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量子级联激光器的原理

量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,简称QCL)是一种新型半导体激光器。 QCL原理 传统的半导体激光器,工作原理都是依靠半导体材料中导带的电子和价带中的空穴复合而激发光子,其激射波长由半导体材料的禁带宽度所决定,由于受禁带宽度的限制,使得半导体激光器难以发出中远红外以及太赫兹波段的激光。 自然界对应能出射中远红外的半导体材料-铅盐系材料,其只能在低温下工作 (低于77K),且输出功率极低,为微瓦级别。为了使半导体激光器也能激射中远红外以及太赫兹波段的光,科研人员跳出了基于半导体材料p-n结发光的理论,提出了量子级联激光器的构想。 量子级联激光器的工作原理为电子在半导体材料导带的子带间跃迁和声子共振辅助隧穿从而产生光放大,其出射波长由导带的子带间的能量差所决定,和半导体材料的禁带宽度无关,因此可以通过设计量子阱层的厚度来实现波长的控制。 ......阅读全文

量子级联激光器的原理及主要应用概述

量子级联激光器的工作原理与通常的半导体激光器截然不同,它打破了传统p-n结型半导体激光器的电子-空穴复合受激辐射机制,其发光波长由半导体能隙来决定。QCL受激辐射过程只有电子参与,其激射方案是利用在半导体异质结薄层内由量子限制效应引起的分离电子态之间产生粒子数反转,从而实现单电子注入的多光子输出,

太赫兹技术里程碑

1994年Federico Capasso和同事卓以和等人在贝尔实验室率先发明量子级联激光器。这被视为半导体激光领域的一次革命。2000年,我国科学家李爱珍(现任美国科学院院士)的课题组在亚洲率先研制出5至8微米波段半导体量子级联激光器,从而使中国进入了掌握此类激光器研制技术的国家行列。  量子级联

太赫兹量子级联激光器和其它重要的半导体源

太赫兹(THz)[1.3]技术涉及电磁学、光电子学、半导体物理学、材料科学以及通信等多个学科。它在信息科学、生物学、医学、天文学、环境科学等领域有重要的应用价值。THz振荡源则是THz频段应用的关键器件。研制可以产生连续波发射的固态半导体振荡源是THz技术研究中最前沿的问题之一。基于半导体的THz辐

长春光机所在低发散角半导体激光器芯片技术上获得突破

  近日,由中科院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室大功率半导体激光器课题组佟存柱研究员承担的中科院知识创新工程领域前沿项目“大功率高亮度光子晶体激光器及列阵”取得了阶段性进展。他们通过布拉格反射波导结构成功将半导体激光快轴(垂直)发散角从40o降低到7.5o,慢轴

毫米波与太赫兹技术

今日推荐文章作者为东南大学毫米波国家重点实验室主任、IEEE Fellow 著名毫米波专家洪伟教授,本文选自《毫米波与太赫兹技术》,发表于《中国科学: 信息科学》2016 年第46卷第8 期——《信息科学与技术若干前沿问题评述专刊》,射频百花潭配图。引言随着对电磁波谱的不断探索, 人类对电子学和光学

鲍捷:量子点能给光栅光谱仪带来什么期望?

  ——专访清华大学电子工程系博士生导师鲍捷  分析测试百科网讯  7月2日出版的英国《自然》杂志上的论文《量子点光谱仪》(A Colloidal Quantum Dot Spectrometer),报道了一种基于胶体量子点纳米材料制作的微型光谱仪,

谁将改变我们的生活?盘点十项具有变革潜质的前沿技术

  你开着混动汽车,通过导航仪找到了特色参观,你在坚固温暖的房子里用手机查看着一周的天气预报,你足不出户就能通过电商买到国外的牛奶,你坐在影院里一边吃着爆米花一边看着最新的3D大片……  虽已习以为常,但我们的生活已确实都被这些曾经的先进技术改变了。在2015年的关口猜想,下一次是谁要改变我们?  

