Odstupajući od standardnih pristupa zaključavanju modela, tim istraživača predvođen profesorima Giacomom Scalarijem i Jeromeom Faistom na Odsjeku za fiziku na ETH u Cirihu i profesorom Christianom Jirauschekom sa Tehničkog univerziteta u Minhenu, stvorio je monolitni poluprovodnički laser sa zaključanim modelom sa brzinom neprekidnog i širokog ponavljanja od 4Hz do 16. I, intrigantno, njihov pristup bi trebao funkcionirati za druge poluvodičke lasere i talasne dužine laserske emisije.
Da bi to izveli, istraživači su koristili teraherc (THz) kvantni kaskadni laser (QCL) za proizvodnju koherentnih frekvencijskih češlja. Iako je dobro poznato da se THz QCL mogu koristiti za generiranje češlja, nedavni razvoj tima planariziranih THz QCL-a s poboljšanim mikrovalnim svojstvima potaknuo ih je da istraže snažnu modulaciju laserske šupljine pomoću vanjskih mikrovalova-i otkrili su nekoliko novih režima rada poluvodičkog lasera.
"Naš uređaj je baziran na planariziranom THz QCL-u. Materijal njegovog aktivnog područja sastoji se od superrešetke galij-arsenida (GaAs)/aluminij-galijum-arsenida (AlGaAs), pločice-vezane za GaAs noseću podlogu", objašnjava Urban Senica, koji je u to vrijeme bio dr. student na ETH u Cirihu, ali je sada postdoktorski saradnik u Laboratoriji za nanoskalnu optiku Univerziteta Harvard. "Upotrebom fotolitografije i suhog jetkanja, aktivni grebeni valovod je definiran i naknadno planariziran sa polimerom s malim gubicima benzociklobutenom (BCB). Talasovod je u sendviču vertikalno između dva proširena sloja metalizacije, koji ograničavaju optički i mikrovalni način rada i djeluju kao električni kontakti lasera za biološki kontakt."
Da bi to izveli, istraživači su koristili teraherc (THz) kvantni kaskadni laser (QCL) za proizvodnju koherentnih frekvencijskih češlja. Iako je dobro poznato da se THz QCL mogu koristiti za generiranje češlja, nedavni razvoj tima planariziranih THz QCL-a s poboljšanim mikrovalnim svojstvima potaknuo ih je da istraže snažnu modulaciju laserske šupljine pomoću vanjskih mikrovalova-i otkrili su nekoliko novih režima rada poluvodičkog lasera.
"Naš uređaj je baziran na planariziranom THz QCL-u. Materijal njegovog aktivnog područja sastoji se od superrešetke galij-arsenida (GaAs)/aluminij-galijum-arsenida (AlGaAs), pločice-vezane za GaAs noseću podlogu", objašnjava Urban Senica, koji je u to vrijeme bio dr. student na ETH u Cirihu, ali je sada postdoktorski saradnik u Laboratoriji za nanoskalnu optiku Univerziteta Harvard. "Upotrebom fotolitografije i suhog jetkanja, aktivni grebeni valovod je definiran i naknadno planariziran sa polimerom s malim gubicima benzociklobutenom (BCB). Talasovod je u sendviču vertikalno između dva proširena sloja metalizacije, koji ograničavaju optički i mikrovalni način rada i djeluju kao električni kontakti lasera za biološki kontakt."
Predstoje komunikacije, spektroskopija i primjena senzora
Zahvaljujući njihovim kontinuiranim i široko podesivim laserima sa zaključavanjem modela, postoje mnoge potencijalne primjene za komunikaciju, spektroskopiju i senzor. "Za vremenski domen, koherentni niz impulsa može se sinhronizovati sa proizvoljnim eksternim mikrotalasnim signalom ili podesivom linijom kašnjenja", kaže Senica. "Za frekvencijski domen, podesivi razmak modova unutar frekventnog češlja može zatvoriti sve spektralne praznine."
U stvari, Senica i kolege su već demonstrirali eksperiment apsorpcione spektroskopije za koji je bio potreban samo jednostavan detektor intenziteta-umjesto stolnog{1}} spektrometarskog instrumenta veličine stola.
"Vjerujemo da će naš pristup također biti relativno jednostavan za implementaciju s drugim tipovima poluvodičkih lasera u infracrvenim i vidljivim područjima elektromagnetnog spektra i utrti put za širok spektar primjena", kaže Senica. "Važan aspekt će biti optimizirana svojstva mikrovalne pećnice, zajedno sa naprednim pakovanjem takvih uređaja."
