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2025-01-21 09:37:40太赫茲量子級聯激光器: 太赫茲量子級聯激光器是一種基于量子級聯效應的太赫茲波發射器件。它利用半導體材料中的子帶躍遷和量子級聯過程，實現太赫茲波的高效輻射。該激光器具有頻率可調諧、輸出功率高、相干性好等優點，在太赫茲光譜學、成像、通信等領域有廣泛應用。其工作原理復雜，涉及量子物理、半導體物理等多個學科，是太赫茲技術發展的重要支撐之一。如需更多信息，可訪問儀器網（m.oupniq.cn）深入了解。

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太赫茲量子級聯激光器資訊

0.42~2 THz可調+室溫工作，THz-QCL再拓低頻極限！

太赫茲（THz），鼎鼎大名，特別是在近幾年的光學界中，可以說是“網紅”一般的存在，話題熱度蹭蹭地漲著。

濱松光子學商貿（中國）有限公司 691
2022-04-11
太赫茲 THz-QCL 太赫茲量子級聯激光器

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太赫茲量子級聯激光器問答

2022-03-03 09:27:26濱松成功開發出頻率可變范圍在0.42~2THz量子級聯激光器模塊: 我們通過分析太赫茲波（※1）的產生原理、提高量子級聯激光器（以下簡稱QCL，Quantum Cascade Laser ※2）輸出功率，同時利用濱松自主的光學設計技術，加上高效的外部諧振器（※3），成功開發出了可在0.42~2太赫茲（下簡稱THz，T為1萬億）范圍內產生任意頻率THz波的QCL模塊。本研究成果實現了僅用一個（QCL）模塊通過切換頻率產生窄帶太赫茲波。通過該項應用，可以提高含有可被太赫茲波吸收的藥物成分、食品和半導體材料的質量評估和無損檢測，以及高分子聚合物材料的識別等的準確性。此外，因為在實現超高速的無線通信中需要利用太赫茲波的特性，我們也期待此模塊作為創新型的核心器件應用在未來超高速無線通信中。本次研究成果已刊登在2月22日（星期二）發表在Optica Publishing Group出版的“Photonics Research（光子學研究）”電子版上。此研究的一部分受總務省“戰略信息和通信研究與發展促進項目(SCOPE)”委托（受理號JP195006001）。※1 太赫茲波：頻率約為1THz的電磁波，具有介于無線電波和光之間的特性。※2 QCL：通過在發光層中使用特殊結構，使之與傳統激光器不同，實現在從中紅外到遠紅外的波長區域輸出高功率的半導體光源。※3 外部諧振器：在半導體激光器外部設置衍射光柵來構成諧振器。太赫茲波研發背景由于待測樣品中所含成分各異，對于易于吸收的太赫茲波的頻率也會有所不同，利用這一特性，此次研究成果有望用于樣品的質量評估、無損分析。此外，由于太赫茲波比高速通信標準“5G”所使用的頻段頻率還要高，因此該產品也有望用于下一代“6G”通信。濱松公司在2018年通過利用獨有的量子結構設計技術，采用反交叉雙重高能態設計（AnticrossDAUTM），開發了太赫茲非線性QCL。此太赫茲非線性QCL可以根據樣品中所含的成分，改變太赫茲波的頻率并進行照射，再根據吸收率來提高分析精度。然而，目前還沒有一種半導體激光光源可以在一個模塊實現頻率的變化。因此，我們一直在研究和開發可改變頻率的QCL模塊。研發成果概要此次研究中，我們分析了QCL中太赫茲波的產生原理，并利用多年來積累的晶體生長技術和半導體工藝技術優化了內部結構。此外，我們還分析了太赫茲波在QCL內部傳播的原理，發現頂面與高阻硅透鏡的連接可以提高太赫茲波的產生效率，將輸出功率提高到以往的5倍以上。結合濱松公司獨有的光學設計技術，并給QCL搭配合適的衍射光柵（※4），形成一個高效的外部諧振器，再通過電控制衍射光柵，使傾斜度發生改變，進而實現可在0.42~2THz范圍內產生任意頻率的太赫茲波的QCL模塊。本次研究結果表明，待測樣品中根據其不同成分，吸收頻率不同的情況下，用一個模塊切換頻率并照射窄帶太赫茲波來檢查每種成分的吸收率，可以提高藥物、食品和半導體材料的質量評估和無損檢測的準確性。此外，它還有望應用于之前不易識別的塑料等高分子聚合物材料的識別。接下去，我們也將繼續深入研究QCL的散熱結構，目標實現THz波穩定連續的工作，期待太赫茲波在觀測宇宙空間的射電天文學等領域、數據傳輸速度達到每秒幾百千兆的超高速大容量短距離無線通發展方向上的應用。今后，我們將利用濱松獨有的微機電系統(MEMS)技術，將QCL模塊縮小到指尖大小。※4衍射光柵:利用不同波長的光衍射角度，對不同波長的光進行分類的光學元件。頻率切換原理從太赫茲非線性QCL發射的中紅外激光束在衍射光柵中進行反射。在這種情況下，通過電控制衍射光柵并改變傾斜度來實現THz波的頻率的切換。主要研究成果1、比以往的太赫茲非線性QCL高出5倍的輸出功率我們分析了太赫茲非線性QCL中太赫茲波在內部傳播的原理，發現其頂面與高電阻硅透鏡的連接可以提高太赫茲波的產生效率。此外，通過利用多年來積累的晶體生長技術和半導體工藝技術優化內部結構，我們將1THz頻段的峰值輸出提高到亞毫瓦水平，是傳統非線性QCL的5倍以上。2、該頻率可調范圍為0.42~2 THz的QCL模塊我們在太赫茲非線性QCL頂面的抗反射膜的材料進行了深入研究，同時通過獨有的光學設計技術，在QCL外部設置了匹配的衍射光柵，構成諧振器，再通過電器控制傾斜度，實現了室溫操作下，最低頻率低至0.42～2THz范圍內產生任意太赫茲波的QCL模塊。QCL模塊的外觀

