Les lasers à cascade quantique térahertz connaissent une percée !

Le domaine de la technologie laser a fait un pas de géant avec le développement de composants révolutionnaires pour les lasers à cascade quantique (QCL) térahertz (THz).
Et récemment, un groupe de chercheurs étrangers a conçu avec succès un coupleur monolithique à large bande, qui devrait redéfinir l'application et les performances des lasers quantiques térahertz et ouvrir des perspectives de développement plus larges dans ce domaine.
Une nouvelle approche de la conception de guides d'ondes
Le nouveau coupleur de sortie est construit sur la base d'un guide d'ondes bimétallique plan conçu spécifiquement pour relever les défis de longue date des lasers quantiques térahertz, tels que la conception de la réflectivité et l'émission à large bande et à faisceau étroit. La particularité du coupleur est sa capacité à affiner la réflectivité des miroirs du guide d'ondes, ce que les chercheurs ont obtenu en façonnant les plans d'extrémité à l'aide d'un algorithme de conception inverse efficace.
Antenne réseau patch haut débit intégrée
Le système génère un rayonnement laser térahertz étroitement intégré à une antenne réseau à large bande, une combinaison de composants qui facilite l'émission en surface. L'ensemble du système, y compris tous ses composants, est optimisé pour prendre en charge un spectre s'étendant sur une octave dans la plage 2-4 térahertz.
Peignes de fréquence laser révolutionnaires
Ces avancées ont été mises en pratique dans la démonstration d’un peigne de fréquence laser à cascade quantique térahertz à émission de surface à large bande. Ce peigne à fréquence laser particulier a démontré d'excellentes performances. Il a une puissance de sortie allant jusqu'à 13 milliwatts (mW), une bande passante optique de plus de 800 gigahertz (GHz) et un mode champ lointain à un seul pétale. De plus, la divergence de son faisceau est inférieure à 20 degrés dans les directions horizontale et verticale.
Ce résultat de recherche joue un rôle clé dans les conditions d’adaptation de phase non linéaire du générateur de paramètres térahertz (is-TPG), qui observe avec succès les ondes térahertz générées en cascade. Les chercheurs ont effectivement déclenché la cascade en utilisant un faisceau d'amorçage de haute puissance, ce qui a conduit à la détection de nouvelles ondes térahertz d'ordre supérieur près de la face d'extrémité.
Cette avancée constitue une étape importante dans le domaine de la source d’ondes térahertz, de la détection et de l’amplification des paramètres. Cela améliore non seulement considérablement la puissance de sortie des sources térahertz, mais ouvre également de nouvelles voies pour l’exploration théorique de la génération paramétrique d’ondes térahertz. Cette avancée majeure marque un grand progrès dans le domaine de la technologie laser et ouvre de toutes nouvelles possibilités pour les applications térahertz.