O laser em cascade quântica de fonte de terahertz é um laser semicondutor baseado na estrutura de armadilha quântica que é capaz de emitir ondas eletromagnéticas na faixa de terahertz.

Análise das características funcionais do laser em cascade quântica de origem terahertz:

1. Alta potência e eficiência

Potência máxima:

O modo de onda contínua (CW) oferece potência de saída de dezenas a centenas de milliwatts, e o modo de pulso oferece potência de pico de até watts.

Eficiência de conversão elétrica:

Depois de otimizar o design de doping e túnel de ressonância, a eficiência pode chegar a 10% ~ 20% (muito superior às fontes de luz terahertz tradicionais, como tubos de retorno).

2. Tunabilidade de frequência

Ajuste de temperatura:

Alterando a temperatura do dispositivo, ajustando o espaço de nível de energia da armadilha quântica, alcançando a faixa de sintonia de frequência de 10% ~ 20%.

Ajuste de tensão:

Utilizando a corrente de injeção ou campo elétrico adicional para regular a estrutura da faixa de energia, sintonização contínua da frequência.

3. Alta coerência e largura de linha estreita

Comprimento coerente:

Os comprimentos de coerência em saída de modo único podem ser alcançados em graus de DM e são adequados para imagens de interferência de terahertz ou análise espectral.

Controle da largura da linha:

A estrutura DFB estreita a largura da linha até a escala de kHz, aumentando a pureza do espectro.

4. Capacidade de modulação de alta velocidade

Modulação de corrente direta:

Largura de banda de resposta até GHz, suportando comunicações sem fio em terahertz para sinais de alta velocidade.

Modulação externa:

Uma largura de banda modular de > 10 GHz é possível após a integração de um modulador de absorção elétrica.

5. Cobertura de espectro amplo

Frequência:

Cobertura de 0,5 a 5 THz (escalável para mais de 10 THz através de design de materiais e otimização de processo).

Saída de comprimento de onda múltiplo:

Realize uma saída simultânea de comprimentos de onda duplos ou múltiplos através de acoplamento de zona ativa ou raster múltiplo.

Principais vantagens tecnológicas do laser em cascade quântico de origem terahertz:

Compactão e portabilidade

Volume e peso:

O tamanho típico do dispositivo é de apenas alguns milímetros quadrados e pode ser integrado a dispositivos portáteis ou plataformas de drones.

Baixo consumo de energia:

A tensão de acionamento é geralmente de alguns volts a dezenas de volts, com uma corrente < 1 A, adequada para cenários de alimentação por bateria.

2. Forte adaptabilidade ambiental

Estabilidade de temperatura:

O design de afundamento térmico (como afundamento térmico de diamante) e o controle de temperatura ativo permitem operar de forma estável em ambientes de -40 ° C a 80 ° C.

Resistência à vibração:

Estrutura totalmente sólida, sem componentes mecânicos vibrantes, adequada para aplicações automotivas ou espaciais.

Potencial de integração multifuncional

Integração de sensores e comunicações:

O mesmo chip pode integrar circuitos de transmissão, recepção e processamento de sinais para radar terahertz ou detecção de segurança.

Integração de sistemas em chip (SoC):

Integração de um único chip para fontes de luz terahertz, detectores e circuitos de processamento de sinal em combinação com o processo CMOS.