Hamamatsu Photonics has successfully developed a quantum cascade laser (QCL) output power by analyzing the generation principle of terahertz waves, using Hamamatsu's own optical design technology, and high{{0}}efficiency diffraction grating external resonators. The world's first QCL module that can generate terahertz waves of any frequency in the range of 0.422THz.
Hvernig QCL einingin lítur út
Helstu rannsóknarniðurstöður
1. Framleiðsluafl er 5 sinnum hærra en fyrri terahertz ólínuleg QCL. Hamamatsu Photonics greindi meginregluna um útbreiðslu terahertz bylgju innan terahertz ólínulega QCL og komst að því að tenging efsta yfirborðs þess með hár-viðnáms kísillinsu getur bætt myndun skilvirkni terahertz bylgna og nýtti kristal þess vaxtartækni sem safnast hefur upp í gegnum árin. Og hálfleiðaraferlistækni fínstillir innri uppbyggingu til að auka hámarksúttakið við 1THz tíðnipunktinn í undir-millivattastigið, sem er meira en 5 sinnum hærra en hefðbundið ólínulegt QCL.
2. The world's first 0.422THz frequency adjustable QCL module. Hamamatsu Photonics has conducted in-depth research on the material of the anti-reflection film on the top surface of the terahertz nonlinear QCL. At the same time, through the unique optical design technology, a matching diffraction grating is set outside the QCL to form a resonator, and the tilt is controlled by electrical appliances. The world's first QCL module capable of generating arbitrary terahertz waves in the range of 0.42 to 2 THz at room temperature has been realized.
Vísbending um tíðniskipti
Tíðniskiptaregla: Mið-innrauði leysigeislinn sem sendir er frá terahertz ólínulegu QCL endurspeglast í sveigjuristi. Í þessu tilviki er skipt um tíðni THz bylgjunnar með því að stjórna sveigjuristinni rafrænt og breyta hallanum.
RD bakgrunnur
Due to the different components contained in the sample to be tested, the frequency of terahertz waves that are easily absorbed will also be different. Using this characteristic, the research results are expected to be used for quality assessment and non-destructive analysis of samples. In addition, since terahertz waves are higher in frequency than the frequency band used by the high-speed communication standard "5G", this product is also expected to be used for the next generation of "6G" communication.
Árið 2018 þróaði Hamamatsu Photonics terahertz ólínulegan QCL með því að nota einstaka skammtafræðilega hönnunartækni, með því að nota and-crossing dual high-ergy state design (AnticrossDAUTM). Þessi terahertz ólínulega QCL getur breytt tíðni terahertz bylgjunnar og geislað hana í samræmi við íhlutina sem eru í sýninu og síðan bætt greiningarnákvæmni í samræmi við frásogshraðann. Hins vegar er sem stendur enginn hálfleiðari leysir ljósgjafi sem getur náð tíðnibreytingum í einni einingu. Þess vegna hefur Hamamatsu Photonics verið að rannsaka og þróa tíðni-breytingar á QCL einingum.
Yfirlit yfir afrek RD
In this research report, Hamamatsu Photonics analyzed the generation principle of terahertz waves in QCL, and optimized the internal structure using crystal growth technology and semiconductor process technology accumulated over the years. At the same time, the principle of terahertz wave propagation inside the QCL was also analyzed, and it was found that the connection between the top surface and the high{{0}}resistance silicon lens can improve the generation efficiency of terahertz waves and increase the output power to more than 5 times that of the past. Combining the unique optical design technology of Hamamatsu Photonics, and matching the QCL with a suitable diffraction grating, an efficient external resonator is formed, and then the inclination is changed by electrically controlling the diffraction grating, thereby realizing the world's first 0.42 A QCL module that generates terahertz waves of arbitrary frequencies in the 2THz range.
Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna að ef um er að ræða mismunandi frásogstíðni mismunandi íhluta í sýninu sem á að prófa, með því að nota einingu til að skipta um tíðni og geisla þröngum-bands terahertzbylgjum til að athuga frásogshraða hvers efnisþáttar getur bætt lyf, matvæli og hálfleiðaraefni. gæðamat og nákvæmni ó-eyðandi prófana. Að auki er einnig gert ráð fyrir að það verði notað til að auðkenna há-fjölliðaefni eins og plast sem ekki var auðvelt að bera kennsl á áður. Næst mun Hamamatsu Photonics einnig halda áfram að rannsaka hitaleiðni uppbyggingu QCL ítarlega, með það að markmiði að ná stöðugum og samfelldum virkni THz bylgna. Gert er ráð fyrir að THz-bylgjur verði notaðar á sviðum eins og útvarpsstjörnufræði til að fylgjast með alheiminum og gagnaflutningshraðinn nái hundruðum gígabita á sekúndu. Forrit í þróunarátt fyrir ofur-há-hraða og stór-geta þráðlaus fjarskipti í stuttri fjarlægð-.
Í framtíðinni mun Hamamatsu Photonics einnig nýta sína einstöku öreindatæknikerfi (MEMS) tækni til að minnka QCL einingar niður í fingurgóma.
