Hamamatsu Photonics żviluppa b'suċċess qawwa tal-ħruġ tal-lejżer kaskata kwantistika (QCL) billi analizza l-prinċipju tal-ġenerazzjoni tal-mewġ terahertz, billi uża t-teknoloġija tad-disinn ottiku ta 'Hamamatsu stess, u diffrazzjoni ta' effiċjenza għolja li tħawwad ir-reżonaturi esterni. L-ewwel modulu QCL fid-dinja li jista 'jiġġenera mewġ terahertz ta' kwalunkwe frekwenza fil-medda ta '0.42 ~ 2THz.
Kif jidher il-modulu QCL
Ir-riżultati ewlenin tar-riċerka
1. Il-qawwa tal-ħruġ hija 5 darbiet ogħla mill-QCL tat-terahertz preċedenti. Hamamatsu Photonics analizza l-prinċipju tal-propagazzjoni tal-mewġ terahertz ġewwa l-QCL nonlinear tat-terahertz, u sab li l-konnessjoni tal-wiċċ ta 'fuq tagħha ma' lenti tas-silikon b'reżistenza għolja tista 'ttejjeb l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-mewġ terahertz, u għamlet użu mit-teknoloġija tat-tkabbir tal-kristall tagħha akkumulata matul is-snin. U t-teknoloġija tal-proċess tas-semikondutturi tottimizza l-istruttura interna biex iżżid l-ogħla produzzjoni fil-punt ta 'frekwenza ta' 1THz għal-livell sub-milliwatt, li huwa aktar minn 5 darbiet dak ta 'QCL tradizzjonali mhuxlineari.
2. L-ewwel modulu QCL aġġustabbli tal-frekwenza 0.42 ~ 2THz fid-dinja. Hamamatsu Photonics wettaq riċerka fil-fond dwar il-materjal tal-film kontra r-riflessjoni fuq il-wiċċ ta 'fuq tal-QCL mhuxlineari tat-terahertz. Fl-istess ħin, permezz tat-teknoloġija unika tad-disinn ottiku, gradilja tad-diffrazzjoni li taqbel hija ssettjata barra l-QCL biex tifforma reżonatur, u l-inklinazzjoni hija kkontrollata minn apparat elettriku. L-ewwel modulu QCL fid-dinja li kapaċi jiġġenera mewġ arbitrarju tat-terahertz fil-medda ta '0.42 sa 2 THz f'temperatura tal-kamra ġie realizzat.
Indikazzjoni tal-iswiċċjar tal-frekwenza
Prinċipju ta 'swiċċjar tal-frekwenza: Ir-raġġ tal-lejżer nofs infra-aħmar emess minn terahertz nonlinear QCL huwa rifless fi gradilja ta' diffrazzjoni. F'dan il-każ, l-iswiċċjar tal-frekwenza tal-mewġa THz jinkiseb billi tiġi kkontrollata elettrikament il-gradilja tad-diffrazzjoni u tbiddel l-inklinazzjoni.
Sfond R & D
Minħabba l-komponenti differenti li jinsabu fil-kampjun li għandu jiġi ttestjat, il-frekwenza tal-mewġ tat-terahertz li jiġu assorbiti faċilment tkun ukoll differenti. Bl-użu ta' din il-karatteristika, ir-riżultati tar-riċerka huma mistennija li jintużaw għall-valutazzjoni tal-kwalità u l-analiżi mhux distruttiva tal-kampjuni. Barra minn hekk, peress li l-mewġ terahertz huwa ogħla fil-frekwenza mill-faxxa ta 'frekwenza użata mill-istandard ta' komunikazzjoni b'veloċità għolja "5G", dan il-prodott huwa mistenni wkoll li jintuża għall-ġenerazzjoni li jmiss ta 'komunikazzjoni "6G".
