanță în infraroșu mediu ale celor bazate pe InP, acestea s-au dovedit a avea un succes de excepție în regiunea spectrală a frecvențelor de ordinul THz-ilor. Limita lungimii scurte de undă a laserelor cuantice în cascadă este determinată de adâncimea cuantică; recent, pentru a obține emisii de lungimi scurte de undă, aceste tipuri de lasere au fost dezvoltate în sisteme de materiale cu sonde cuantice foarte adânci. Sistemul material InGaAs/AlAsSb are sonde cuantice de 1
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
de undă, aceste tipuri de lasere au fost dezvoltate în sisteme de materiale cu sonde cuantice foarte adânci. Sistemul material InGaAs/AlAsSb are sonde cuantice de 1.6 eV adâncime și a fost utilizat pentru a fabrica lasere cuantice în cascadă ce emit lungimi de undă de 3 μm. QCL-urile bazate pe InAs/AlSb au sonde cuantice de 2.1 eV adâncime, electroluminiscența lor având lungimi de undă de până la 2.5 μm. Laserele cuantice în cascadă pot permite totodată
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
lasere cuantice în cascadă ce emit lungimi de undă de 3 μm. QCL-urile bazate pe InAs/AlSb au sonde cuantice de 2.1 eV adâncime, electroluminiscența lor având lungimi de undă de până la 2.5 μm. Laserele cuantice în cascadă pot permite totodată funcționarea laserului și în materiale considerate în mod tradițional a avea proprietăți optice slabe. Materialele cu spațiu de bandă indirect, de exemplu siliciul, au energii minime ale electronilor și ale golurilor la diferite impulsuri. Pentru tranziții optice
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
împrăștiere lent, intermediar, reducând drastic intensitatea emisiei optice. Pe de altă parte, tranzițiile optice intersubbandă sunt independente de impulsul relativ al benzilor de conducție și de valență; tocmai din acest motiv au fost făcute propuneri teoretice pentru emițătoare cuantice în cascadă bazate pe Si/SiGe. Laserele cuantice în cascadă acoperă în prezent gama de lungimi de undă 2.75-250 µm, existând posibilitatea extinderii până la 355 µm în cazul aplicării unui câmp magnetic. Primul pas în procesul de prelucrare a unui material
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Pe de altă parte, tranzițiile optice intersubbandă sunt independente de impulsul relativ al benzilor de conducție și de valență; tocmai din acest motiv au fost făcute propuneri teoretice pentru emițătoare cuantice în cascadă bazate pe Si/SiGe. Laserele cuantice în cascadă acoperă în prezent gama de lungimi de undă 2.75-250 µm, existând posibilitatea extinderii până la 355 µm în cazul aplicării unui câmp magnetic. Primul pas în procesul de prelucrare a unui material cuantic în cascadă cu câștig, pentru a face
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Si/SiGe. Laserele cuantice în cascadă acoperă în prezent gama de lungimi de undă 2.75-250 µm, existând posibilitatea extinderii până la 355 µm în cazul aplicării unui câmp magnetic. Primul pas în procesul de prelucrare a unui material cuantic în cascadă cu câștig, pentru a face un dispozitiv util de emitere a luminii, este de a limita/bloca mediul de câștig într-un ghid de undă optic. Acest lucru face posibilă direcționarea luminii emise într-un fascicul colimat și permite construirea
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
fel încât lumina să poată fi din nou cuplată în mediul de câștig. În uz comun sunt două tipuri de ghiduri de undă optice. Un ghid de undă crestat este creat prin gravarea unor șanțuri paralele în materialul cuantic în cascadă cu câștig (cu scopul de a crea o bandă izolată de material cuantic în cascadă), șanțuri ce au o lățime de aproximativ 10 μm și o lungime de câțiva mm. De obicei, în acele șanțuri se depozitează un material dielectric
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
comun sunt două tipuri de ghiduri de undă optice. Un ghid de undă crestat este creat prin gravarea unor șanțuri paralele în materialul cuantic în cascadă cu câștig (cu scopul de a crea o bandă izolată de material cuantic în cascadă), șanțuri ce au o lățime de aproximativ 10 μm și o lungime de câțiva mm. De obicei, în acele șanțuri se depozitează un material dielectric al cărui rol este acela de a ghida curentul injectat în creastă, după care întreaga
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
din urmă emite lumină. Lumina este emisă prin deschizăturile ghidului de undă, având o suprafață activă de doar câțiva micrometri în dimensiune. Al doilea tip de ghid de undă este o heterostructură îngropată. Și în acest caz, materialul cuantic în cascadă este gravat pentru a produce o creastă izolată. În schimb însă, peste creastă “se cultivă” un nou material semiconductor. Schimbarea indicelui de refracție dintre materialul cuantic în cascadă și materialul semiconductor “supracrescut” este suficientă pentru a crea un ghid de
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
