இரட்டை வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்கள் பற்றிய சமீபத்திய ஆராய்ச்சி

இரட்டை வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்கள் பற்றிய சமீபத்திய ஆராய்ச்சி

செங்குத்து வெளிப்புற குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்கள் (VECSEL) என்றும் அழைக்கப்படும் குறைக்கடத்தி வட்டு லேசர்கள் (SDL லேசர்கள்) சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இது குறைக்கடத்தி ஆதாயம் மற்றும் திட-நிலை ரெசனேட்டர்களின் நன்மைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது. இது வழக்கமான குறைக்கடத்தி லேசர்களுக்கான ஒற்றை-முறை ஆதரவின் உமிழ்வு பகுதி வரம்பைத் திறம்படக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், நெகிழ்வான குறைக்கடத்தி பேண்ட்கேப் வடிவமைப்பு மற்றும் உயர் பொருள் ஆதாய பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது. குறைந்த இரைச்சல் போன்ற பரந்த அளவிலான பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளில் இதைக் காணலாம்.குறுகிய-கோட்டு அகல லேசர்வெளியீடு, மிகக்குறுகிய உயர்-மீண்டும் மீண்டும் மீண்டும் துடிப்பு உருவாக்கம், உயர்-வரிசை ஹார்மோனிக் உருவாக்கம் மற்றும் சோடியம் வழிகாட்டி நட்சத்திர தொழில்நுட்பம் போன்றவை. தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றத்துடன், அதன் அலைநீள நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு அதிக தேவைகள் முன்வைக்கப்பட்டுள்ளன. உதாரணமாக, இரட்டை-அலைநீள ஒத்திசைவான ஒளி மூலங்கள், குறுக்கீடு எதிர்ப்பு லிடார், ஹாலோகிராஃபிக் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரி, அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சிங் தொடர்பு, நடு-அகச்சிவப்பு அல்லது டெராஹெர்ட்ஸ் உருவாக்கம் மற்றும் பல-வண்ண ஆப்டிகல் அதிர்வெண் சீப்புகள் போன்ற வளர்ந்து வரும் துறைகளில் மிக உயர்ந்த பயன்பாட்டு மதிப்பை நிரூபித்துள்ளன. குறைக்கடத்தி வட்டு லேசர்களில் உயர்-பிரகாசம் கொண்ட இரட்டை-வண்ண உமிழ்வை எவ்வாறு அடைவது மற்றும் பல அலைநீளங்களுக்கிடையேயான ஆதாயப் போட்டியை திறம்பட அடக்குவது என்பது இந்தத் துறையில் எப்போதும் ஒரு ஆராய்ச்சிச் சிக்கலாகவே இருந்து வருகிறது.

சமீபத்தில், இரட்டை வண்ணகுறைக்கடத்தி லேசர்இந்த சவாலை எதிர்கொள்ள சீனாவில் உள்ள குழு ஒரு புதுமையான சிப் வடிவமைப்பை முன்மொழிந்துள்ளது. ஆழமான எண் ஆராய்ச்சி மூலம், வெப்பநிலை தொடர்பான குவாண்டம் கிணறு ஆதாய வடிகட்டுதல் மற்றும் குறைக்கடத்தி நுண்குழி வடிகட்டுதல் விளைவுகளை துல்லியமாக ஒழுங்குபடுத்துவது இரட்டை வண்ண ஆதாயத்தின் நெகிழ்வான கட்டுப்பாட்டை அடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இதன் அடிப்படையில், குழு 960/1000 nm உயர்-பிரகாச ஆதாய சிப்பை வெற்றிகரமாக வடிவமைத்தது. இந்த லேசர் விளிம்பு வரம்புக்கு அருகில் அடிப்படை பயன்முறையில் இயங்குகிறது, வெளியீட்டு பிரகாசம் தோராயமாக 310 MW/cm²sr வரை இருக்கும்.

