एक मोनोलिथिक सेमीकंडक्टर लेजर - समाचार

3D illustration of the team's device, in which an external microwave signal induces gain modulation along the entire semiconductor laser to generate widely tunable modelocked pulses/frequency combs.

मानक मॉडलिंग दृष्टिकोण से हटकर, ईटीएच ज्यूरिख में भौतिकी विभाग में प्रोफेसर जियाकोमो स्केलारी और जेरोम फैस्ट और म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर क्रिश्चियन जिराउशेक के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने 4 से 16 गीगाहर्ट्ज तक निरंतर और व्यापक रूप से ट्यून करने योग्य पुनरावृत्ति दर के साथ एक मोनोलिथिक मॉडलॉक्ड सेमीकंडक्टर लेजर बनाया। और, दिलचस्प बात यह है कि उनका दृष्टिकोण अन्य अर्धचालक लेजर और लेजर उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य के लिए काम करना चाहिए।

इसे दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सुसंगत आवृत्ति कॉम्ब्स का उत्पादन करने के लिए टेराहर्ट्ज़ (THz) क्वांटम कैस्केड लेजर (QCL) का उपयोग किया। हालांकि यह सर्वविदित है कि टीएचजेड क्यूसीएल का उपयोग कंघी बनाने के लिए किया जा सकता है, टीम के बेहतर माइक्रोवेव गुणों के साथ प्लानराइज्ड टीएचजेड क्यूसीएल के हालिया विकास ने उन्हें बाहरी माइक्रोवेव का उपयोग करके लेजर कैविटी के मजबूत मॉड्यूलेशन का पता लगाने के लिए प्रोत्साहित किया है और उन्होंने सेमीकंडक्टर लेजर ऑपरेशन के कई नए तरीकों की खोज की है।

"हमारा उपकरण एक समतलीकृत THz QCL पर आधारित है। इसकी सक्रिय क्षेत्र सामग्री में एक गैलियम आर्सेनाइड (GaAs)/एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) सुपरलैटिस, वेफर {{1}एक GaAs वाहक सब्सट्रेट से जुड़ा होता है," अर्बन सेनिका बताते हैं, जो उस समय पीएच.डी. थे। ईटीएच ज्यूरिख में छात्र हैं लेकिन अब नैनोस्केल ऑप्टिक्स के लिए हार्वर्ड विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल फेलो हैं। "फोटोलिथोग्राफी और सूखी नक़्क़ाशी का उपयोग करके, एक सक्रिय रिज वेवगाइड को परिभाषित किया जाता है और बाद में कम -नुकसान वाले पॉलिमर बेंज़ोसाइक्लोब्यूटीन (बीसीबी) के साथ प्लानराइज़ किया जाता है। एक वेवगाइड को दो विस्तारित धातुकरण परतों के बीच लंबवत रूप से सैंडविच किया जाता है, जो ऑप्टिकल और माइक्रोवेव मोड को सीमित करता है और लेजर डिवाइस को बायस करने के लिए विद्युत संपर्क के रूप में कार्य करता है।"

संचार, स्पेक्ट्रोस्कोपी, और संवेदन अनुप्रयोग आगे

उनके निरंतर और व्यापक रूप से ट्यून करने योग्य मॉडलॉक्ड लेजर के लिए धन्यवाद, संचार, स्पेक्ट्रोस्कोपी और सेंसिंग के लिए कई संभावित अनुप्रयोग हैं। सेनिका का कहना है, "समय डोमेन के लिए, सुसंगत पल्स ट्रेन को एक मनमाना बाहरी माइक्रोवेव सिग्नल या ट्यून करने योग्य विलंब लाइन के साथ सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है।" "फ़्रीक्वेंसी डोमेन के लिए, फ़्रीक्वेंसी कंघी के भीतर ट्यून करने योग्य मोड रिक्ति किसी भी वर्णक्रमीय अंतराल को बंद कर सकती है।"

वास्तव में, सेनिका और सहकर्मियों ने पहले से ही एक अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोग का प्रदर्शन किया था जिसके लिए टेबलटॉप आकार के स्पेक्ट्रोमीटर उपकरण की बजाय केवल एक साधारण तीव्रता डिटेक्टर की आवश्यकता थी।

सेनिका का कहना है, "हमारा मानना है कि विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अवरक्त और दृश्य क्षेत्रों में अन्य प्रकार के अर्धचालक लेजर के साथ लागू करने के लिए हमारा दृष्टिकोण अपेक्षाकृत सरल होगा और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त करेगा।" "एक महत्वपूर्ण पहलू ऐसे उपकरणों की उन्नत पैकेजिंग के साथ-साथ अनुकूलित माइक्रोवेव गुण होंगे।"