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你知道第一台量子级联激光器是谁发明的吗
发布时间:2019-12-18   点击次数:96次
   在上世纪80年代,对于子带间激光器,科研人员做过很多尝试,但在90年代初就已经被放弃。1991年,在贝尔实验室,关于制造这样一个电力泵浦的工作正在进行,是在Jerome Faist加入Capasso的小组之后,并于1994年初取得了成功,他们发明了是介绍首台量子级联激光器。
 
  过了三年,贝尔实验室成功发明出了超晶格活跃区量子级联激光器,该超晶格活跃区量子级联激光器的发光跃迁发生在宽的超晶格子带之间。这种激光器的高电流负载能力,对于同样的级数可以达到更高的光功率。除此之外,如此设计还有其它的好处,比如使子带间弛豫时间与子带内弛豫时间比率很大,从而自动的保证了粒子数反转。
 
  在原始的超晶格设计中,活跃区是被掺杂的,但这种设计却导致了高阈值。为解决这个问题,贝尔实验室设计了一种有空间变化壁垒的非掺杂超晶格活跃区。当加上适当数量级的电场后,不同阱的能量状态产生共振和杂交,这些能级被加宽并产生子带。此结构的设计是一个重大发现,因为它使得脉冲在相对低的阈值时就可在室温下工作,并且峰值光功率达到了数百千瓦。此外,这种设计对于长波长激射也是有帮助的。在非掺杂超晶格活跃区激光器基础上,激射波长在2001年被扩展到24μm。
 
  另外,还有两个关于超晶格量子级联激光器的革新值得被提及,一个是“无注入区”激光器,其中注入区的作用被一个设计巧妙的双量子阱阱间跃迁超晶格活跃区所取代。这种激光器的主要优点是活跃区更加紧凑且可以产生更强的光学限制;另一个提高超晶格量子级联激光器工作性能的设计由Gaetano Scamarcio提出,这个关于发射区的新颖设计允许电子进入激发子带的高能态。超晶格活跃区的应用对于量子级联激光器的发展是一个重要里程碑,它不仅提高了发射功率,也为较长波长激光器的发展奠定了基础。
 
  从理论上出发,量子级联激光器的激射波长可调节性更强,因此也拥有更广泛的应用前景。
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