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nuovi progressi! Il collo di bottiglia del laser bloccato in modalità ultraveloce a infrarossi è finalmente rotto

2022-03-01
Lo specchio assorbitore saturabile a semiconduttore (SESAM) è il dispositivo principale per il blocco della modalità per generare impulsi ultracorti, in particolare impulsi di picosecondi. Questa è una struttura di assorbimento della luce non lineare che combina una struttura a specchio e un assorbitore saturabile. Gli impulsi relativamente deboli possono essere soppressi e gli impulsi possono essere attenuati in modo da ridurne la durata. Attualmente, con lo sviluppo dell'industria della microfabbricazione in patria e all'estero, la domanda di impulsi ultracorti, in particolare laser pulsati a picosecondi, è in aumento e anche la domanda di SESAM è in aumento.

Tuttavia, a causa dell'intrinseca struttura del pozzo quantico degli attuali materiali della sorgente luminosa (principalmente InGaAs), che limita l'intervallo di lunghezze d'onda del suo funzionamento, la maggior parte delle sorgenti luminose a impulsi ultracorti sono concentrate al di sotto di 3 μm, che limita la lunghezza d'onda a un larga misura. sue ulteriori applicazioni. Per risolvere questo problema, i ricercatori della Shanghai Jiao Tong University hanno progettato un SESAM con InAs e GaSb come superreticoli e hanno utilizzato il forte accoppiamento tra il band gap e il pozzo di potenziale per modificare la lunghezza d'onda di assorbimento saturabile della struttura per farla funzionare. La lunghezza d'onda è esteso alla gamma di 3~5 μm.


Fig. Diagramma schematico della struttura del romanzo SESAM e del suo diagramma a bande di energia

Utilizzando il SESAM progettato, i ricercatori hanno scoperto sperimentalmente che il laser in fibra Er:ZBLAN può ottenere un'operazione di blocco della modalità stabile a lungo termine a una lunghezza d'onda di 3,5 μm, il che non solo dimostra che il laser può "fornire impulsi ultracorti MIR stabili a lungo termine ", ma convalida anche l'affidabilità di SESAM. Inoltre, poiché questo SESAM è un impulso a banda stretta generato da pozzi quantistici, può essere applicato a laser in fibra di fluoruro, laser a cristallo e persino laser a semiconduttore nell'intervallo spettrale di 3â5 μm regolando i parametri.
I ricercatori hanno anche affermato: "Il SESAM progettato ha prodotto molte scoperte fondamentali a livello di laser, cambiando completamente lo sviluppo di laser ultraveloci bloccati in modalità". In futuro, potrà essere utilizzato nella spettroscopia nel medio infrarosso e nella diagnosi medica. campo.

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