A tudós az eddigi leghatékonyabb kvantum kaszkád lézert készíti

Az UCF kutatóinak egy csapata elkészítette a valaha tervezett leghatékonyabb kvantum kaszkád lézert - és úgy végezte el, hogy a lézereket könnyebb gyártani.

volt

A kvantum kaszkád lézerek vagy QCL-ek aprók - kisebbek, mint egy rizsszem, de egy lyukasztót csomagolnak. A hagyományos lézerekhez képest a QCL-ek nagyobb teljesítményt kínálnak, és az infravörös hullámhosszak széles tartományára hangolhatók. Szobahőmérsékleten is használhatók, nagyméretű hűtőrendszerek nélkül.

De mivel nehéz és költséges előállítani őket, a QCL-eket nemigen használják a Védelmi Minisztériumon kívül.

A Közép-Floridai Egyetem csapata Arkadiy Lyakh adjunktus vezetésével egyszerűbb eljárást dolgozott ki az ilyen lézerek létrehozására, összehasonlítható teljesítménnyel és jobb hatékonysággal. Az eredményeket nemrég publikálták az Applied Physics Letters tudományos folyóiratban.

"Az előző rekordot egy kissé egzotikus dizájnnal értük el, amelyet a valóságban kissé nehéz reprodukálni" - mondta Lyakh. "Javítottunk ezen a rekordon, de ami igazán fontos, hogy úgy csináltuk, hogy könnyebb legyen átállítani ezt a technológiát a termelésre. Gyakorlati szempontból fontos eredmény."

Ez nagyobb felhasználást eredményezhet a spektroszkópiában, mint például az infravörös lézerek távérzékelőként történő használata a légkörben lévő gázok és toxinok kimutatására. Lyakh, aki az UCF NanoScience Technológiai Központjával, valamint az Optikai és Fotonikai Főiskolával közös megbeszéléseket folytat, hordozható egészségügyi eszközöket képzel el. Például egy kis QCL-beágyazott eszközt csatlakoztathatunk egy okostelefonhoz, és az egészségi problémák diagnosztizálására használhatjuk a kilégzett levegő egyszerű elemzésével.

"De egy kézi eszköznek a lehető leghatékonyabbnak kell lennie, hogy ne merítse le az akkumulátorát, és ne termeljen sok hőt" - mondta Lyakh.

Az a módszer, amely korábban a legmagasabb hatékonyságot produkálta, a QCL-t olyan szubsztrát tetején tette szükségessé, amely több mint 1000 rétegből áll, mindegyik alig vastagabb, mint egyetlen atom. Mindegyik réteg öt különböző anyag egyikéből állt, ami a gyártást kihívást jelentette.

Az UCF-nél kifejlesztett új módszer csak két különböző anyagot használ fel - gyártási szempontból egyszerűbb kialakítást.

Lyakh 2015 szeptemberében érkezett az UCF-be a kaliforniai székhelyű Pranalytic, Inc.-től, ahol a QCL fejlesztését és gyártását vezette. Kutatócsoportjában az UCF-nél végzett hallgatók voltak Matthew Suttinger, Rowel Go, Pedro Figueiredo és Ankesh Todi, valamint Hong Hsu kutató tudós.