An rannsachadh as ùire air leusairean leth-chonnsachaidh dà-dath
Tha leusairean diosc leth-sheoltaiche (leusairean SDL), ris an canar cuideachd leusairean sgaoilidh uachdar cuas taobh a-muigh dìreach (VECSEL), air mòran aire a tharraing anns na bliadhnachan mu dheireadh. Bidh e a’ cothlamadh buannachdan buannachd leth-sheoltaiche agus ath-fhuaimnearan staid chruaidh. Chan e a-mhàin gu bheil e a’ lughdachadh gu h-èifeachdach cuingealachadh raon sgaoilidh taic aon-mhodh airson leusairean leth-sheoltaiche àbhaisteach, ach tha dealbhadh beàrn còmhlan leth-sheoltaiche sùbailte agus feartan buannachd stuthan àrd aige cuideachd. Chithear e ann an raon farsaing de shuidheachaidhean tagraidh, leithid fuaim ìosal.laser loidhne-chumhangtoradh, gineadh cuislean ath-aithris àrd-ghoirid, gineadh harmonic àrd-òrdugh, agus teicneòlas rionnag-iùil sodium, msaa. Le adhartas teicneòlais, chaidh riatanasan nas àirde a chur air adhart airson a sùbailteachd tonn-fhaid. Mar eisimpleir, tha stòran solais co-leanailteach dà-thonn-fhaid air luach tagraidh air leth àrd a nochdadh ann an raointean a tha a’ tighinn am bàrr leithid lidar an-aghaidh bacadh, eadar-theachd holografach, conaltradh iomadachaidh roinneadh tonn-fhaid, ginealach meadhan-infridhearg no terahertz, agus cìrean tricead optigeach ioma-dath. Tha e an-còmhnaidh air a bhith na dhuilgheadas rannsachaidh san raon seo mar a choileanas tu sgaoilidh dà-dath àrd-shoilleireachd ann an lasers diosc leth-chonnsachaidh agus mar a chuireas tu casg èifeachdach air farpais buannachd am measg iomadh tonn-fhaid.
O chionn ghoirid, dà-dathlaser leth-chonnsachaidhTha sgioba ann an Sìona air dealbhadh sliseag ùr-ghnàthach a mholadh gus dèiligeadh ris an dùbhlan seo. Tro rannsachadh àireamhach domhainn, fhuair iad a-mach gu bheil dùil gum bi smachd sùbailte air buannachd dà-dath le bhith a’ riaghladh gu mionaideach buaidhean sìoladh buannachd tobair cuantamach co-cheangailte ri teòthachd agus sìoladh meanbh-chuasan leth-chonnsachaidh. Stèidhichte air seo, dhealbhaich an sgioba gu soirbheachail sliseag buannachd àrd-shoilleireachd 960/1000 nm. Bidh an leusair seo ag obair ann am modh bunaiteach faisg air a’ chrìoch diffraction, le soilleireachd toraidh cho àrd ri timcheall air 310 MW/cm²sr.
Chan eil tiughad ann an sreath buannachd an diosc leth-chonnsachaidh, agus tha meanbh-chuas Fabry-Perot air a chruthachadh eadar an eadar-aghaidh leth-chonnsachaidh-adhair agus an inneal-fhaileic Bragg aig a’ bhonn. Ma làimhsicheas tu a’ mheanbh-chuas leth-chonnsachaidh mar an criathrag speactram togte den chip, bidh sin ag atharrachadh buannachd an tobair chuantamach. Aig an aon àm, tha ìrean gluasad teòthachd eadar-dhealaichte aig buaidh sìolaidh a’ mheanbh-chuas agus buannachd leth-chonnsachaidh. Còmhla ri smachd teòthachd, faodar suidseadh agus riaghladh tonnan-fada toraidh a choileanadh. Stèidhichte air na feartan sin, rinn an sgioba àireamhachadh agus shuidhich iad bàrr buannachd an tobair chuantamach aig 950 nm aig teòthachd 300 K, leis an ìre gluasad teòthachd den tonn-fada buannachd timcheall air 0.37 nm/K. Às deidh sin, dhealbhaich an sgioba am factar cuibhreachaidh fad-ùine den chip a’ cleachdadh dòigh maitrís tar-chuir, le tonnan-fada aig a’ mhullach timcheall air 960 nm agus 1000 nm fa leth. Nochd atharrais nach robh an ìre gluasad teòthachd ach 0.08 nm/K. Le bhith a’ cleachdadh teicneòlas tasgadh smùid ceimigeach meatailt-organach airson fàs epitaxial agus a’ leasachadh a’ phròiseis fàis gu leantainneach, chaidh sgoltagan buannachd àrd-inbhe a dhèanamh gu soirbheachail. Tha toraidhean tomhais photoluminescence gu tur co-chòrdail ri toraidhean an t-samhlachaidh. Gus an luchd teirmeach a lughdachadh agus tar-chur cumhachd àrd a choileanadh, chaidh am pròiseas pacaidh sgoltagan leth-chonnsachaidh-daoimean a leasachadh tuilleadh.
Às dèidh dhaibh crìoch a chur air pacadh a’ chip, rinn an sgioba measadh coileanta air coileanadh an leusair aige. Ann am modh obrachaidh leantainneach, le bhith a’ cumail smachd air cumhachd a’ phump no teòthachd an sinc teas, faodar tonn-fhaid an sgaoilidh atharrachadh gu sùbailte eadar 960 nm agus 1000 nm. Nuair a tha cumhachd a’ phump taobh a-staigh raon sònraichte, faodaidh an leusair obrachadh dà-thonn-fhaid a choileanadh cuideachd, le raon tonn-fhaid suas ri 39.4 nm. Aig an àm seo, ruigidh an cumhachd tonn leantainneach as àirde 3.8 W. Aig an aon àm, bidh an leusair ag obair ann am modh bunaiteach faisg air a’ chrìoch diffraction, le factar càileachd beam M² de dìreach 1.1 agus soilleireachd cho àrd ri timcheall air 310 MW/cm²sr. Rinn an sgioba rannsachadh cuideachd air coileanadh tonn cha mhòr leantainneach an ...leusairChaidh an comharra suim tricead fhaicinn gu soirbheachail le bhith a’ cur criostal optaigeach neo-loidhneach LiB₃O₅ a-steach don chuas ath-shondach, a’ dearbhadh sioncronachadh nan tonn-fhaid dùbailte.
Tro dhealbhadh innleachdach a’ chip seo, chaidh an cothlamadh organach de shìoladh buannachd tobar cuantamach agus sìoladh meanbh-chuas a choileanadh, a’ leagail bunait dealbhaidh airson stòran laser dà-dath a thoirt gu buil. A thaobh comharran coileanaidh, tha an laser dà-dath aon-chip seo a’ coileanadh soilleireachd àrd, sùbailteachd àrd agus toradh beam coaxial mionaideach. Tha a shoilleireachd aig an ìre as àirde gu h-eadar-nàiseanta ann an raon gnàthach lasers leth-chonnsachaidh dà-dath aon-chip. A thaobh cleachdadh practaigeach, thathar an dùil gun leasaich an coileanadh seo cruinneas lorg agus comas an-aghaidh bacadh lidar ioma-dath ann an àrainneachdan iom-fhillte gu h-èifeachdach le bhith a’ cleachdadh a shoilleireachd àrd agus feartan dà-dath. Ann an raon chìrean tricead optigeach, faodaidh an toradh dà-thonn seasmhach aige taic chudromach a thoirt do thagraidhean leithid tomhas speactram mionaideach agus mothachadh optigeach àrd-rùn.
Àm puist: 23 Sultain 2025