Laser xếp tầng lượng tử Terahertz mang lại bước đột phá!

Lĩnh vực công nghệ laser đã có một bước tiến vượt bậc với sự phát triển các thành phần mang tính đột phá cho laser tầng lượng tử terahertz (THz) (QCL).
Và mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu nước ngoài đã thiết kế thành công bộ ghép nối nguyên khối băng thông rộng, được kỳ vọng sẽ xác định lại ứng dụng và hiệu suất của laser lượng tử terahertz, đồng thời mang lại triển vọng phát triển rộng lớn hơn cho lĩnh vực này.
Một cách tiếp cận mới để thiết kế ống dẫn sóng
Bộ ghép đầu ra mới được chế tạo dựa trên ống dẫn sóng lưỡng kim phẳng được thiết kế đặc biệt để giải quyết những thách thức tồn tại lâu dài trong laser lượng tử terahertz, chẳng hạn như thiết kế phản xạ và phát xạ chùm hẹp băng thông rộng. Đặc điểm nổi bật của bộ ghép là khả năng tinh chỉnh độ phản xạ của gương của ống dẫn sóng mà các nhà nghiên cứu đạt được bằng cách định hình các mặt phẳng cuối bằng thuật toán thiết kế nghịch đảo hiệu quả.
Ăng-ten mảng băng thông rộng tích hợp
Hệ thống tạo ra bức xạ laser terahertz được tích hợp chặt chẽ với ăng-ten mảng băng rộng, sự kết hợp của các thành phần giúp phát xạ bề mặt dễ dàng hơn. Toàn bộ hệ thống, bao gồm tất cả các thành phần của nó, được tối ưu hóa để hỗ trợ phổ trải rộng quãng tám trong phạm vi 2-4 terahertz.
Lược tần số Laser mang tính cách mạng
Những tiến bộ này đã được đưa vào sử dụng thực tế trong việc trình diễn lược tần số laser tầng lượng tử terahertz phát ra bề mặt băng thông rộng. Chiếc lược tần số laser đặc biệt này đã chứng tỏ hiệu suất tuyệt vời. Nó có công suất đầu ra lên tới 13 miliwatt (mW), băng thông quang học hơn 800 gigahertz (GHz) và chế độ trường xa một cánh hoa. Ngoài ra, độ phân kỳ chùm tia của nó nhỏ hơn 20 độ theo cả hướng ngang và dọc.
Kết quả nghiên cứu này đóng vai trò then chốt trong điều kiện so khớp pha phi tuyến của máy tạo tham số terahertz (is-TPG), giúp quan sát thành công sóng terahertz được tạo ra theo kiểu xếp tầng. Các nhà nghiên cứu đã kích hoạt dòng thác một cách hiệu quả bằng cách sử dụng chùm hạt công suất cao, dẫn đến việc phát hiện các sóng terahertz bậc cao mới ở gần mặt cuối.
Sự tiến bộ này là một bước ngoặt trong lĩnh vực tìm nguồn sóng terahertz, phát hiện và khuếch đại tham số. Nó không chỉ cải thiện đáng kể công suất đầu ra của nguồn terahertz mà còn mở ra những con đường mới cho việc khám phá lý thuyết về việc tạo sóng terahertz tham số. Bước đột phá lớn này đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực công nghệ laser và mở ra những khả năng hoàn toàn mới cho các ứng dụng terahertz.