Yn ddiweddar, mae Sefydliad Ymchwil Ruichuang a thîm Ffotoneg Ruichuang wedi gwneud cynnydd pwysig yn yr ymchwil i laser rhaeadru rhyng-band canol-is-goch (ICL). Mae'r tîm wedi gwireddu cyfres o laserau rhaeadru interband gweithrediad parhaus perfformiad uchel, tymheredd ystafell gyda thonfeddi excitation lluosog, ac wedi'u cyfuno ag epitaxy trawst moleciwlaidd i dyfu deunyddiau laser rhaeadru rhyng-band ar swbstradau InAs, ac wedi paratoi dyfeisiau crib cul gydag ystafell- tonfeddi excitation tymheredd yn agos at 4.6 μm. Mae tonfeddi excitation tymheredd ystafell y dyfeisiau crib cul yn agos at 4.6μm a 5.2μm.
Dywedir bod y rhan fwyaf o laserau rhaeadru rhyng-fand yn cael eu tyfu ar swbstradau GaSb, tra bod y laserau rhaeadru rhyng-fand a adroddwyd gan dîm Ruichuang yn cael eu tyfu ar swbstradau InAs, gyda'r cladin tonnau'n cynnwys uwchlattice InAs/AlSb a haen InAs â dop uchel. O'i gymharu â'r laserau rhaeadru rhyng-band cyffredin sy'n seiliedig ar GaSb, mae gan y laserau rhyng-fand sy'n seiliedig ar InAs ddwysedd cerrynt trothwy is ar donfeddi hirach (ee, hirach na 4.5 μm).
(a) Sbectra excitation parhaus dyfais sydd â thonfedd 4.6 μm, hyd ceudod 2 mm, a lled crib 10 μm rhwng 20 gradd a 64 gradd;
(b) Cromliniau pŵer cerrynt-foltedd parhaus yr un ddyfais rhwng 20 gradd -64 gradd
Ar gyfer y laser rhaeadru rhyngband ar donfedd 4.6 μm, dwysedd cyfredol trothwy pwls tymheredd ystafell y ddyfais crib lydan yw 292 A/cm2; mae gan y ddyfais crib gul sydd â 2-mm o hyd ceudod a lled crib 10-μm dymheredd gweithredu parhaus o hyd at 64 gradd a phŵer allbwn tymheredd ystafell o 20 mW; dyma'r tymheredd gweithredu parhaus uchaf a adroddwyd hyd yn hyn ar donfedd debyg. Ar gyfer laser rhaeadru rhyng-fand ar donfedd o 5.2 μm, dwysedd cyfredol trothwy pwls tymheredd ystafell y ddyfais crib lydan yw 306 A/cm2, tra bod y ddyfais crib cul gyda hyd ceudod o 2 mm a chrib. lled o 10 μm yn cyrraedd y tymheredd gweithredu parhaus uchaf o 41 gradd, gyda phŵer allbwn tymheredd ystafell o 10 mW, lle mae'r dwysedd trothwy presennol yw'r isaf a adroddwyd ar donfeddi tebyg.
Mae'r papur cysylltiedig "Gweithrediad tonnau parhaus tymheredd uchel o laser rhaeadru rhyng-band sy'n seiliedig ar InAs" (DOI: 10.1063 / 5.0171089) a "laser rhaeadru rhyng-band yn seiliedig ar InAs yn gweithredu ar 5.17 μm mewn ton barhaus uwchlaw tymheredd yr ystafell" (10.1109 / LPT. 2023.3335856) a gyhoeddwyd yn Applied Physics Letters a IEEE Photonics Technology Letters, yn y drefn honno.
(a) Sbectra excitation parhaus dyfais â thonfedd 5.2 μm, hyd ceudod 2 mm, a lled crib 10 μm rhwng 15 gradd a 41 gradd;
(b) Cromliniau pŵer cerrynt-foltedd parhaus yr un ddyfais rhwng 15 gradd a 41 gradd .
Mae'r laser rhaeadru interband yn seiliedig ar beirianneg bandiau ynni a mecaneg cwantwm i gynhyrchu cyffro, gyda chynnwys technegol uchel a llawer o anawsterau datblygu, sy'n ymgorfforiad pwysig o dechnoleg craidd cenedlaethol dyfeisiau nano a chwantwm, ac mae bellach wedi'i restru fel canol pwysig - ffynhonnell laser isgoch ynghyd â laser rhaeadru cwantwm (QCL), sydd â chymwysiadau a gwerth pwysig mewn meysydd megis monitro amgylcheddol, rheolaeth ddiwydiannol, diagnosis meddygol a chyfathrebu gofod rhydd. Mae ganddo werth cymhwysiad pwysig ac arwyddocâd gwyddonol ym meysydd monitro amgylcheddol, rheolaeth ddiwydiannol, diagnosis meddygol a chyfathrebu gofod rhydd.
Cynigiwyd y cysyniad gwreiddiol o laser rhaeadru rhyngband yn gyntaf gan yr Athro Ruiqing Yang (Rui Q. Yang) o Brifysgol Oklahoma ym 1994, ac yn y bôn defnyddir system ddeunydd tri-pump InAs/GaSb/AlSb sydd bron â chyfateb â dellt i adeiladu. ac mae'r rhan fwyaf o'r rhanbarth gweithredol yn InAs/GaInSb dau fath o ffynhonnau cwantwm, a all gwmpasu ystod y donfedd o ganol-isgoch i isgoch pell. Gall y gallu gwmpasu ystod y donfedd o ganol-isgoch i isgoch pell.
Mae laserau rhaeadru rhyngband yn cyfuno manteision laserau deuod lled-ddargludyddion traddodiadol a laserau rhaeadru cwantwm, ac mae ganddynt ddwysedd pŵer trothwy is a dwysedd cyfredol trothwy na laserau rhaeadru cwantwm sydd hefyd yn cwmpasu'r ystod tonfedd canol-isgoch, ac mae'r fantais defnydd pŵer hynod o isel hon yn bwysig iawn. mewn rhai cymwysiadau sydd angen dyfeisiau cludadwy a batri.
Ar hyn o bryd, mae'r farchnad laser rhaeadru rhyng-band byd-eang yn dal i gael ei dominyddu gan gwmnïau tramor, ac mae'r farchnad ddomestig yn dal i fod yn y cam cychwynnol o ddatblygiad diwydiannol. Mae'r ddau waith a adroddir yn y papur hwn yn nodi bod Ruichuang Photonics wedi cyrraedd lefel dechnegol uchel mewn agweddau lluosog ar ddylunio epitaxial a pharatoi dyfeisiau laserau rhaeadru rhyng-band, ac wedi dod yn fenter sydd wedi meistroli technoleg laserau rhaeadru rhyngband perfformiad uchel. Mae'r gwaith hwn hefyd yn gosod sylfaen gadarn ar gyfer datblygu a chynhyrchu màs laserau rhaeadru rhyng-fand DFB un modd tiwnadwy.