undă este o heterostructură îngropată. Și în acest caz, materialul cuantic în cascadă este gravat pentru a produce o creastă izolată. În schimb însă, peste creastă “se cultivă” un nou material semiconductor. Schimbarea indicelui de refracție dintre materialul cuantic în cascadă și materialul semiconductor “supracrescut” este suficientă pentru a crea un ghid de undă. Materialul dielectric este de asemenea depus peste materialul “supracrescut”, în jurul crestei, pentru a ghida curentul injectat în mediul de câștig cuantic în cascadă. Ghidurile de undă cu
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
dintre materialul cuantic în cascadă și materialul semiconductor “supracrescut” este suficientă pentru a crea un ghid de undă. Materialul dielectric este de asemenea depus peste materialul “supracrescut”, în jurul crestei, pentru a ghida curentul injectat în mediul de câștig cuantic în cascadă. Ghidurile de undă cu heterostructură îngropată sunt eficiente în eliminarea căldurii din zona activă atunci când este produsă lumină. Deși mediul de câștig cuantic în cascadă poate fi folosit într-o configurație superluminescentă pentru a produce lumină incoerentă, el este cel
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
materialul “supracrescut”, în jurul crestei, pentru a ghida curentul injectat în mediul de câștig cuantic în cascadă. Ghidurile de undă cu heterostructură îngropată sunt eficiente în eliminarea căldurii din zona activă atunci când este produsă lumină. Deși mediul de câștig cuantic în cascadă poate fi folosit într-o configurație superluminescentă pentru a produce lumină incoerentă, el este cel mai frecvent utilizat în combinație cu o cavitate optică pentru a forma un laser. Acestea sunt cele mai simple lasere cuantice în cascadă. În primul
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
cuantic în cascadă poate fi folosit într-o configurație superluminescentă pentru a produce lumină incoerentă, el este cel mai frecvent utilizat în combinație cu o cavitate optică pentru a forma un laser. Acestea sunt cele mai simple lasere cuantice în cascadă. În primul rând, pentru a forma mediul de câștig, se realizează un ghid de undă optic din material cuantic în cascadă. Capetele dispozitivului semiconductor cristalin sunt apoi despicate pentru a forma două oglinzi paralele la fiecare capăt al ghidului de
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
în combinație cu o cavitate optică pentru a forma un laser. Acestea sunt cele mai simple lasere cuantice în cascadă. În primul rând, pentru a forma mediul de câștig, se realizează un ghid de undă optic din material cuantic în cascadă. Capetele dispozitivului semiconductor cristalin sunt apoi despicate pentru a forma două oglinzi paralele la fiecare capăt al ghidului de undă, realizând astfel un rezonator Fabry-Pérot. Reflexia reziduală pe fațetele despicate din interfața semiconductor - aer este suficientă pentru a crea un
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
sunt apoi despicate pentru a forma două oglinzi paralele la fiecare capăt al ghidului de undă, realizând astfel un rezonator Fabry-Pérot. Reflexia reziduală pe fațetele despicate din interfața semiconductor - aer este suficientă pentru a crea un rezonator. Laserele cuantice în cascadă Fabry-Pérot sunt capabile să producă puteri mari, însă la curenți mari de funcționare, sunt de obicei multi-mod. Lungimea de undă poate fi schimbată în principal prin modificarea temperaturii dispozitivului cuantic în cascadă.. Un laser cuantic în cascadă cu feedback distribuit
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
pentru a crea un rezonator. Laserele cuantice în cascadă Fabry-Pérot sunt capabile să producă puteri mari, însă la curenți mari de funcționare, sunt de obicei multi-mod. Lungimea de undă poate fi schimbată în principal prin modificarea temperaturii dispozitivului cuantic în cascadă.. Un laser cuantic în cascadă cu feedback distribuit este similar unui laser Fabry-Pérot, cu excepția unui reflector Bragg distribuit, construit pe partea de sus a ghidului de undă pentru a preveni emisia la o altă lungime de undă decât cea dorită
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Laserele cuantice în cascadă Fabry-Pérot sunt capabile să producă puteri mari, însă la curenți mari de funcționare, sunt de obicei multi-mod. Lungimea de undă poate fi schimbată în principal prin modificarea temperaturii dispozitivului cuantic în cascadă.. Un laser cuantic în cascadă cu feedback distribuit este similar unui laser Fabry-Pérot, cu excepția unui reflector Bragg distribuit, construit pe partea de sus a ghidului de undă pentru a preveni emisia la o altă lungime de undă decât cea dorită. Acest lucru obligă funcționarea laserului
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
variantă interesantă de reglare poate fi obținută prin pulsarea unui laser DFB. În acest fel, lungimea de undă a laserului este “ciripită” rapid pe parcursul unui puls, ceea ce permite scanarea cu rapiditate a unei regiuni spectrale. Într-un laser cuantic în cascadă cu cavitate externă, dispozitivul cuantic în cascadă servește pe post de mediul de câștig pentru laser. Una sau ambele fațete ale ghidului de undă are/au un strat anti-reflexie ce învinge acțiunea cavității optice a fațetelor despicate. În exteriorul dispozitivului
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]