4,553 matches
-
Laserele cuantice în cascadă (engl. Quantum Cascade Lasers - QCLs) sunt lasere realizate cu dispozitive semiconductoare, ele emițând doar în anumite porțiuni ale spectrului electromagnetic, mai exact în infraroșu mediu și în infraroșu apropiat. Existența acestui tip de lasere a fost demonstrată
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Laserele cuantice în cascadă (engl. Quantum Cascade Lasers - QCLs) sunt lasere realizate cu dispozitive semiconductoare, ele emițând doar în anumite porțiuni ale spectrului electromagnetic, mai exact în infraroșu mediu și în infraroșu apropiat. Existența acestui tip de lasere a fost demonstrată pentru prima dată la Laboratoarele Bell de către Jerome Faist, Federico
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Laserele cuantice în cascadă (engl. Quantum Cascade Lasers - QCLs) sunt lasere realizate cu dispozitive semiconductoare, ele emițând doar în anumite porțiuni ale spectrului electromagnetic, mai exact în infraroșu mediu și în infraroșu apropiat. Existența acestui tip de lasere a fost demonstrată pentru prima dată la Laboratoarele Bell de către Jerome Faist, Federico Capasso, Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson și Alfred Cho în anul 1994. Spre deosebire de laserele tipice interbandă cu semiconductoare, care emit radiații electromagnetice prin recombinarea perechilor electron-gol
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
exact în infraroșu mediu și în infraroșu apropiat. Existența acestui tip de lasere a fost demonstrată pentru prima dată la Laboratoarele Bell de către Jerome Faist, Federico Capasso, Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson și Alfred Cho în anul 1994. Spre deosebire de laserele tipice interbandă cu semiconductoare, care emit radiații electromagnetice prin recombinarea perechilor electron-gol din banda materialului, laserele cuantice în cascadă sunt unipolare, iar emisia laser se realizează prin utilizarea tranzițiilor intersubbandă într-o stivă repetată de heterostructuri semiconductoare cuantice multiple; această
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
pentru prima dată la Laboratoarele Bell de către Jerome Faist, Federico Capasso, Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson și Alfred Cho în anul 1994. Spre deosebire de laserele tipice interbandă cu semiconductoare, care emit radiații electromagnetice prin recombinarea perechilor electron-gol din banda materialului, laserele cuantice în cascadă sunt unipolare, iar emisia laser se realizează prin utilizarea tranzițiilor intersubbandă într-o stivă repetată de heterostructuri semiconductoare cuantice multiple; această idee a fost propusă pentru prima dată în lucrarea intitulată “ Posibilitatea de amplificare a undelor electromagnetice
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
Faist, Federico Capasso, Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson și Alfred Cho în anul 1994. Spre deosebire de laserele tipice interbandă cu semiconductoare, care emit radiații electromagnetice prin recombinarea perechilor electron-gol din banda materialului, laserele cuantice în cascadă sunt unipolare, iar emisia laser se realizează prin utilizarea tranzițiilor intersubbandă într-o stivă repetată de heterostructuri semiconductoare cuantice multiple; această idee a fost propusă pentru prima dată în lucrarea intitulată “ Posibilitatea de amplificare a undelor electromagnetice într-un semiconductor folosind superstructuri și publicată de
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
electroni de energie scăzută și banda de conducție, care este slab populată cu electroni de energie crescută. Cele două benzi energetice sunt separate printr-un spațiu liber de energie în care electronii nu pot ocupa nicio stare disponibilă permisă. Diodele laser cu semiconductoare convenționale generează lumină prin emisia unui singur foton, emisie ce are loc atunci când un electron de energie ridicată din banda de conducție se recombină cu un gol din banda de valență. Drept urmare, energia fotonului și lungimea de undă
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
generează lumină prin emisia unui singur foton, emisie ce are loc atunci când un electron de energie ridicată din banda de conducție se recombină cu un gol din banda de valență. Drept urmare, energia fotonului și lungimea de undă a emisiei diodelor laser este determinată de spațiul interbandă specific materialului folosit. Cu toate acestea, un laser cuantic în cascadă nu utilizează materiale semiconductoare în regiunea sa optică activă. În schimb, cuprinde o serie periodică de straturi subțiri din diferite materiale, formând astfel o
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
electron de energie ridicată din banda de conducție se recombină cu un gol din banda de valență. Drept urmare, energia fotonului și lungimea de undă a emisiei diodelor laser este determinată de spațiul interbandă specific materialului folosit. Cu toate acestea, un laser cuantic în cascadă nu utilizează materiale semiconductoare în regiunea sa optică activă. În schimb, cuprinde o serie periodică de straturi subțiri din diferite materiale, formând astfel o superstructură. Superstructura introduce un potențial electric reglabil pe întreaga lungime a dispozitivului, ceea ce
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
multiplă unidimensională și conduce la divizarea benzii de energii permise în mai mult subbenzi electronice discrete. Prin proiectarea adecvată a grosimilor stratului, este posibilă realizarea unei inversări de populație între două subbenzi din sistem, ea fiind necesară în vederea realizării emisiei laser. Deoarece poziția nivelurilor de energie în sistem este determinată în primul rând de grosimile stratului și nu de material, este posibilă reglarea într-o gamă largă a lungimii de undă a emisiei laserelor cuantice în cascadă în același material. În
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