குறைக்கடத்தி வட்டின் ஆதாய அடுக்கு ஒரு சில மைக்ரோமீட்டர்கள் மட்டுமே தடிமனாக உள்ளது, மேலும் குறைக்கடத்தி-காற்று இடைமுகத்திற்கும் கீழே விநியோகிக்கப்பட்ட பிராக் பிரதிபலிப்பாளருக்கும் இடையில் ஒரு ஃபேப்ரி-பெரோட் மைக்ரோகேவிட்டி உருவாகிறது. குறைக்கடத்தி மைக்ரோகேவிட்டியை சிப்பின் உள்ளமைக்கப்பட்ட நிறமாலை வடிகட்டியாகக் கருதுவது குவாண்டம் கிணற்றின் ஆதாயத்தை மாற்றியமைக்கும். இதற்கிடையில், மைக்ரோகேவிட்டி வடிகட்டுதல் விளைவு மற்றும் குறைக்கடத்தி ஆதாயம் வெவ்வேறு வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதங்களைக் கொண்டுள்ளன. வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுடன் இணைந்து, வெளியீட்டு அலைநீளங்களின் மாறுதல் மற்றும் ஒழுங்குமுறையை அடைய முடியும். இந்த பண்புகளின் அடிப்படையில், குழு குவாண்டம் கிணற்றின் ஆதாய உச்சத்தை 300 K வெப்பநிலையில் 950 nm இல் கணக்கிட்டு அமைத்தது, ஆதாய அலைநீளத்தின் வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதம் தோராயமாக 0.37 nm/K ஆகும். பின்னர், குழு டிரான்ஸ்மிஷன் மேட்ரிக்ஸ் முறையைப் பயன்படுத்தி சிப்பின் நீளமான கட்டுப்பாட்டு காரணியை வடிவமைத்தது, உச்ச அலைநீளங்கள் முறையே தோராயமாக 960 nm மற்றும் 1000 nm. வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதம் 0.08 nm/K மட்டுமே என்பதை உருவகப்படுத்துதல்கள் வெளிப்படுத்தின. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கு உலோக-கரிம வேதியியல் நீராவி படிவு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், வளர்ச்சி செயல்முறையைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்துவதன் மூலமும், உயர்தர ஆதாய சில்லுகள் வெற்றிகரமாக உருவாக்கப்பட்டன. ஒளிமின்னழுத்தத்தின் அளவீட்டு முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் முழுமையாக ஒத்துப்போகின்றன. வெப்பச் சுமையைக் குறைப்பதற்கும் உயர்-சக்தி பரிமாற்றத்தை அடைவதற்கும், குறைக்கடத்தி-வைர சிப் பேக்கேஜிங் செயல்முறை மேலும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.

சிப் பேக்கேஜிங்கை முடித்த பிறகு, குழு அதன் லேசர் செயல்திறன் குறித்த விரிவான மதிப்பீட்டை நடத்தியது. தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டு முறையில், பம்ப் சக்தி அல்லது வெப்ப மூழ்கி வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், உமிழ்வு அலைநீளத்தை 960 nm மற்றும் 1000 nm க்கு இடையில் நெகிழ்வாக சரிசெய்ய முடியும். பம்ப் சக்தி ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் இருக்கும்போது, ​​லேசர் இரட்டை-அலைநீள செயல்பாட்டையும் அடைய முடியும், அலைநீள இடைவெளி 39.4 nm வரை இருக்கும். இந்த நேரத்தில், அதிகபட்ச தொடர்ச்சியான அலை சக்தி 3.8 W ஐ அடைகிறது. இதற்கிடையில், லேசர் விளிம்பு வரம்புக்கு அருகில் அடிப்படை பயன்முறையில் இயங்குகிறது, பீம் தர காரணி M² 1.1 மட்டுமே மற்றும் தோராயமாக 310 MW/cm²sr வரை பிரகாசம் கொண்டது. குழு அரை-தொடர்ச்சியான அலை செயல்திறன் குறித்தும் ஆராய்ச்சி நடத்தியது.லேசர். LiB₃O₅ நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் படிகத்தை ஒத்ததிர்வு குழிக்குள் செருகுவதன் மூலம் கூட்டு அதிர்வெண் சமிக்ஞை வெற்றிகரமாகக் காணப்பட்டது, இது இரட்டை அலைநீளங்களின் ஒத்திசைவை உறுதிப்படுத்தியது.

இந்த தனித்துவமான சிப் வடிவமைப்பின் மூலம், குவாண்டம் கிணறு கெய்ன் வடிகட்டுதல் மற்றும் மைக்ரோகேவிட்டி வடிகட்டுதல் ஆகியவற்றின் கரிம கலவை அடையப்பட்டுள்ளது, இது இரட்டை-வண்ண லேசர் மூலங்களை உணர ஒரு வடிவமைப்பு அடித்தளத்தை அமைக்கிறது. செயல்திறன் குறிகாட்டிகளைப் பொறுத்தவரை, இந்த ஒற்றை-சிப் இரட்டை-வண்ண லேசர் அதிக பிரகாசம், அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் துல்லியமான கோஆக்சியல் பீம் வெளியீட்டை அடைகிறது. தற்போதைய ஒற்றை-சிப் இரட்டை-வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்களின் துறையில் அதன் பிரகாசம் சர்வதேச முன்னணி மட்டத்தில் உள்ளது. நடைமுறை பயன்பாட்டின் அடிப்படையில், இந்த சாதனை அதன் உயர் பிரகாசம் மற்றும் இரட்டை-வண்ண பண்புகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் சிக்கலான சூழல்களில் பல-வண்ண லிடாரின் கண்டறிதல் துல்லியம் மற்றும் குறுக்கீடு எதிர்ப்பு திறனை திறம்பட மேம்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஆப்டிகல் அதிர்வெண் சீப்புகளின் துறையில், அதன் நிலையான இரட்டை-அலைநீள வெளியீடு துல்லியமான நிறமாலை அளவீடு மற்றும் உயர்-தெளிவுத்திறன் கொண்ட ஆப்டிகல் உணர்திறன் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமான ஆதரவை வழங்க முடியும்.