各种激光器管事道理运用范畴大全(二)

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所属分类:半导体激光器
系统,其部门拥有一批在超快领域工作多年的研发人员,并且在电源、控制和制冷等方面研发实力强大,使国科激光有能力进一步为客户提供更多定制和高性能的产品,更优质的服务,
各种激光器管事道理运用范畴大全(二)

各种激光器管事道理运用范畴大全(二)

  系统,其部门拥有一批在超快领域工作多年的研发人员,并且在电源、控制和制冷等方面研发实力强大,使国科激光有能力进一步为客户提供更多定制和高性能的产品,更优质的服务,在填补国内空白的基础上大力推广潜力巨大的超快激光器应用市场,促进民族激光产业的振兴。

  量子级联激光器(quantumcascadelasers,QCLs)是基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体器件。不同於传统p-n结型半导体激光器的电子-空穴复合受激辐射机制,QCL受激辐射过程只有电子参与,激射波长的选择可通过有源区的势阱和势垒的能带裁剪实现。QCL引领了半导体激光理论、中红外和THz半导体光源革命,是痕量气体监测和自由空间通信的理想光源,在公共安全、国家安全、环境和医学科学等领域有重大应用前景。量子级联激光器(QCL)是一种基于子带间电子跃迁的中红外波段单极光源,其工作原理与通常的半导体激光器截然不同。其激射方案是利用垂直于纳米级厚度的半导体异质结薄层内由量子限制效应引起的分离电子态,在这些激发态之间产生粒子数反转,该激光器的有源区是由耦合量子阱的多级串接组成(通常大于500层)而实现单电子注入的多光子输出。量子级联激光器的出现开创了利用宽带隙材料研制中、远红外半导体激光器的先河,在中、远红外半导体激光器的发展史上树立了新的里程碑。1994年FedericoCapasso和同事卓以和等人在贝尔实验室率先发明量子级联激光器。这被视为半导体激光领域的一次革命。2000年,我国科学家李爱珍(现任美国科学院院士)的课题组在亚洲率先研制出5至8微米波段半导体量子级联激光器,从而使中国进入了掌握此类激光器研制技术的国家行列。

  由于量子级联激光器是集量子工程和先进的分子束外延技术于一体,与常规的半导体激光器在工作原理上不同,其特点优于普通激光器,因技术含量很高,相关产品的开发具有重要的社会和经济价值。据了解,量子级联激光器是一个高难度的量子工程,特点是工作波长与所用材料的带隙无直接关系,仅由耦合量子阱子带间距决定,从而可实现对波长的大范围剪裁。

  许多基于量子级联激光器的可调谐中红外激光器(脉冲和红外)在国外已经进入工业化,是各国争相研究的高新技术产业。

  量子级联激光器集量子工程和分子束外延技术于一体,是国家纳米及量子器件核心技术的真正体现,这方面的技术突破将激活我国的民用市场。它在红外通信、远距离探测、大气污染监控、工业烟尘分析、化学过程监测、分子光谱研究、无损伤医学诊断等方面具有很急迫的应用前景。

  THz波(太赫兹波)或称为THz射线(太赫兹射线年代中后期,才被正式命名的,在此以前科学家们将统称为远红外射线THz范围的电磁波,波长大概在0.1mm(100um)到1mm范围,介于微波与红外之间。实际上,早在一百年前,就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年,Rubens和Nichols就涉及到这一波段,红外光谱到达9um(0.009mm)和20um(0.02mm),之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间,远红外技术取得了许多成果,并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少,主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制,因此这一波段也被称为THz间隙。

  太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认。