Nan kominote syantifik la, mitan -bann enfrawouj la se renome kòm "rejyon anprent molekilè a," kote tranzisyon yo karakteristik vibrasyon ak wotasyon nivo enèji nan pi polyan gaz ak biomolekil yo konsantre. Ekipman deteksyon espektwoskopik ki bati sou QCL yo sèvi kòm pyès ki nan konpitè debaz pou deteksyon anviwònman an, siveyans gaz endistriyèl, dyagnostik medikal ki pa-pwogrese, ak gwo-vitès gratis-kominikasyon optik espas. Sepandan, QCL tradisyonèl mitan-enfrawouj yo fè fas ak plizyè baryè teknolojik depi lontan. Solisyon endikap ki ba-pouvwa yo depann anpil sou pwosesis konplèks semi-izolasyon InP (SI-InP) pou repwann lateral, ki pa sèlman enplike nan fabrikasyon ankonbran ak pwodiksyon chip ki ba, men tou siyifikativman ogmante pri jeneral yo. Anplis de sa, aparèy sa yo jeneralman soufri soti nan dissipation chalè limite ak pèsistans gwo konsomasyon pouvwa, ki fè yo difisil pou adapte yo ak demand yo nan ekipman pòtab ak miniaturized deteksyon jaden.
Pou adrese pwen doulè endistri sa yo, ekip Chèchè Meng Bo nan CIOMP te trase yon nouvo kou lè li te pwopoze yon fason inovatif gid ond QCL "Goblet-ki gen fòm". Konsèp konsepsyon debaz la enplike seleksyon mouye-grave rejyon aktif la pou ke lajè li siyifikativman pi piti pase kouch anwo ak pi ba yo, fòme yon gode inik-tankou kwa-seksyon pwofil. Konsepsyon entegre sa a ansanm rezoud pwoblèm nan fabrikasyon, piki aktyèl, ak jesyon tèmik. Premyèman, li konplètman elimine nesesite pou pwosesis repwann lateral SI-InP a, drastikman bese papòt la pou pwodiksyon an mas ak pri fabrikasyon. Dezyèmman, kenbe lajè anwo CLADDING estrikti a asire inifòm aktyèl piki, anpeche lokalize aktyèl foul moun. Finalman, CLADDING INP pwolonje a kreye plizyè chemen dissipation chalè, efektivman atténu kou boutèy rezistans tèmik ki te koze pa kouch pasivasyon tradisyonèl SiO₂ ak fondamantalman amelyore estabilite operasyon wo -tanperati lazè yo.
Pou verifye posibilite konsepsyon sa a, ekip rechèch la te fabrike plis pase 50 aparèy QCL ki gen fòm goblet-ki diferan gwosè epi li te fè evalyasyon sistematik. Plizyè endikatè kle te rive nan nivo avanse nan mitan estrikti ki sanble. Anba kondisyon tanperati chanm (293 K), yon aparèy 1 mm × 3 μm reyalize yon konsomasyon pouvwa papòt kontinyèl -vag (CW) apeprè 1 W, ak yon konsomasyon pouvwa papòt enpulsyonèl osi ba ke 0.85 W. Tanperati chanm -tanperati CW pouvwa pwodiksyon depase 243 KW, pandan y ap pwodiksyon an depase 243 KW nan tanperati ki ba, 83 mW, ak pouvwa a pwodiksyon enpulsyonèl ogmante a 130 mW. Anplis de sa, aparèy la te demontre ekselan pèfòmans konvèsyon optoelektwonik, reyalize yon chanm -tanperati enpulsyon miray-plòg efikasite (WPE) nan 3.9%, ak pèfòmans konplè matche ak endikap antere pwodwi heterostructure. An tèm de fyab, pandan yon tès operasyon gwo pouvwa san enteripsyon 25 -èdtan, fluctuation pouvwa pwodiksyon an te jis 1.9 mW, totalman valide estabilite tèmik eksepsyonèl estrikti a ak solidite.
Miyò, aparèy ki pi etwat 2 μm-lajè yo te reyalize yon sèl mòd-laze ki estab nan tout seri dinamik aktyèl la, ak yon rapò sipresyon mòd bò-apeprè 20 dB, ki pa egzije okenn longèdonn-eleman selektif. Karakteristik yon sèl-frekans sa a ofri nouvo konesans pou entegre yon sèl-frekans mwayen- sous limyè enfrawouj sou-chip. Istorikman, gwo-pèfòmans mitan- bato lazè enfrawouj yo te depann anpil de pwodwi lòt bò dlo. Dekouvèt teknolojik sa a balanse senplisite pwosesis, konsomasyon pouvwa ki ba, ak segondè fyab, bay yon wout teknolojik otonòm ak gwo potansyèl endistriyalizasyon. Gade pi devan, solisyon sous limyè sa a siyifikativman akselere iterasyon lokalize nan detektè gaz pòtatif, ekipman siveyans anviwònman machin-monte, ak espektwomèt medikal pòtab, pandan y ap pèmèt tou -koupe domèn tankou fotonik ki pa lineyè sou-chip ak deteksyon aleka gaz tras atmosferik.
