Недавно су истраживачки институт Руицхуанг и тим Руицхуанг Пхотоницс постигли важан напредак у истраживању средње инфрацрвеног међупојасни каскадног ласера (ИЦЛ). Тим је реализовао серију међупојасних каскадних ласера високих перформанси на собној температури са вишеструким таласним дужинама побуде и у комбинацији са епитаксијом молекуларног снопа за узгој међупојасних каскадних ласерских материјала на ИнАс подлогама и припремио уређаје уског гребена са собним таласне дужине температурне побуде близу 4,6 μм. Таласне дужине побуде на собној температури уређаја уског гребена су близу 4,6 μм и 5,2 μм.
Пријављено је да се већина међупојасних каскадних ласера узгаја на ГаСб супстратима, док се међупојасни каскадни ласери које је известио Руицхуангов тим узгајају на ИнАс супстратима, са облогом таласовода која се састоји од ИнАс/АлСб суперрешетке и високо допираног ИнАс слоја. У поређењу са уобичајеним међупојасним каскадним ласерима на бази ГаСб, међупојасни ласери засновани на ИнАс имају ниже граничне густине струје на дужим таласним дужинама (нпр. дуже од 4,5 μм).
(а) Спектри континуалне ексцитације уређаја са таласном дужином од 4,6 μм, дужином шупљине 2 мм и ширином гребена од 10 μм између 20 степени и 64 степена;
(б) Непрекидне криве струја-напон-снага истог уређаја између 20 степени -64 степени
За међупојасни каскадни ласер на таласној дужини од 4,6 μм, густина струје прага импулса на собној температури уређаја широког гребена је 292 А/цм2; уређај са уским гребеном са 2-мм дужином шупљине и 10-μм ширином гребена има континуирану радну температуру до 64 степена и излазну снагу на собној температури од 20 мВ; ово је највиша континуирана радна температура до сада пријављена на сличној таласној дужини. За међупојасни каскадни ласер на таласној дужини од 5,2 μм, густина струје прага импулса на собној температури уређаја са широким гребеном је 306 А/цм2, док је за уређај уског гребена са дужином шупљине од 2 мм и гребеном. ширине 10 μм достиже максималну континуирану радну температуру од 41 степен, са излазном снагом на собној температури од 10 мВ, где је гранична густина струје најнижа пријављена на сличним таласним дужинама.
Сродни рад „Хигх-температуре цонтинуоус-ваве оператион оф ИнАс-басед интербанд цасцаде ласер“ (ДОИ: 10.1063/5.0171089) и „ИнАс-басед интербанд цасцаде ласер воркинг ат 5.17 μм ин цонтинуоус ваве абове роом температуре“ (10.1109/ЛПТ. 2023.3335856) објављено у Апплиед Пхисицс Леттерс и ИЕЕЕ Пхотоницс Тецхнологи Леттерс, респективно.
(а) Спектри континуалне ексцитације уређаја са таласном дужином од 5,2 μм, дужином шупљине 2 мм и ширином гребена од 10 μм између 15 степени и 41 степен;
(б) Непрекидне криве струја-напон-снага истог уређаја између 15 степени и 41 степен.
Међупојасни каскадни ласер је заснован на инжењерингу енергетског опсега и квантној механици за генерисање побуде, са високим техничким садржајем и многим развојним потешкоћама, што је важно оличење националне језгре технологије нано и квантних уређаја, а сада је наведен као важан средњи -извор инфрацрвеног ласера заједно са квантним каскадним ласером (КЦЛ), који има важну примену и вредност у областима као што су праћење животне средине, индустријска контрола, медицинска дијагностика и комуникација у слободном простору. Има важну примену и научни значај у областима мониторинга животне средине, индустријске контроле, медицинске дијагностике и комуникације у слободном простору.
Оригинални концепт међупојасни каскадног ласера је први предложио проф. Руикинг Ианг (Руи К. Ианг) са Универзитета у Оклахоми 1994. године, а у основи се користи ИнАс/ГаСб/АлСб систем од три до пет материјала који се скоро поклапа са решетком. то, а већина активног региона је ИнАс/ГаИнСб два типа квантних бунара, који могу покрити опсег таласних дужина од средњег инфрацрвеног до далеког инфрацрвеног. Могућност може да покрије опсег таласних дужина од средњег инфрацрвеног до далеког инфрацрвеног.
Међупојасни каскадни ласери комбинују предности традиционалних полупроводничких диодних ласера и квантних каскадних ласера, и имају нижу граничну густину снаге и граничну густину струје од квантних каскадних ласера који такође покривају средњи инфрацрвени опсег таласних дужина, а ова предност изузетно ниске потрошње енергије је веома важна у неким апликацијама које захтевају преносиве уређаје и уређаје на батерије.
Тренутно, на глобалном тржишту међупојасних каскадних ласера и даље доминирају стране компаније, а домаће тржиште је још увек у почетној фази индустријског развоја. Два рада приказана у овом раду означавају да је Руицхуанг Пхотоницс достигао висок технички ниво у више аспеката епитаксијалног дизајна и припреме уређаја међупојасних каскадних ласера, и постао је предузеће које је овладало технологијом међупојасних каскадних ласера високих перформанси. Овај рад такође поставља чврсту основу за развој и масовну производњу једномодних подесивих ДФБ међупојасних каскадних ласера.
