Встановлено новий світовий рекорд для ширини діапазону випромінювання (до 100 нм!) одиночного напівпровідникового лазера

В Дармштадському технічному університеті (Німеччина) встановлений новий світовий рекорд для ширини діапазону випромінювання (до 100 нм!) одиночного напівпровідникового лазера. Розробка може отримати широке застосування оптоволоконного зв’язку і газоанализаторах.

Напівпровідникові лазери з випромінюючою поверхнею мають масу переваг — компактність, високий ККД, низький нагрів і т. п. Крім того, вагомим плюсом таких систем є дуже велике співвідношення довжини резонатора і випромінюючої площі поверховості, що дозволяє а) гнучко переналагоджувати довжину випромінюваної хвилі і б) перетворювати лазери в передавачі, що працюють у відносно широкому діапазоні довжин хвиль.

Німецьким фізикам вдалося домогтися від одиночного напівпровідникового лазера роботи в діапазоні шириною в 100 нм при надзвичайно високій вихідної потужності і гідною спектральної чистоти. Для цього була застосована гнучка мембрана, яка модифікує виходить від світло лазера, майже повністю (на 99%) відбиваючи його назад в активне середовище.

Схема нового напівпровідникового лазера. (Тут і нижче ілюстрації Institute for Microwave Technology and Photonics.)

Нагадаємо: у кожного лазера є пара взаємно орієнтованих дзеркал, відображає виходить з активного середовища світло для багаторазового посилення цієї середовищем світлового випромінювання. Відстань між дзеркалами визначається тим, хвилі якої довжини буде випромінювати установка. Якщо відстань збільшити за рахунок виносу переднього дзеркала трохи далі його звичайного місця розташування, то хвиля може істотно подовжити без зміни обсягу активного середовища. Завдяки рухливості відбиває мембрани налаштування довжини хвилі, на якій випромінює лазер, стає відносно простою операцією.

Головним діапазоном роботи нового лазера стали 1,55 мкм, а це як раз той показник, що використовується в сучасних оптоволоконних системах передачі інформації. А причиною тому — намір розробників запровадити новинку в телекомунікаційній галузі. Сьогодні передача даних по оптичному волокну ведеться за фактично фіксованого діапазону. Зрозуміло, застосування більш широкого діапазону дозволило б різко збільшити пропускну здатність таких каналів. Однак при нинішніх технологіях це ускладнило б передавачі, і їх довелося б складати з безлічі лазерів (що працюють в різних діапазонах).

Нова система дозволяє обійтися, як і раніше, одним лазером, причому практично тієї ж вартості, і одночасно різко наростити пропускну здатність стандартної оптоволоконної лінії.

Пристрій гранично мініатюрно, що дозволяє створювати на його базі компактні газоаналізатори.

Аналогічний лазер з варійованими діапазоном випромінювання в районі 2 мкм дослідники припускають застосувати для створення мініатюрних газоаналізаторів. Саме в цьому діапазоні можна ефективно виміряти вібрацію молекул, наприклад, вуглекислого газу, оскільки випромінювання з цією довжиною хвилі інтенсивніше всього поглинається останнім. Гнучкість діапазону випромінювання дозволяє такому лазерному газоанализатору помічати в повітрі відразу кілька газів, «усваивающих» випромінювання в різних діапазонах.

Підготовлено за матеріалами Дармштадського технічного університету.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *