Azken ikerketak bi koloreko erdieroale laserrei buruz
Erdieroaleen disko laserrak (SDL laserrak), kanpoko barrunbe bertikaleko gainazaleko igorpen laserrak (VECSEL) bezala ere ezagunak, arreta handia erakarri dute azken urteotan. Erdieroaleen irabaziaren eta egoera solidoko erresonadoreen abantailak konbinatzen dituzte. Ez ditu soilik modu bakarreko euskarriaren igorpen-eremuaren mugak modu eraginkorrean arintzen, baita erdieroaleen banda-tarte malguaren diseinua eta materialaren irabazi handiko ezaugarriak ere baditu. Aplikazio-eszenatoki sorta zabal batean ikus daitezke, hala nola zarata gutxikoetan.lerro-zabalera estuko laserrairteera, errepikapen handiko pultsu ultra-laburren sorrera, harmonikoen sorrera eta sodio gida-izarren teknologia, etab. Teknologiaren aurrerapenarekin, eskakizun handiagoak ezarri dira uhin-luzeraren malgutasunari dagokionez. Adibidez, uhin-luzera bikoitzeko argi-iturri koherenteek aplikazio-balio handia erakutsi dute sortzen ari diren arloetan, hala nola interferentziaren aurkako lidar, interferometria holografikoa, uhin-luzera banaketa bidezko multiplexazio komunikazioa, infragorri ertain edo terahertz sorrera eta kolore anitzeko maiztasun-orrazi optikoak. Nola lortu distira handiko kolore bikoitzeko igorpena erdieroale-disko laserretan eta nola kendu eraginkortasunez uhin-luzera anitzen arteko irabazi-lehia beti izan da ikerketa-zailtasun bat arlo honetan.
Duela gutxi, kolore bikoitzekoaerdieroale laserraTxinako taldeak txiparen diseinu berritzaile bat proposatu du erronka honi aurre egiteko. Ikerketa numeriko sakon baten bidez, aurkitu dute tenperaturarekin lotutako putzu kuantikoen irabazi-iragazketa eta erdieroaleen mikrobarrunbeen iragazketa-efektuak zehatz-mehatz erregulatzeak kolore bikoitzeko irabaziaren kontrol malgua lortzea espero dela. Horretan oinarrituta, taldeak 960/1000 nm-ko distira handiko irabazi-txipa diseinatu zuen arrakastaz. Laser honek oinarrizko moduan funtzionatzen du difrakzio-mugaren ondoan, irteerako distira 310 MW/cm²sr ingurukoa izanik.
Erdieroale diskoaren irabazi-geruza mikrometro gutxi batzuetako lodiera baino ez du, eta Fabry-Perot mikrobarrunbe bat sortzen da erdieroale-aire interfazearen eta beheko aldean banatutako Bragg islatzailearen artean. Erdieroale mikrobarrunbea txiparen barneko iragazki espektral gisa tratatzeak kuantikoaren putzuaren irabazia modulatuko du. Bitartean, mikrobarrunbearen iragazketa-efektuak eta erdieroaleen irabaziak tenperatura-desbideratze-tasa desberdinak dituzte. Tenperatura-kontrolarekin konbinatuta, irteerako uhin-luzeraren kommutazioa eta erregulazioa lor daiteke. Ezaugarri hauetan oinarrituta, taldeak kuantikoaren putzuaren irabazi-gailurra 950 nm-tan kalkulatu eta ezarri zuen 300 K-ko tenperaturan, irabazi-uhin-luzeraren tenperatura-desbideratze-tasa 0,37 nm/K ingurukoa izanik. Ondoren, taldeak txiparen luzetarako murrizketa-faktorea diseinatu zuen transmisio-matrizearen metodoa erabiliz, gutxi gorabehera 960 nm eta 1000 nm-ko gailur-uhin-luzerekin, hurrenez hurren. Simulazioek agerian utzi zuten tenperatura-desbideratze-tasa 0,08 nm/K-koa baino ez zela. Hazkunde epitaxialerako metal-organikoen lurrun-deposizio kimikoaren teknologia erabiliz eta hazkunde-prozesua etengabe optimizatuz, kalitate handiko irabazi-txipak fabrikatu dira arrakastaz. Fotolumineszentziaren neurketaren emaitzak guztiz bat datoz simulazioaren emaitzekin. Karga termikoa arintzeko eta potentzia handiko transmisioa lortzeko, erdieroale-diamante txiparen ontziratze-prozesua gehiago garatu da.
Txip-ontziratzea amaitu ondoren, taldeak laser-errendimenduaren ebaluazio osoa egin zuen. Funtzionamendu jarraituaren moduan, ponpa-potentzia edo bero-hustugailuaren tenperatura kontrolatuz, igorpen-uhin-luzera malgutasunez doi daiteke 960 nm eta 1000 nm artean. Ponpa-potentzia tarte jakin baten barruan dagoenean, laserrak uhin-luzera bikoitzeko funtzionamendua ere lor dezake, 39,4 nm-ko uhin-luzera tartearekin. Une horretan, uhin-potentzia jarraitu maximoa 3,8 W-ra iristen da. Bitartean, laserrak oinarrizko moduan funtzionatzen du difrakzio-mugaren ondoan, 1,1eko M²-ko izpi-kalitate faktorearekin eta 310 MW/cm²sr inguruko distirarekin. Taldeak laser-en uhin-errendimendu kuasi-jarraituaren ikerketa ere egin zuen.laserraMaiztasun-baturaren seinalea arrakastaz behatu zen LiB₃O₅ kristal optiko ez-lineala barrunbe erresonantean sartuz, uhin-luzera bikoitzen sinkronizazioa baieztatuz.
Txip diseinu burutsu honen bidez, iragazki kuantikoen eta mikrobarrunbeen iragazkiaren konbinazio organikoa lortu da, kolore bikoitzeko laser iturriak gauzatzeko diseinu oinarriak ezarriz. Errendimendu adierazleei dagokienez, txip bakarreko kolore bikoitzeko laser honek distira handia, malgutasun handia eta irteera koaxial zehatza lortzen ditu. Bere distira nazioarteko mailan dago txip bakarreko kolore bikoitzeko erdieroale laserren arloan. Aplikazio praktikoari dagokionez, lorpen honek kolore anitzeko lidarraren detekzio zehaztasuna eta interferentziaren aurkako gaitasuna eraginkortasunez hobetzea espero da ingurune konplexuetan, bere distira handia eta kolore bikoitzeko ezaugarriak aprobetxatuz. Maiztasun orrazi optikoen arloan, bere uhin-luzera bikoitzeko irteera egonkorrak laguntza funtsezkoa eman dezake neurketa espektral zehatza eta bereizmen handiko sentsore optikoa bezalako aplikazioetarako.
Argitaratze data: 2025eko irailaren 23a