இரட்டை வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்கள் குறித்த சமீபத்திய ஆராய்ச்சி

இரட்டை வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்கள் குறித்த சமீபத்திய ஆராய்ச்சி

செங்குத்து வெளிப்புற குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்கள் (VECSEL) என்றும் அழைக்கப்படும் குறைக்கடத்தி வட்டு லேசர்கள் (SDL லேசர்கள்), சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இது குறைக்கடத்தி பெருக்கம் மற்றும் திட-நிலை அதிர்வுமானிகளின் நன்மைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது. இது வழக்கமான குறைக்கடத்தி லேசர்களுக்கான ஒற்றை-முறை ஆதரவின் உமிழ்வுப் பகுதி வரம்பை திறம்பட குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், நெகிழ்வான குறைக்கடத்தி பட்டை இடைவெளி வடிவமைப்பு மற்றும் உயர் பொருள் பெருக்கப் பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது. குறைந்த இரைச்சல் போன்ற பரந்த அளவிலான பயன்பாட்டுச் சூழல்களில் இதைக் காணலாம்.குறுகிய-வரி அகல லேசர்வெளியீடு, மிகக் குறுகிய உயர்-மீள்நிகழ்வுத் துடிப்பு உருவாக்கம், உயர்-வரிசை ஹார்மோனிக் உருவாக்கம், மற்றும் சோடியம் வழிகாட்டி நட்சத்திரத் தொழில்நுட்பம் போன்றவை. தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றத்துடன், அதன் அலைநீள நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு உயர் தேவைகள் முன்வைக்கப்பட்டுள்ளன. உதாரணமாக, இரட்டை-அலைநீள ஒத்திசைவான ஒளி மூலங்கள், குறுக்கீட்டு எதிர்ப்பு லிடார், ஹாலோகிராஃபிக் குறுக்கீட்டு அளவியல், அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சிங் தொடர்பு, நடு-அகச்சிவப்பு அல்லது டெராஹெர்ட்ஸ் உருவாக்கம், மற்றும் பல-வண்ண ஒளியியல் அதிர்வெண் சீப்புகள் போன்ற வளர்ந்து வரும் துறைகளில் மிக உயர்ந்த பயன்பாட்டு மதிப்பை வெளிப்படுத்தியுள்ளன. குறைக்கடத்தி வட்டு லேசர்களில் உயர்-பிரகாச இரட்டை-வண்ண உமிழ்வை எவ்வாறு அடைவது மற்றும் பல அலைநீளங்களுக்கு இடையிலான ஆதாயப் போட்டியைத் திறம்பட அடக்குவது எப்படி என்பது இத்துறையில் எப்போதுமே ஒரு ஆராய்ச்சிச் சிரமமாக இருந்து வருகிறது.

சமீபத்தில், ஒரு இரட்டை நிறம்குறைக்கடத்தி லேசர்இந்தச் சவாலை எதிர்கொள்ள, சீனாவில் உள்ள ஒரு குழு ஒரு புதுமையான சிப் வடிவமைப்பை முன்மொழிந்துள்ளது. ஆழமான எண்முறை ஆராய்ச்சியின் மூலம், வெப்பநிலை தொடர்பான குவாண்டம் வெல் கெயின் வடிகட்டுதல் மற்றும் குறைக்கடத்தி மைக்ரோகேவிட்டி வடிகட்டுதல் விளைவுகளைத் துல்லியமாக ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம், இரட்டை-வண்ண கெயினின் நெகிழ்வான கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும் என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இதன் அடிப்படையில், அந்தக் குழு 960/1000 nm உயர்-பிரகாச கெயின் சிப்பை வெற்றிகரமாக வடிவமைத்தது. இந்த லேசர், விளிம்பு விலகல் வரம்பிற்கு அருகில் அடிப்படை பயன்முறையில் இயங்குகிறது, இதன் வெளியீட்டுப் பிரகாசம் தோராயமாக 310 MW/cm²sr வரை அதிகமாக உள்ளது.

