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太赫茲源量子級聯(lián)激光器是一種基于量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器

更新時間:2025-06-18      點(diǎn)擊次數(shù):161
  太赫茲源量子級聯(lián)激光器是一種基于量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器,能夠發(fā)射太赫茲波段的電磁波。
  太赫茲源量子級聯(lián)激光器功能特性分析:
  1. 高功率與高效率
  峰值功率:
  連續(xù)波(CW)模式輸出功率可達(dá)數(shù)十毫瓦至上百毫瓦,脈沖模式峰值功率可達(dá)瓦級。
  電光轉(zhuǎn)換效率:
  優(yōu)化摻雜和共振隧穿設(shè)計后,效率可達(dá)10%~20%(遠(yuǎn)超傳統(tǒng)太赫茲光源如返波管)。
  2. 頻率可調(diào)諧性
  溫度調(diào)諧:
  通過改變器件溫度,調(diào)節(jié)量子阱能級間距,實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)諧范圍達(dá)10%~20%。
  電壓調(diào)諧:
  利用注入電流或外加電場調(diào)控能帶結(jié)構(gòu),連續(xù)調(diào)諧頻率。
  3. 高相干性與窄線寬
  相干長度:
  單模輸出時相干長度可達(dá)米級,適用于太赫茲干涉成像或光譜分析。
  線寬控制:
  DFB結(jié)構(gòu)可壓窄線寬至kHz量級,提升頻譜純度。
  4. 高速調(diào)制能力
  直接電流調(diào)制:
  響應(yīng)帶寬達(dá)GHz量級,支持高速信號的太赫茲無線通信。
  外部調(diào)制:
  集成電吸收調(diào)制器后,可實(shí)現(xiàn)>10 GHz的調(diào)制帶寬。
  5. 寬光譜覆蓋
  頻率范圍:
  覆蓋0.5~5 THz(可通過材料設(shè)計和工藝優(yōu)化擴(kuò)展至10 THz以上)。
  多波長輸出:
  通過多段有源區(qū)或光柵耦合,實(shí)現(xiàn)雙波長或多波長同時輸出。
  太赫茲源量子級聯(lián)激光器關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢:
  1. 緊湊性與便攜性
  體積與重量:
  典型器件尺寸僅幾毫米見方,可集成到手持式設(shè)備或無人機(jī)載平臺。
  低功耗:
  驅(qū)動電壓通常為幾伏至十幾伏,電流<1 A,適合電池供電場景。
  2. 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)
  溫度穩(wěn)定性:
  通過熱沉設(shè)計(如金剛石熱沉)和主動溫控,可在-40°C~80°C環(huán)境中穩(wěn)定工作。
  抗振動性能:
  全固態(tài)結(jié)構(gòu),無機(jī)械振動部件,適合車載或航天應(yīng)用。
  3. 多功能集成潛力
  傳感與通信一體化:
  同一芯片可集成發(fā)射、接收和信號處理電路,用于太赫茲雷達(dá)或安防檢測。
  片上系統(tǒng)集成(SoC):
  結(jié)合CMOS工藝,實(shí)現(xiàn)太赫茲光源、探測器和信號處理電路的單片集成。
 

 

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