A diferència dels enfocaments de modelatge estàndard, un equip d'investigadors dirigit pels professors Giacomo Scalari i Jerome Faist del Departament de Física de l'ETH Zurich i el professor Christian Jirauschek de la Universitat Tècnica de Munic, va crear un làser semiconductor monolític amb una freqüència de repetició ajustable de 4 a 16 GHz. I, curiosament, el seu enfocament hauria de funcionar per a altres làsers semiconductors i longituds d'ona d'emissió làser.
Per aconseguir-ho, els investigadors van utilitzar un làser de cascada quàntica (QCL) de terahertz (THz) per produir pintes de freqüència coherents. Tot i que és ben sabut que els QCL THz es poden utilitzar per generar pintes, el desenvolupament recent de l'equip de QCL THz planaritzats amb propietats de microones millorades els va animar a explorar la forta modulació de la cavitat làser mitjançant microones externes-i van descobrir diversos règims nous d'operació làser de semiconductors.
"El nostre dispositiu es basa en un QCL THz planaritzat. El seu material de regió activa consisteix en un superreixat d'arsenur de gal·li (GaAs) / arsenur de gal·li d'alumini (AlGaAs), hòstia-unida a un substrat portador de GaAs", explica Urban Senica, que en aquell moment era doctorat. estudiant a l'ETH Zurich, però ara és becari postdoctoral al Laboratori d'Òptica a nanoescala de la Universitat de Harvard. "Mitjançant la fotolitografia i el gravat en sec, es defineix una guia d'ona de cresta activa i posteriorment es planaritza amb el benzociclobutè de polímer de baixa -pèrdua (BCB). Una guia d'ones s'intercala verticalment entre dues capes de metal·lització esteses, que limiten els modes òptics i de microones i actuen com a contactes elèctrics per esbiaixar el dispositiu làser".
Per aconseguir-ho, els investigadors van utilitzar un làser de cascada quàntica (QCL) de terahertz (THz) per produir pintes de freqüència coherents. Tot i que és ben sabut que els QCL THz es poden utilitzar per generar pintes, el desenvolupament recent de l'equip de QCL THz planaritzats amb propietats de microones millorades els va animar a explorar la forta modulació de la cavitat làser mitjançant microones externes-i van descobrir diversos règims nous d'operació làser de semiconductors.
"El nostre dispositiu es basa en un QCL THz planaritzat. El seu material de regió activa consisteix en un superreixat d'arsenur de gal·li (GaAs) / arsenur de gal·li d'alumini (AlGaAs), hòstia-unida a un substrat portador de GaAs", explica Urban Senica, que en aquell moment era doctorat. estudiant a l'ETH Zurich, però ara és becari postdoctoral al Laboratori d'Òptica a nanoescala de la Universitat de Harvard. "Mitjançant la fotolitografia i el gravat en sec, es defineix una guia d'ona de cresta activa i posteriorment es planaritza amb el benzociclobutè de polímer de baixa -pèrdua (BCB). Una guia d'ones s'intercala verticalment entre dues capes de metal·lització esteses, que limiten els modes òptics i de microones i actuen com a contactes elèctrics per esbiaixar el dispositiu làser".
Comunicacions, espectroscòpia i aplicacions de detecció per endavant
Gràcies als seus làsers modelats de forma contínua i àmpliament ajustables, hi ha moltes aplicacions potencials per a comunicacions, espectroscòpia i detecció. "Per al domini del temps, el tren de polsos coherent es pot sincronitzar amb un senyal de microones extern arbitrari o una línia de retard ajustable", diu Senica. "Per al domini de la freqüència, l'espaiat del mode ajustable dins de la pinta de freqüència pot tancar qualsevol buit espectral".
De fet, Senica i els seus col·legues ja van demostrar un experiment d'espectroscòpia d'absorció que només requeria un simple detector d'intensitat-en lloc d'un instrument d'espectròmetre de mida-taula.
"Creiem que el nostre enfocament també serà relativament senzill d'implementar amb altres tipus de làsers semiconductors a les regions infrarojes i visibles de l'espectre electromagnètic i obrirà el camí per a una gran varietat d'aplicacions", diu Senica. "Un aspecte important seran les propietats optimitzades del microones, juntament amb l'embalatge avançat d'aquests dispositius".