குறைக்கடத்தி வட்டின் ஆதாய அடுக்கு சில மைக்ரோமீட்டர்கள் மட்டுமே தடிமன் கொண்டது, மேலும் குறைக்கடத்தி-காற்று இடைமுகத்திற்கும் கீழ் பரவலாக்கப்பட்ட பிராக் பிரதிபலிப்பானுக்கும் இடையில் ஒரு ஃபேப்ரி-பெரோட் நுண்குழி உருவாக்கப்படுகிறது. குறைக்கடத்தி நுண்குழியை சிப்பின் உள்ளமைக்கப்பட்ட நிறமாலை வடிகட்டியாகக் கருதுவது குவாண்டம் கிணற்றின் ஆதாயத்தை மாற்றியமைக்கும். அதே நேரத்தில், நுண்குழி வடிகட்டும் விளைவும் குறைக்கடத்தி ஆதாயமும் வெவ்வேறு வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதங்களைக் கொண்டுள்ளன. வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுடன் இணைந்து, வெளியீட்டு அலைநீளங்களின் நிலைமாற்றம் மற்றும் ஒழுங்குபடுத்தலை அடைய முடியும். இந்த பண்புகளின் அடிப்படையில், குழு 300 K வெப்பநிலையில் குவாண்டம் கிணற்றின் ஆதாய உச்சத்தை 950 nm ஆகக் கணக்கிட்டு அமைத்தது, மேலும் ஆதாய அலைநீளத்தின் வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதம் தோராயமாக 0.37 nm/K ஆக இருந்தது. அதைத் தொடர்ந்து, குழு பரிமாற்ற அணி முறையைப் பயன்படுத்தி சிப்பின் நீள்வட்டக் கட்டுப்பாட்டுக் காரணியை வடிவமைத்தது, அதன் உச்ச அலைநீளங்கள் முறையே தோராயமாக 960 nm மற்றும் 1000 nm ஆகும். உருவகப்படுத்துதல்கள் வெப்பநிலை சறுக்கல் விகிதம் 0.08 nm/K மட்டுமே என்பதைக் காட்டின. புறவளர்ச்சிக்கு உலோக-கரிம வேதியியல் ஆவிப் படிவுத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியும், வளர்ச்சிச் செயல்முறையைத் தொடர்ச்சியாக மேம்படுத்தியும், உயர்தர ஆதாயச் சில்லுகள் வெற்றிகரமாகத் தயாரிக்கப்பட்டன. ஒளிக்கதிர் உமிழ்வின் அளவீட்டு முடிவுகள், உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் முழுமையாக ஒத்துப்போகின்றன. வெப்பச் சுமையைக் குறைக்கவும், உயர் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை அடையவும், குறைக்கடத்தி-வைரச் சில்லு பேக்கேஜிங் செயல்முறை மேலும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

சிப் பேக்கேஜிங்கை முடித்த பிறகு, குழு அதன் லேசர் செயல்திறன் குறித்த ஒரு விரிவான மதிப்பீட்டை நடத்தியது. தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டு முறையில், பம்ப் பவர் அல்லது ஹீட் சிங்க் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், உமிழ்வு அலைநீளத்தை 960 nm மற்றும் 1000 nm-க்கு இடையில் நெகிழ்வாக சரிசெய்ய முடியும். பம்ப் பவர் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் இருக்கும்போது, ​​லேசரால் 39.4 nm வரையிலான அலைநீள இடைவெளியுடன், இரட்டை அலைநீள செயல்பாட்டையும் அடைய முடியும். இந்த நேரத்தில், அதிகபட்ச தொடர்ச்சியான அலை சக்தி 3.8 W-ஐ அடைகிறது. இதற்கிடையில், லேசர் விளிம்பு விலகல் வரம்பிற்கு அருகில் அடிப்படை பயன்முறையில் செயல்படுகிறது, இதில் கற்றை தர காரணி M² வெறும் 1.1 ஆகவும், பிரகாசம் தோராயமாக 310 MW/cm²sr ஆகவும் உள்ளது. குழு அதன் பகுதி-தொடர்ச்சியான அலை செயல்திறன் குறித்தும் ஆராய்ச்சி நடத்தியது.லேசர்LiB₃O₅ நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் படிகத்தை ஒத்ததிர்வு குழிக்குள் செருகுவதன் மூலம் கூட்டு அதிர்வெண் சமிக்ஞை வெற்றிகரமாகக் காணப்பட்டது, இது இரட்டை அலைநீளங்களின் ஒத்திசைவை உறுதிப்படுத்தியது.

இந்த நுட்பமான சிப் வடிவமைப்பின் மூலம், குவாண்டம் வெல் கெயின் ஃபில்டரிங் மற்றும் மைக்ரோகேவிட்டி ஃபில்டரிங் ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைந்த கலவை அடையப்பட்டுள்ளது. இது இரட்டை-வண்ண லேசர் மூலங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு வடிவமைப்பு அடித்தளத்தை அமைக்கிறது. செயல்திறன் குறிகாட்டிகளைப் பொறுத்தவரை, இந்த ஒற்றை-சிப் இரட்டை-வண்ண லேசர் அதிக பிரகாசம், அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் துல்லியமான கோஆக்சியல் கற்றை வெளியீட்டை அடைகிறது. ஒற்றை-சிப் இரட்டை-வண்ண குறைக்கடத்தி லேசர்களின் தற்போதைய துறையில் இதன் பிரகாசம் சர்வதேச அளவில் முன்னணி நிலையில் உள்ளது. நடைமுறைப் பயன்பாட்டைப் பொறுத்தவரை, இந்தச் சாதனை அதன் அதிக பிரகாசம் மற்றும் இரட்டை-வண்ணப் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, சிக்கலான சூழல்களில் பல-வண்ண லிடாரின் கண்டறிதல் துல்லியம் மற்றும் குறுக்கீடு-எதிர்ப்புத் திறனை திறம்பட மேம்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஆப்டிகல் அதிர்வெண் சீப்புகள் துறையில், அதன் நிலையான இரட்டை-அலைநீள வெளியீடு, துல்லியமான நிறமாலை அளவீடு மற்றும் உயர்-தெளிவுத்திறன் ஆப்டிகல் சென்சிங் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமான ஆதரவை வழங்க முடியும்.