Вчений створює найефективніший квантовий каскадний лазер за всю історію

Група дослідників UCF створила найефективніший квантово-каскадний лазер, коли-небудь розроблений - і зробила це таким чином, що полегшує виготовлення лазерів.

лазер

Квантові каскадні лазери, або ККЛ, крихітні - менше, ніж зерно рису, - але вони наносять удар. Порівняно з традиційними лазерами, ККЛ мають вищу вихідну потужність і можуть бути налаштовані на широкий діапазон інфрачервоних довжин хвиль. Вони також можуть використовуватися при кімнатній температурі без необхідності використання громіздких систем охолодження.

Але оскільки їх складно і дорого виробляти, ККЛ не надто застосовується поза Міністерством оборони.

Команда Університету Центральної Флориди на чолі з асистентом професором Аркадієм Ляхом розробила більш простий процес створення таких лазерів із порівнянною продуктивністю та кращою ефективністю. Результати були опубліковані нещодавно в науковому журналі Applied Physics Letters.

"Попередній рекорд був досягнутий за допомогою дизайну, який є трохи екзотичним, і його дещо важко відтворити в реальному житті", - сказав Лях. "Ми вдосконалили цей запис, але насправді важливо те, що ми зробили це таким чином, щоб було легше перевести цю технологію на виробництво. З практичної точки зору це важливий результат".

Це може призвести до більш широкого використання в спектроскопії, наприклад, використання інфрачервоних лазерів як віддалених датчиків для виявлення газів і токсинів в атмосфері. Лях, який має спільні зустрічі з Технологічним центром NanoScience UCF та Коледжем оптики та фотоніки, передбачає портативні медичні прилади. Наприклад, невеликий вбудований QCL пристрій можна підключити до смартфона і використовувати для діагностики проблем зі здоров’ям, просто аналізуючи видих, який видихається.

"Але для портативного пристрою він повинен бути максимально ефективним, щоб не розряджати акумулятор і не генерувати багато тепла", - сказав Лях.

Метод, який раніше давав найвищу ефективність, вимагав QCL поверх підкладки, що складається з більш ніж 1000 шарів, кожен з яких ледве товщі, ніж один атом. Кожен шар складався з одного з п’яти різних матеріалів, що робило виробництво складним завданням.

Новий метод, розроблений на UCF, використовує лише два різні матеріали - більш простий дизайн з точки зору виробництва.

Лях прийшов до UCF у вересні 2015 року від Pranalytic, Inc., каліфорнійської технологічної компанії, де керував розробкою та виробництвом QCL. До його дослідницької групи в UCF входили аспіранти Метью Саттінгер, Ровел Го, Педро Фігейредо та Анкеш Тоді, а також вчений Хонг Хсу.