太赫茲源量子級(jí)聯(lián)激光器是一種基于量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器,能夠發(fā)射太赫茲波段的電磁波。
太赫茲源量子級(jí)聯(lián)激光器功能特性分析:
1. 高功率與高效率
峰值功率:
連續(xù)波(CW)模式輸出功率可達(dá)數(shù)十毫瓦至上百毫瓦,脈沖模式峰值功率可達(dá)瓦級(jí)。
電光轉(zhuǎn)換效率:
優(yōu)化摻雜和共振隧穿設(shè)計(jì)后,效率可達(dá)10%~20%(遠(yuǎn)超傳統(tǒng)太赫茲光源如返波管)。
2. 頻率可調(diào)諧性
溫度調(diào)諧:
通過(guò)改變器件溫度,調(diào)節(jié)量子阱能級(jí)間距,實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)諧范圍達(dá)10%~20%。
電壓調(diào)諧:
利用注入電流或外加電場(chǎng)調(diào)控能帶結(jié)構(gòu),連續(xù)調(diào)諧頻率。
3. 高相干性與窄線(xiàn)寬
相干長(zhǎng)度:
單模輸出時(shí)相干長(zhǎng)度可達(dá)米級(jí),適用于太赫茲干涉成像或光譜分析。
線(xiàn)寬控制:
DFB結(jié)構(gòu)可壓窄線(xiàn)寬至kHz量級(jí),提升頻譜純度。
4. 高速調(diào)制能力
直接電流調(diào)制:
響應(yīng)帶寬達(dá)GHz量級(jí),支持高速信號(hào)的太赫茲無(wú)線(xiàn)通信。
外部調(diào)制:
集成電吸收調(diào)制器后,可實(shí)現(xiàn)>10 GHz的調(diào)制帶寬。
5. 寬光譜覆蓋
頻率范圍:
覆蓋0.5~5 THz(可通過(guò)材料設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化擴(kuò)展至10 THz以上)。
多波長(zhǎng)輸出:
通過(guò)多段有源區(qū)或光柵耦合,實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)同時(shí)輸出。
太赫茲源量子級(jí)聯(lián)激光器關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì):
1. 緊湊性與便攜性
體積與重量:
典型器件尺寸僅幾毫米見(jiàn)方,可集成到手持式設(shè)備或無(wú)人機(jī)載平臺(tái)。
低功耗:
驅(qū)動(dòng)電壓通常為幾伏至十幾伏,電流<1 A,適合電池供電場(chǎng)景。
2. 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)
溫度穩(wěn)定性:
通過(guò)熱沉設(shè)計(jì)(如金剛石熱沉)和主動(dòng)溫控,可在-40°C~80°C環(huán)境中穩(wěn)定工作。
抗振動(dòng)性能:
全固態(tài)結(jié)構(gòu),無(wú)機(jī)械振動(dòng)部件,適合車(chē)載或航天應(yīng)用。
3. 多功能集成潛力
傳感與通信一體化:
同一芯片可集成發(fā)射、接收和信號(hào)處理電路,用于太赫茲雷達(dá)或安防檢測(cè)。
片上系統(tǒng)集成(SoC):
結(jié)合CMOS工藝,實(shí)現(xiàn)太赫茲光源、探測(cè)器和信號(hào)處理電路的單片集成。
