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neuer Fortschritt! Der Engpass des ultraschnellen modengekoppelten Infrarotlasers ist endlich überwunden

2022-03-01
Der Halbleiter-Sättigungsabsorberspiegel (SESAM) ist das Kerngerät für die Modenkopplung zur Erzeugung ultrakurzer Impulse, insbesondere Pikosekundenimpulse. Hierbei handelt es sich um eine nichtlineare Lichtabsorptionsstruktur, die eine Spiegelstruktur und einen sättigbaren Absorber kombiniert. Relativ schwache Impulse können unterdrückt werden und die Impulse können so abgeschwächt werden, dass ihre Dauer verkürzt wird. Mit der Entwicklung der Mikrofabrikationsindustrie im In- und Ausland steigt derzeit die Nachfrage nach ultrakurzen Pulsen, insbesondere nach Pikosekunden-Pulslasern, und auch die Nachfrage nach SESAM steigt.

Aufgrund der inhärenten Quantentopfstruktur der aktuellen Lichtquellenmaterialien (hauptsächlich InGaAs), die den Wellenlängenbereich ihres Betriebs begrenzt, sind die meisten Ultrakurzpulslichtquellen jedoch unter 3 µm konzentriert, was die Wellenlänge auf a begrenzt großen Umfang. seine weiteren Anwendungen. Um dieses Problem zu lösen, entwarfen Forscher der Shanghai Jiao Tong University ein SESAM mit InAs und GaSb als Übergittern und nutzten die starke Kopplung zwischen der Bandlücke und dem Potentialtopf, um die sättigbare Absorptionswellenlänge der Struktur zu ändern, damit sie funktioniert. Die Wellenlänge ist erweitert auf den Bereich von 3~5 µm.


Abb. Schematische Darstellung der Struktur des neuartigen SESAM und seines Energiebanddiagramms

Mithilfe des entwickelten SESAM fanden die Forscher experimentell heraus, dass der Er:ZBLAN-Faserlaser einen langfristig stabilen Modenkopplungsbetrieb bei einer Wellenlänge von 3,5 µm erreichen kann, was nicht nur beweist, dass der Laser „langfristig stabile ultrakurze MIR-Pulse liefern kann“. ", validiert aber auch die SESAM-Zuverlässigkeit. Da es sich bei diesem SESAM außerdem um einen durch Quantentöpfe erzeugten schmalbandigen Puls handelt, kann er durch Anpassung der Parameter auf Fluoridfaserlaser, Kristalllaser und sogar Halbleiterlaser im Spektralbereich von 3–5 µm angewendet werden.
Die Forscher sagten außerdem: „Das entworfene SESAM hat viele bahnbrechende Durchbrüche auf Laserebene hervorgebracht und die Entwicklung ultraschneller modengekoppelter Laser völlig verändert.“ Zukünftig kann es in der Spektroskopie im mittleren Infrarotbereich und in der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden. Feld.

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