半导体激光器的关键技术有哪些

  半导体激光器的关键技术有哪些   半导体激光器是激光器中可以说是较为实用重要的激光器种类,也广泛应用于印刷业和医学领域,也因此成为了热卖产品,加快了以取代激光打标机市场份额的步伐,非常值得人深思。它是电流注入型半导体PN结光发射器件,具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽,转换效率高、高可靠和易

半导体激光器的关键技术

  半导体激光器是激光器中可以说是较为实用重要的激光器种类,也广泛应用于印刷业和医学领域,也因此成为了热卖产品,加快了以取代激光打标机市场份额的步伐,非常值得人深思。它是电流注入型半导体PN结光发射器件,具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽,转换效率高、高可靠和易于集成等特点,产品波长覆盖范围从40

半导体激光器的关键技术有哪些

  半导体激光器是激光器中可以说是较为实用重要的激光器种类,也广泛应用于印刷业和医学领域,也因此成为了热卖产品,加快了以取代激光打标机市场份额的步伐,非常值得人深思。它是电流注入型半导体PN结光发射器件,具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽,转换效率高、高可靠和易于集成等特点,产品波长覆盖范围从40

刘盛纲院士:执着的“太赫兹”先驱

2016年9月27日,丹麦哥本哈根第41届国际红外毫米波-太赫兹会议(IRMMW-THz)上传来阵阵掌声,国际红外毫米波太赫兹学会将该领域的最高奖——特别贡献奖授予了中科院院士、电子科技大学前校长刘盛纲,以表彰其在本领域的杰出成就。该奖要求获奖者必须获过K.J.Button奖、主持过该会议并是

太赫兹频谱在前沿材料测试领域的应用(一)

就在几年前,太赫兹辐射的商业应用似乎还不够明朗。如果咨询专家:太赫兹辐射有哪些“杀手级”应用?很少有人说的上来。然而,在2018年,太赫兹测量仪器表现出了巨大的市场潜力。民用安全应用领域、无损检测和工业质量控制领域,都可以受益于新一代太赫兹系统的应用。根据实际应用,多种不同类型的技术各具优点

国家基金委发布“十三五”第四批重大项目指南及申请事项

  分析测试百科网讯 近日,国家自然科学基金委员会发布“十三五”第四批8个科学部52个重大项目指南,原文详情如下(具体见附件):科学部项目数量申请项目名称备注数理科学部6最优化问题的人工智能方法项目申请人申请的直接费用预算不得超过2000万元/项力学超材料/结构波动能量输运与调控基于FAST深度观测

太赫兹时域光谱与频域光谱研究综述(四)

除此之外, 还有量子级联激光器、 微波倍频、 气体激光等方法用来产生窄带连续波太赫兹辐射。 表5总结了不同的太赫兹连续波发射源的相关参数对比。表5 太赫兹连续波发射源的比较Table 5 Comparison of terahertz continuous-wave e

太赫兹雷达技术(二)

2.1.2 真空电子学太赫兹雷达太赫兹电真空器件以其高功率输出优势在太赫兹雷达系统发展中具有重要意义。最早关于真空电子学太赫兹雷达的报道是1988年马萨诸塞大学的McIntosh R E等人基于当时真空器件扩展互作用振荡器(Extended Interaction Oscillator, EIO

太赫兹雷达技术空间应用与研究进展

太赫兹技术是目前信息科学技术研究的前沿与热点领域之一,近几年来,受到世界各国研究机构的广泛关注,科学家们开展了许多基础研究与应用研究方面的工作,这一新技术的科学价值预示着它具有蓬勃的生命力和美好的发展前景[1]。太赫兹雷达是太赫兹波在军事领域应用研究中最重要的研究方向之一,目前主要开展的是主动式太赫

与光同行——第一届滨松中国光技术交流会专题报告

  分析测试百科网讯 2016年8月25日,值滨松中国成立5周年之际,与光同行——第一届滨松中国光技术交流会在北京环球贸易中心开幕。8月26日,分析仪器及检验医学应用技术、微型化智能创新应用等专题报告会召开。滨松各事业部工程师以及高校、企业专业人士为大家带来了精彩的报告。  专题报告会现场  分析仪

更快,更精细的分子指纹

  越来越强大、复杂的中红外(MIR)光源的出现,如量子级联激光器,激发了人们对“分子指纹”的兴趣。“原则上,使用这种激光光谱学可以让科学家探测生物样品中的单个键振动,从而在复杂的生物系统中创建一个独特的、类似指纹的整个分子组合特征。”但在这样的测量中,来自分子标记的微弱信号可能会消失在用于激发分子

浙江大学发表7篇CNS,在材料,生命科学等领域取进展

  截止2019年10月10日,浙江大学在Cell,Nature及Science上发表了7篇重要研究成果,iNature系统总结了这些成果:  【1】高熵合金是一类材料,其中包含五个或更多近似等原子比例的元素。它们非常规的成分和化学结构有望实现前所未有的机械性能组合。这类合金的合理设计取决于对几乎无

