Standart model kilitleme yaklaşımlarından farklı olarak, ETH Zürih Fizik Bölümü'nden Profesörler Giacomo Scalari ve Jerome Faist ile Münih Teknik Üniversitesi'nden Profesör Christian Jirauschek liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, 4 ila 16 GHz arasında sürekli ve geniş çapta ayarlanabilir tekrarlama hızına sahip monolitik model kilitlemeli yarı iletken bir lazer yarattı. Ve ilginç bir şekilde, yaklaşımları diğer yarı iletken lazerler ve lazer emisyon dalga boyları için de işe yaramalı.
Bunu gerçekleştirmek için araştırmacılar tutarlı frekans tarakları üretmek amacıyla terahertz (THz) kuantum kademeli lazer (QCL) kullandılar. THz QCL'lerin tarak üretmek için kullanılabileceği iyi bilinmesine rağmen, ekibin iyileştirilmiş mikrodalga özelliklerine sahip düzlemsel THz QCL'leri yakın zamanda geliştirmesi, onları harici mikrodalgalar kullanarak lazer boşluğunun güçlü modülasyonunu keşfetmeye teşvik etti- ve yarı iletken lazer işleminin birkaç yeni rejimini keşfettiler.
O zamanlar doktora öğrencisi olan Urban Senica şöyle açıklıyor: "Cihazımız düzlemselleştirilmiş bir THz QCL'ye dayanıyor. Aktif bölge malzemesi, bir GaAs taşıyıcı alt tabakaya bağlanmış bir galyum arsenit (GaAs)/alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) süper örgüsünden oluşur, levha-. ETH Zürih'te öğrenci ama şu anda Harvard Üniversitesi Nano Ölçekli Optik Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olarak çalışıyor. "Fotolitografi ve kuru aşındırma kullanılarak, aktif bir sırt dalga kılavuzu tanımlanır ve ardından düşük- kayıplı polimer benzosiklobüten (BCB) ile düzlemselleştirilir. Bir dalga kılavuzu, optik ve mikrodalga modlarını sınırlandıran ve lazer cihazını yönlendirmek için elektrik kontakları görevi gören iki uzatılmış metalizasyon katmanı arasına dikey olarak sıkıştırılır."
Bunu gerçekleştirmek için araştırmacılar tutarlı frekans tarakları üretmek amacıyla terahertz (THz) kuantum kademeli lazer (QCL) kullandılar. THz QCL'lerin tarak üretmek için kullanılabileceği iyi bilinmesine rağmen, ekibin iyileştirilmiş mikrodalga özelliklerine sahip düzlemsel THz QCL'leri yakın zamanda geliştirmesi, onları harici mikrodalgalar kullanarak lazer boşluğunun güçlü modülasyonunu keşfetmeye teşvik etti- ve yarı iletken lazer işleminin birkaç yeni rejimini keşfettiler.
O zamanlar doktora öğrencisi olan Urban Senica şöyle açıklıyor: "Cihazımız düzlemselleştirilmiş bir THz QCL'ye dayanıyor. Aktif bölge malzemesi, bir GaAs taşıyıcı alt tabakaya bağlanmış bir galyum arsenit (GaAs)/alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) süper örgüsünden oluşur, levha-. ETH Zürih'te öğrenci ama şu anda Harvard Üniversitesi Nano Ölçekli Optik Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olarak çalışıyor. "Fotolitografi ve kuru aşındırma kullanılarak, aktif bir sırt dalga kılavuzu tanımlanır ve ardından düşük- kayıplı polimer benzosiklobüten (BCB) ile düzlemselleştirilir. Bir dalga kılavuzu, optik ve mikrodalga modlarını sınırlandıran ve lazer cihazını yönlendirmek için elektrik kontakları görevi gören iki uzatılmış metalizasyon katmanı arasına dikey olarak sıkıştırılır."
Gelecekteki iletişim, spektroskopi ve algılama uygulamaları
Sürekli ve geniş çapta ayarlanabilen model kilitli lazerleri sayesinde iletişim, spektroskopi ve algılamaya yönelik birçok potansiyel uygulama vardır. Senica, "Zaman alanı için tutarlı darbe dizisi, isteğe bağlı bir harici mikrodalga sinyaline veya ayarlanabilir gecikme hattına senkronize edilebilir" diyor. "Frekans alanı için, frekans tarağı içindeki ayarlanabilir mod aralığı, herhangi bir spektral boşluğu kapatabilir."
Aslında Senica ve meslektaşları, masa üstü-boyutlu bir spektrometre cihazı yerine yalnızca basit bir yoğunluk dedektörü-gerektiren bir absorpsiyon spektroskopisi deneyini zaten göstermişlerdi.
Senica, "Yaklaşımımızın, elektromanyetik spektrumun kızılötesi ve görünür bölgeleri boyunca diğer yarı iletken lazer türleriyle uygulanmasının da nispeten basit olacağına ve çok çeşitli uygulamaların önünü açacağına inanıyoruz" diyor. "Önemli bir husus, bu tür cihazların gelişmiş ambalajlanmasıyla birlikte mikrodalga özelliklerinin optimize edilmesi olacaktır."
