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太赫兹源量子级联激光器是一种基于量子阱结构的半导体激光器

更新时间:2025-06-18      点击次数:149
  太赫兹源量子级联激光器是一种基于量子阱结构的半导体激光器,能够发射太赫兹波段的电磁波。
  太赫兹源量子级联激光器功能特性分析:
  1. 高功率与高效率
  峰值功率:
  连续波(CW)模式输出功率可达数十毫瓦至上百毫瓦,脉冲模式峰值功率可达瓦级。
  电光转换效率:
  优化掺杂和共振隧穿设计后,效率可达10%~20%(远超传统太赫兹光源如返波管)。
  2. 频率可调谐性
  温度调谐:
  通过改变器件温度,调节量子阱能级间距,实现频率调谐范围达10%~20%。
  电压调谐:
  利用注入电流或外加电场调控能带结构,连续调谐频率。
  3. 高相干性与窄线宽
  相干长度:
  单模输出时相干长度可达米级,适用于太赫兹干涉成像或光谱分析。
  线宽控制:
  DFB结构可压窄线宽至kHz量级,提升频谱纯度。
  4. 高速调制能力
  直接电流调制:
  响应带宽达GHz量级,支持高速信号的太赫兹无线通信。
  外部调制:
  集成电吸收调制器后,可实现>10 GHz的调制带宽。
  5. 宽光谱覆盖
  频率范围:
  覆盖0.5~5 THz(可通过材料设计和工艺优化扩展至10 THz以上)。
  多波长输出:
  通过多段有源区或光栅耦合,实现双波长或多波长同时输出。
  太赫兹源量子级联激光器关键技术优势:
  1. 紧凑性与便携性
  体积与重量:
  典型器件尺寸仅几毫米见方,可集成到手持式设备或无人机载平台。
  低功耗:
  驱动电压通常为几伏至十几伏,电流<1 A,适合电池供电场景。
  2. 环境适应性强
  温度稳定性:
  通过热沉设计(如金刚石热沉)和主动温控,可在-40°C~80°C环境中稳定工作。
  抗振动性能:
  全固态结构,无机械振动部件,适合车载或航天应用。
  3. 多功能集成潜力
  传感与通信一体化:
  同一芯片可集成发射、接收和信号处理电路,用于太赫兹雷达或安防检测。
  片上系统集成(SoC):
  结合CMOS工艺,实现太赫兹光源、探测器和信号处理电路的单片集成。
 

 

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