众学者齐聚南京分享新仪器与新技术

  分析测试百科网讯 2016年12月17日-19日,2016年全国生命分析化学学术大会在南京国际展览中心召开。在新仪器与新技术分会上,中科院大连物化所仪器分析化学研究室主任关亚风、清华大学化学系教授何彦、浙江大学化学系教授方群等10余位近期开发了新仪器和新技术的专家学者为在场参会代表带来精彩报告。

中科院发布改革开放四十年40项标志性重大科技成果

  二 面向国家重大需求(15项,不含专用领域)  16 载人航天与探月工程的科学与应用  中科院是中国载人航天与探月工程的发起者、组织者之一,是科学与应用目标的提出者和实施者,50余家院属单位承担了大量重要工程任务和多项协作配套任务,突破了大批关键核心技术,为工程实施提供了强有力科技支撑。  在载

“实”中前行 第22届全国光谱仪器学术研讨会鹭岛开幕

  分析测试百科网讯 2018年12月14日,由厦门大学与中国仪器仪表学会分析仪器分会光谱仪器专业委员会联合主办,分析测试百科网协办的“第二十二届全国光谱仪器学术研讨会”在厦门福佑大饭店隆重召开(相关报道:分析仪器分会光谱仪器专业委员会于厦门成功召开),本次大会邀请国内外光谱领域著名专家学者出席,交

科学家发现一种新的晶体生长模式——反应导向的取向聚集

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员秦晓英课题组与研究员杨勇、曾雉以及中南大学、西安交通大学、中国科学技术大学、广东工业大学、日本东北大学等科研机构研究人员合作,发现了一种新的晶体生长模式,相关结果在Cell Press旗下的期刊Matter (DOI: https://doi

一周国际要闻:“分区供电法”可大幅提高激光器效率

  本周焦点  室温下工作的量子内存问世  如果没有简单高效的量子内存,量子计算机和量子密码都只能停留在实验室中,但需要精密的试验设备和复杂的冷却技术进行支撑的传统内存一直以来都是量子技术的短板。波兰华沙大学的物理学家开发出一种结构简单、性能优异的新型量子内存,主要元件是一个直径2.5厘米

共129项获奖!2019年度国家科学技术奖项目拟提名公示

  分析测试百科网讯 近日,教育部公示了2019年度国家科学技术奖项目(通用项目)拟提名名单,其中国家最高科学技术奖5项,分别是北京科技大学葛昌纯,电子科技大学刘盛纲,西安交通大学姚嘉,北京大学陈佳洱,武汉大学李德仁;自然科学奖59项,技术发明奖25项,科技进步奖40项。  原文如下:教育部拟提名2

这种单分子成像新技术可实现纳米晶体高速成像

  一种不依赖荧光发射体的单分子成像新技术可能会在纳米技术、光子学和光伏技术中找到许多应用。该技术是由巴塞罗那的研究人员开发的,其工作原理是在室温下检测单个量子点的受激发射。它的速度使得可以在整个吸收和发射周期内追踪电荷载流子的数量。单分子成像技术已广泛应用于生物学。迄今为止,它们完全基于检测被成像

Made in China!2020中国光学领域社会影响力事件,谁是你最爱

  2020年,注定是不平凡的一年,突如其来的新冠肺炎疫情对我们的经济和社会都造成了严重的影响。尽管如此,我国科学家仍以实验室为战场,争分夺秒,奋力拼搏,取得了一个又一个新突破、新发现。  2020 中国光学领域十大社会影响力事件(Light10)评选活动的推出就是为了追寻中国光学领域的那些高“光”

10位青年获优秀论文奖 光谱大会圆满落幕

  分析测试百科网讯 2018年9月14日,全国光谱大会(报道:创新与机遇 感知光谱技术分析仪器的发展)第二日专题报告会由湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学教授吴海龙、中国科学技术大学教授张群、浙江大学控制科学与工程学院高级工程师金伟、珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司亚太区产品总监康瑜容、北

拉曼光谱、红外光谱、XPS的工作原理和应用(一)

      拉曼光谱的原理及应用  拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是:  CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本

冷镱原子精密光谱的研究进展

  1 引言  20 世纪末,科学家们利用激光实现了原子的冷却和囚禁,并因此荣获1997 年诺贝尔物理学奖。将冷原子应用于光谱测量可极大提高光谱的精度和分辨率,非常适合用来精确研究原子的内部结构和物理性质,检验基础物理规律和探索新的物理。一方面,原子经过激光冷却后运动速度减小,可冷却至μK、nK甚至