sistem, ea fiind necesară în vederea realizării emisiei laser. Deoarece poziția nivelurilor de energie în sistem este determinată în primul rând de grosimile stratului și nu de material, este posibilă reglarea într-o gamă largă a lungimii de undă a emisiei laserelor cuantice în cascadă în același material. În diodele laser semiconductoare, electronii și golurile sunt anihilați după ce se recombină de-a lungul spațiului dintre cele două benzi și nu mai pot juca niciun rol viitor în generarea de fotoni. Totuși, într-
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
poziția nivelurilor de energie în sistem este determinată în primul rând de grosimile stratului și nu de material, este posibilă reglarea într-o gamă largă a lungimii de undă a emisiei laserelor cuantice în cascadă în același material. În diodele laser semiconductoare, electronii și golurile sunt anihilați după ce se recombină de-a lungul spațiului dintre cele două benzi și nu mai pot juca niciun rol viitor în generarea de fotoni. Totuși, într-un laser cuantic în cascadă unipolar, de îndată ce un electron
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
în cascadă în același material. În diodele laser semiconductoare, electronii și golurile sunt anihilați după ce se recombină de-a lungul spațiului dintre cele două benzi și nu mai pot juca niciun rol viitor în generarea de fotoni. Totuși, într-un laser cuantic în cascadă unipolar, de îndată ce un electron a fost supus unei tranziții intersubbandă și a emis un foton într-o perioadă a superstructurii, se poate deplasa (tunela) către următoarea perioadă a structurii, acolo unde un alt foton poate fi emis
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
o perioadă a superstructurii, 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
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
perioadă a superstructurii, 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
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
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 pe un sistem cu trei
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
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 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
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
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 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
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
se împrăștie între niveluri, având un timp de viață de formula 3 (reciproca ratei medii de împrăștiere subbandă formula 4), unde formula 2 ți formula 6 sunt indicii subbenzii inițiale, respectiv finale. Presupunând că nu mai există și alte subbenzi populate, ecuațiile specifice pentru laserele de nivel trei sunt date de: În starea de echilibru, derivatele de timp sunt egale cu zero, iar formula 10. Ca urmare, ccuația specifică generală pentru electronii din subbanda "i" a unui sistem de nivel "N" va fi: Plecând de la premisa
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
subbenzi depinde în mare masură de suprapunerea funcțiilor de undă și de spațiul energetic dintre subbenzi. Figura din stânga paginii prezintă funcțiile de undă dintr-o regiune activă cu 3 niveluri cuantice. Pentru a micșora valoarea formula 21, se reduce suprapunerea nivelelelor laser superioare și inferioare. Acest lucru este adesea realizat prin proiectarea grosimilor stratului astfel încât nivelul laser superior să fie în cea mai mare parte localizat în partea stângă a regiunii active, iar funcția de undă a nivelului laser inferior în părțile
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
subbenzi. Figura din stânga paginii prezintă funcțiile de undă dintr-o regiune activă cu 3 niveluri cuantice. Pentru a micșora valoarea formula 21, se reduce suprapunerea nivelelelor laser superioare și inferioare. Acest lucru este adesea realizat prin proiectarea grosimilor stratului astfel încât nivelul laser superior să fie în cea mai mare parte localizat în partea stângă a regiunii active, iar funcția de undă a nivelului laser inferior în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Acest lucru este cunoscut sub numele de tranziție "diagonală
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
reduce suprapunerea nivelelelor laser superioare și inferioare. Acest lucru este adesea realizat prin proiectarea grosimilor stratului astfel încât nivelul laser superior să fie în cea mai mare parte localizat în partea stângă a regiunii active, iar funcția de undă a nivelului laser inferior în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Acest lucru este cunoscut sub numele de tranziție "diagonală". În schimb, o tranziție "verticală" apare atunci când nivelul laser superior este preponderent localizat în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Astfel
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
localizat în partea stângă a regiunii active, iar funcția de undă a nivelului laser inferior în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Acest lucru este cunoscut sub numele de tranziție "diagonală". În schimb, o tranziție "verticală" apare atunci când nivelul laser superior este preponderent localizat în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Astfel, se mărește suprapunerea, precum și formula 21, ceea ce reduce inversia populației, dar crește puterea tranziției radiative și implicit câștigul. Pentru a crește valoarea formula 23, nivelul laser inferior și funcțiile
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
apare atunci când nivelul laser superior este preponderent localizat în părțile centrală și dreaptă ale regiunii active. Astfel, se mărește suprapunerea, precum și formula 21, ceea ce reduce inversia populației, dar crește puterea tranziției radiative și implicit câștigul. Pentru a crește valoarea formula 23, nivelul laser inferior și funcțiile de undă corespunzătoare nivelului de masă sunt concepute astfel încât să aibă o suprapunere bună, iar pentru a crește și mai mult formula 23, spațiul energetic dintre subbenzi este conceput astfel încât să fie egal cu energia fononică longitudinală optică
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]
-
crește și mai mult formula 23, spațiul 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
Lasere cuantice în cascadă () [Corola-website/Science/329610_a_330939]