Fl-2018, Hamamatsu Photonics żviluppa QCL mhuxlineari tat-terahertz billi uża t-teknoloġija unika tad-disinn tal-istruttura kwantistika, bl-użu ta 'disinn ta' stat doppju ta 'enerġija għolja anti-crossing (AnticrossDAUTM). Dan il-QCL nonlinear tat-terahertz jista 'jibdel il-frekwenza tal-mewġa ta' terahertz u irradjaha skont il-komponenti li jinsabu fil-kampjun, u mbagħad itejjeb l-eżattezza tal-analiżi skont ir-rata ta 'assorbiment. Madankollu, bħalissa m'hemm l-ebda sors ta 'dawl tal-lejżer semikonduttur li jista' jikseb bidla fil-frekwenza f'modulu wieħed. Għalhekk, Hamamatsu Photonics ilu jirriċerka u jiżviluppa moduli QCL li jbiddlu l-frekwenza.
Sommarju tal-Kisbiet tar-R&Ż
F'dan ir-rapport ta 'riċerka, Hamamatsu Photonics analizza l-prinċipju tal-ġenerazzjoni tal-mewġ terahertz fil-QCL, u ottimizza l-istruttura interna bl-użu tat-teknoloġija tat-tkabbir tal-kristall u t-teknoloġija tal-proċess tas-semikondutturi akkumulata matul is-snin. Fl-istess ħin, il-prinċipju tal-propagazzjoni tal-mewġ terahertz ġewwa l-QCL ġie analizzat ukoll, u nstab li l-konnessjoni bejn il-wiċċ ta 'fuq u l-lenti tas-silikon b'reżistenza għolja tista' ttejjeb l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-mewġ terahertz u żżid il-qawwa tal-ħruġ għal aktar minn 5 darbiet dik tal-passat. Li tgħaqqad it-teknoloġija unika tad-disinn ottiku ta 'Hamamatsu Photonics, u tqabbel il-QCL ma' gradilja xierqa ta 'diffrazzjoni, jiġi ffurmat reżonatur estern effiċjenti, u allura l-inklinazzjoni tinbidel billi tikkontrolla elettrikament il-grating tad-diffrazzjoni, u b'hekk tirrealizza l-ewwel modulu 0.42 ~ QCL fid-dinja li jiġġenera mewġ terahertz ta 'frekwenzi arbitrarji fil-medda ta' 2THz.
Ir-riżultati ta' dan l-istudju juru li fil-każ ta' frekwenzi differenti ta' assorbiment ta' komponenti differenti fil-kampjun li għandu jiġi ttestjat, bl-użu ta' modulu biex taqleb il-frekwenza u l-mewġ terahertz ta' faxxa dejqa irradjata biex tiġi vverifikata r-rata ta' assorbiment ta' kull komponent tista' ttejjeb id-drogi, l-ikel u l-materjali semikondutturi. valutazzjoni tal-kwalità u preċiżjoni tal-ittestjar mhux distruttiv. Barra minn hekk, huwa mistenni wkoll li jiġi applikat għall-identifikazzjoni ta' materjali ta' polimeri molekulari għolja bħall-plastiks li ma kinux identifikati faċilment qabel. Sussegwentement, Hamamatsu Photonics se jkompli jistudja wkoll l-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana ta 'QCL fil-fond, bil-għan li jikseb tħaddim stabbli u kontinwu tal-mewġ THz. Huwa mistenni li l-mewġ THz se jintuża f'oqsma bħall-astronomija tar-radju biex jiġi osservat l-univers, u l-veloċità tat-trażmissjoni tad-dejta se tilħaq mijiet ta 'gigabits kull sekonda. Applikazzjoni fid-direzzjoni tal-iżvilupp ta 'komunikazzjoni mingħajr fili ta' distanza qasira ta 'kapaċità kbira ultra-għolja.
Fil-futur, Hamamatsu Photonics se juża wkoll it-teknoloġija unika tiegħu tas-sistemi mikroelettromekoniċi (MEMS) biex jiċkien il-moduli QCL għad-daqs ta 'ponot tas-swaba'.
