ТГц - источник квантового каскадного лазера представляет собой полупроводниковый лазер, основанный на структуре квантовой ловушки и способный излучать электромагнитные волны в терагерцовом диапазоне.

Анализ функциональных характеристик квантового каскадного лазера с терагерцовым источником:

1. Высокая мощность и эффективность

Пиковая мощность:

Выходная мощность режима непрерывных волн (CW) может достигать десятков милливатт до сотен милливатт, а пиковая мощность импульсного режима может достигать ваттного уровня.

Эффективность электрооптического преобразования:

Оптимизируя конструкцию легирования и резонансного туннелирования, эффективность может достигать от 10% до 20% (намного больше, чем традиционные терагерцовые источники света, такие как обратная трубка).

2. Частотная настраиваемость

Температурная настройка:

Изменяя температуру устройства и регулируя расстояние между уровнями квантовой ловушки, достигается диапазон настройки частоты от 10% до 20%.

Настройка напряжения:

Используйте инжекционный ток или дополнительное электрическое поле для регулирования структуры энергетической полосы, непрерывной настройки частоты.

Высокая когерентность и узкая ширина линии

Длина когерентности:

Одномодовый выход имеет длину когерентности до метра и подходит для терагерцовой интерферометрической визуализации или спектрального анализа.

Управление шириной линии:

Структура DFB может сжать узкую линию до величины кГц, повышая чистоту спектра.

4. Возможности высокоскоростной модуляции

Прямая модуляция тока:

Реагирует на диапазон частот до ГГц, поддерживая терагерцовую беспроводную связь с высокоскоростными сигналами.

Внешняя модуляция:

Интегрированный модулятор электрического поглощения обеспечивает пропускную способность модуляции > 10 ГГц.

5. Широкий спектральный охват

Частотный диапазон:

Охват 0,5 - 5 ТГц (может быть расширен до 10 ТГц и выше за счет проектирования материалов и оптимизации процесса).

Многоволновой вывод:

Одновременный выход на двух или нескольких длинах волн осуществляется с помощью многоступенчатой активной зоны или растровой связи.

Ключевые технические преимущества квантовых каскадных лазеров с терагерцовым источником:

Компактность и портативность

Объем и вес:

Типичный размер устройства составляет всего несколько миллиметров и может быть интегрирован в портативные устройства или беспилотные бортовые платформы.

Низкое энергопотребление:

Напряжение привода обычно составляет от нескольких вольт до дюжины вольт, ток < 1 A, подходящий для сценария питания батареи.

2. Высокая экологическая адаптивность

Температурная стабильность:

Благодаря конструкции теплового погружения (например, теплового погружения алмаза) и активному терморегулированию можно стабильно работать в среде - 40°C ~ 80°C.

Антивибрационные свойства:

Полностью твердотельная конструкция, без механических вибрационных компонентов, подходит для автомобильного или космического применения.

3. Потенциал многофункциональной интеграции

Интеграция датчиков и коммуникаций:

Этот же чип может быть интегрирован в схемы передачи, приема и обработки сигналов для терагерцовой РЛС или обнаружения безопасности.

Интеграция систем на чипе (SoC):

В сочетании с технологией CMOS реализуется монолитная интеграция терагерцовых источников света, детекторов и схем обработки сигналов.