Viimastel aastatel on kesk-infrapuna valdkonna uuringute keskmes olnud miniatuursed ja kõrge efektiivsusega keskmise infrapuna laserid, millel on suur tähtsus kesk-infrapuna spektroskoopilises tuvastamises, ülitundlikus molekulaarses kaugseires ja reaalajas keskkonnaseires. Mittelineaarsel sagedusmuundamisel põhinevaid kiibil põhinevaid kesk-infrapunalasereid peetakse kvantkaskaadlaserite kõrval üheks paljutõotavamaks lahenduseks miniatuursete kesk-infrapunalaserite jaoks, kuna need suudavad saavutada ülilairiba spektraalväljundit ja ülilühikese impulsi ergastamist. Praegused seda tüüpi keskmise infrapuna laserite uuringud keskenduvad aga peamiselt ränil, germaaniumil jne põhinevatele kolmanda järgu mittelineaarsetele lainejuhiplatvormidele, mille realiseerimiseks on sageli vaja keerulist ja peent lainejuhi dispersioonimodulatsiooni ning miniatuurseid resonantsõõnsusi koos kõrgekvaliteediliste teguritega. kõrge efektiivsusega keskmise infrapuna laserväljund. Seetõttu on mittelineaarsel sagedusmuundamisel põhineva lihtsa ja tõhusa kiibil asuva keskmise infrapuna laseri genereerimise otsimine tehniline väljakutse, mis tuleb kiiresti lahendada.
Ülaltoodud peamistest vajadustest ja väljakutsetest lähtuvalt on Liang Houkuni meeskond Sichuani ülikooli elektroonika- ja infotehnoloogiakoolist koos Yang Huani meeskonnaga Shenzheni tehnikaülikoolist esimest korda edukalt ellu viinud kaksikmurduvate kristallide integreerimise kiibil. tuginedes juhtpõhimõttele, et "materjali teist järku mittelineaarne reaktsioon on palju suurem kui kolmanda järgu mittelineaarne reaktsioon", ja kombineerituna olemasolevate küpsete tehnoloogiatega, nagu vahvlite sidumine, optiline poleerimine ja laseriga otsekirjutamine. arendada suure efektiivsusega kiibil olevaid kaksikmurduvaid kristalle. Kombineerides olemasolevaid küpseid tehnoloogiaid, nagu vahvlite sidumine, optiline poleerimine ja laseriga otsekirjutamine, oleme esimest korda edukalt ellu viinud kaksikmurdvate kristallide kiibile integreerimise ja välja töötanud uue keskmise infrapuna lainejuhi platvormi, mis põhineb mittelineaarsel sagedusmuundamisel. Lainejuhi suuruse disaini abil, mis põhineb kaksikmurduval faasisobitamisel, realiseeritakse madala lävega kõrge efektiivsusega lairiba häälestatav pika lainepikkusega keskmise infrapuna laser, mis parandab kvantkonversiooni efektiivsust kahe suurusjärgu võrra kuni 74% võrreldes laseriga. traditsiooniline ühekäiguline mittelineaarne sagedusmuunduri valgusallikas, mis põhineb hulgikristallil ja vähendab olemasolevat keskmise infrapuna laseri genereerimise künnist ühe suurusjärgu võrra. See töö annab uue uurimissuuna järgmise põlvkonna kõrge efektiivsusega keskmise infrapuna laseri genereerimiseks ja soodsa juhise teiste kaksikmurdvate kristallide miniaturiseerimiseks. Artikkel on avaldatud ajakirjas Nature Communications avaldatud ajakirjas Nature Communications 74% kvantefektiivsusega χ (2) lainejuhis.
Liang Houkuni meeskond Sichuani ülikoolis on teinud märkimisväärseid edusamme uudsete kiibil asuvate keskmise infrapunalaserite uurimisel.
Lainejuhi valmistamise vooskeem
Seadme skeem ja väljundlaseri omadused
See töö annab uue uurimissuuna järgmise põlvkonna kõrge efektiivsusega keskmise infrapuna laseri genereerimiseks ning annab ka soodsaid juhiseid teiste kaksikmurdvate kristallide miniaturiseerimiseks.
