I laser a cascata quantistica Terahertz vedono una svolta!

Il campo della tecnologia laser ha fatto un enorme passo avanti con lo sviluppo di componenti innovativi per i laser a cascata quantistica (QCL) terahertz (THz).
E recentemente, un gruppo di ricercatori stranieri ha progettato con successo un outaccoppiatore monolitico a banda larga, che dovrebbe ridefinire l’applicazione e le prestazioni dei laser quantici terahertz e offrire una prospettiva di sviluppo più ampia per il campo.
Un nuovo approccio alla progettazione delle guide d'onda
Il nuovo accoppiatore di uscita è costruito sulla base di una guida d’onda bimetallica planare progettata specificamente per affrontare le sfide di lunga data nei laser quantistici terahertz, come la progettazione della riflettività e l’emissione di fasci stretti a banda larga. La caratteristica distintiva dell'accoppiatore è la sua capacità di ottimizzare la riflettività degli specchi della guida d'onda, cosa che i ricercatori hanno ottenuto modellando i piani finali utilizzando un efficiente algoritmo di progettazione inversa.
Antenna patch array a banda larga integrata
Il sistema genera una radiazione laser terahertz strettamente integrata con un'antenna patch array a banda larga, una combinazione di componenti che facilita l'emissione superficiale. L'intero sistema, inclusi tutti i suoi componenti, è ottimizzato per supportare uno spettro che si estende su un'ottava nella gamma di 2-4 terahertz.
Pettini di frequenza laser rivoluzionari
Questi progressi sono stati messi in pratica nella dimostrazione di un pettine di frequenza laser a cascata quantica terahertz con emissione superficiale a banda larga. Questo particolare pettine di frequenza laser ha dimostrato prestazioni eccellenti. Ha una potenza di uscita fino a 13 milliwatt (mW), una larghezza di banda ottica di oltre 800 gigahertz (GHz) e una modalità campo lontano a petalo singolo. Inoltre, la divergenza del raggio è inferiore a 20 gradi sia in direzione orizzontale che verticale.
Questo risultato della ricerca gioca un ruolo chiave nelle condizioni di adattamento di fase non lineare del generatore di parametri terahertz (is-TPG), che osserva con successo le onde terahertz generate in cascata. I ricercatori hanno effettivamente attivato la cascata utilizzando un fascio di semi ad alta potenza, che ha portato al rilevamento di nuove onde terahertz di ordine superiore vicino alla faccia terminale.
Questo progresso rappresenta una pietra miliare nel campo del sourcing delle onde terahertz, del rilevamento e dell'amplificazione dei parametri. Non solo migliora significativamente la potenza di uscita delle sorgenti terahertz, ma apre anche nuove strade per l'esplorazione teorica della generazione parametrica di onde terahertz. Questa importante svolta segna un grande progresso nel campo della tecnologia laser e apre possibilità completamente nuove per le applicazioni terahertz.