El láser en cascada cuántica de fuente de terahertz es un láser Semiconductor basado en una estructura de pozo cuántico que puede emitir ondas electromagnéticas en la banda de terahertz.

Análisis de las características funcionales de los láseres cuánticos en cascada de fuentes de terahertz:

1. alta potencia y alta eficiencia

Potencia máxima:

La Potencia de salida del modo de onda continua (cw) puede alcanzar decenas de MW a 100 mw, y la Potencia máxima del modo de pulso puede alcanzar el nivel de vatios.

Eficiencia de conversión electroóptica:

Después de optimizar el diseño del túnel de dopaje y resonancia, la eficiencia puede alcanzar entre el 10% y el 20% (superando con creces las fuentes de luz tradicionales de terahertz como los tubos de retorno).

2. tunabilidad de frecuencias

Ajuste de temperatura:

Al cambiar la temperatura del dispositivo y ajustar la distancia entre los niveles de energía de los pozos cuánticos, se logra un rango de ajuste de frecuencia del 10% al 20%.

Ajuste de tensión:

Se utiliza una corriente de inyección o un campo eléctrico externo para regular la estructura de la banda de energía y ajustar continuamente la frecuencia.

3. alta coherencia y ancho de línea estrecho

Longitud coherente:

La longitud de coherencia puede alcanzar el nivel de metro a la salida del modo único, que es adecuado para imágenes de interferencia de terahertz o análisis espectral.

Control de ancho de línea:

La estructura dfb puede comprimir líneas estrechas de ancho a la magnitud de khz, mejorando la pureza del espectro.

4. capacidad de modulación de alta velocidad

Modulación de corriente directa:

El ancho de banda de respuesta alcanza la magnitud de GHz y admite la comunicación inalámbrica de terahertz de señales de alta velocidad.

Modulación externa:

Después de integrar el regulador de absorción eléctrica, se puede lograr un ancho de banda de modulación de más de 10 ghz.

5. cobertura espectral amplia

Rango de frecuencia:

Cubre de 0,5 a 5 thz (se puede ampliar a más de 10 thz a través del diseño de materiales y la optimización del proceso).

Salida de longitud de onda múltiple:

A través del acoplamiento de múltiples regiones activas o rejillas, se logra una salida simultánea de doble o múltiple longitud de onda.

Ventajas tecnológicas clave de los láseres cuánticos en cascada de fuentes de terahertz:

1. compacto y Portabilidad

Volumen y peso:

El tamaño típico del dispositivo es de solo unos pocos milímetros cuadrados y se puede integrar en equipos portátiles o plataformas no tripuladas a bordo.

Bajo consumo de energía:

El voltaje de conducción suele ser de unos pocos voltios a una docena de voltios, y la corriente es inferior a 1 a, lo que es adecuado para escenarios de suministro de energía de la batería.

2. fuerte adaptabilidad ambiental

Estabilidad de la temperatura:

A través del diseño del disipador de calor (como el disipador de calor de diamante) y el control activo de la temperatura, se puede trabajar de manera estable en un ambiente de - 40 ° C a 80 ° c.

Resistencia a las vibraciones:

Estructura de Estado sólido, sin componentes de vibración mecánica, adecuada para aplicaciones a bordo o espaciales.

3. potencial de integración multifuncional

Integración de sensores y comunicaciones:

El mismo chip puede integrar circuitos de transmisión, recepción y procesamiento de señales para radares de terahertz o pruebas de Seguridad.

Integración de sistemas en chip (soc):

En combinación con el proceso cmos, se realiza la integración única de la fuente de luz de terahertz, el detector y el circuito de procesamiento de señales.