Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

До потужних і компактних терагерцових спектрометрів

Anonim

Трохи більша, ніж куполообразная, нещодавно розроблена частотна гребінка (спектр якої містить елементи, розташовані однаково на відстані) забезпечує потужне джерело світла, що охоплює частоти понад 550 ГГц загальною потужністю 5 мВт. В основі частоти гребенів лежать терагерцові (THz) квантові каскадні лазери (QCL), які мають перевагу як високої потужності (у формі випромінювання THz) так і широкосмугових можливостей (оскільки QCL мають виграш у більш широкому діапазоні частот )

реклама


Хоча надзвичайно корисний, терагерцовий спектр традиційно залишається невикористаним, незважаючи на його корисність у сферах, починаючи від фізики до біології через великі розміри та вартість систем. Частотні гребінці є потужним інструментом для високоточних вимірювань та спектроскопії. Поєднання цих двох елементів для створення комбінованої частоти, що створює довгохвильове світло в терагерцовому діапазоні, може служити корисним джерелом випромінювання для різних застосувань в області зображення, діагностики, дистанційного зондування та визначення молекулярних «відбитків пальців» надзвичайно складних молекул.

Дослідники Массачусетського технологічного інституту та Національної лабораторії Сандия виготовили високопродуктивні QCL і об'єднали їх у пристрій для демонстрації нових, потужних широкосмугових траєрхітних частот. Скасовуючи дисперсію довжини хвилі всередині порожнини (через гофроване травлення лазера), завдяки довгохвильовим хвилям до кінця порожнини, перш ніж відображати назад, може утворитися міцна гребінка, тоді як короткохвильові хвилі відбиваються раніше.

Це створює частотні гребені, що охоплюють частотний діапазон майже 500 ГГц, з більш ніж 70 лініями 3, 5 тг. Частота пропускання частоти гребенів охоплює 14% від центральної частоти. Це найбільша дробна пропускна здатність інтегрованих комбінованих напівпровідникових струн на сьогодні, що дозволяє припустити, що аналогічні методи можуть бути використані для поліпшення частоти гребенів на довжинах хвиль, відмінних від терагерц, таких як серединна інфрачервона. Для кількісного вимірювання ефективності лазерних частот гребенів та вимірювання ефективності утворення гребінця була використана похідна спектроскопії Фур'є-перетворення, спектроскопія Фур'є-перетворення (СВІФТ) з перемішеними хвильовими інтерференційними перетвореннями (SWIFT). Використовуючи внутрішньоквадратичне змішування, ці лазери можуть компактно виміряти частоту одномодових лазерів без необхідності створення високошвидкісного детектора терагерца або зовнішнього твердотільного лазера.

реклама



Джерело історії:

Матеріали надаються Департаментом енергетики, Канцелярія науки . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. Давид Бергхоф, Цунг-Ю Као, Нінгрен Хан, Чун Ванг Іван Чан, Сяоуей Кай, Ян Ян, Дарен Дж. Хейтон, Цзянь-Ронг Гао, Джон Л. Рено, Цін Ху. Терехерц Лазерна частота гребенів . Nature Photonics, 2014; 8 (6): 462 DOI: 10.1038 / nphoton.2014.85