2023-05-17 10:34:38【新品】全球首款帶寬高達20 GHz的量子級聯探測器: 量子級聯探測器(quantum cascade detector, QCD)于21世紀初被提出，是新型的光伏型量子阱紅外探測器。其工作原理基于電子吸收光子后在量子阱的子帶間躍遷并且激發態電子形成無需外加偏置電壓的定向輸運。量子級聯探測器通常由兩種禁帶寬度不同的半導體材料交替生長而成，通過能帶將材料的導帶設計成量子阱結構，其探測波長可覆蓋紅外與太赫茲波段。無外加電場時，量子級聯探測器在無光照條件下不會產生電流（無暗電流），僅在有光子入射的情況下，才會輸出光電流。全球首款高速量子級聯探測器P16309-01一直以來全球范圍內有許多科研機構從事QCD的研究和開發，但在產品化的路上沒有實質性突破。濱松公司利用層壓半導體薄膜所產生的量子效應來實現高截止頻率，針對QCD自身靈敏度偏低的問題，憑借多年的量子結構設計技術以及濱松自有的晶體生長技術和半導體工藝技術，成功推出了全球首款高速量子級聯探測器P16309-01，帶寬高達20 GHz，靈敏度高達1 mA/W。圖1 濱松QCD探測器P16309-01示意圖P16309-01產品特點1、室溫工作，無需制冷；2、峰值波長4.65 μm，靈敏度1 mA/W，探測率1.5*109 cm*Hz1/2/W；3、工作時無需外加電壓，即不需要外部電源；4、緊湊小巧（40*13.7*24 mm），內置聚焦透鏡，便于光路調節；5、截止頻率高達20 GHz（-3dB）。圖2 濱松QCD探測器P16309-01實測信號P16309-01應用范圍1、皮秒級超快現象如植物的光合作用、超大規模集成電路產生的電脈沖、激光器產生的超短激光脈沖等，持續時間小于1 μs的現象稱為超快現象。圖3 物質微觀體系中各瞬態現象的時間尺度2、時間拉伸紅外光譜（Time-stretch infrared spectroscopy）當前紅外光譜儀的最高采樣頻率約1 MHz，這速率對于氣體燃燒、蛋白結構變化等過程來講還是不夠快。基于時間拉伸技術設計的超快紅外光譜儀（又稱色散傅里葉變換紅外光譜儀），可以將檢測速率提升至80 MHz。fs級的混合激光脈沖在FACED系統中被延遲伸展為ns級的時間相關光譜，通過樣品后被量子級聯探測器（QCD）探測。圖4 時間拉伸紅外光譜儀的結構及工作示意圖3、自由空間中紅外通信適用于自由空間光通信的窗口包括0.8 μm、1.55 μm近紅外波段以及4.5~5.2 μm、8~12 μm中紅外波段，長波紅外激光所受到的大氣影響較近紅外激光要小，可以增加系統傳輸距離，提高通信系統穩定性。圖5 自由空間中紅外通信示意圖4、外差探測光信號探測分為直接探測和外差探測兩種。直接探測響應的是信號光強信息，但不響應光波的相位信息，僅適用于強度調制檢測。外差探測是一種光頻相干檢測，基于相干的參考光和入射信號光在光敏面上混頻的原理實現。與直接探測相比，外差探測具有良好的濾波性能、良好的空間和偏振鑒別能力，可以響應信號的振幅、頻率和相位信息。圖6 激光外差探測系統示意圖5、其它潛在應用：細胞分選、中紅外光頻梳圖7 左：細胞分選信號探測示意圖右：中紅外光頻梳示意圖QCD探測系統裝置示意圖QCD探測器信號采集和讀取需要配套高速放大器和示波器，對于放大器的要求帶寬不低于26 GHz，示波器的帶寬不低于16 GHz。圖8 QCD探測系統裝置示意圖量子級聯探測器功耗低、發熱量低，可用于制備低能耗的成像芯片陣列。基于以上優點，量子級聯探測器有望成為微光探測、衛星遙感、星地高速激光通信以及高對比度紅外成像等應用極具前景的紅外探測器。有關濱松量子級聯探測器QCD的介紹就到此結束了，如果還有疑問歡迎在評論區留言，工程師在線真人回復。參考文獻：[1] Kawai, A. , Badarla, V. R. , Hashimoto, K. , Imamura, T. , & Ideguchi, T. . (2019). Time-stretch infrared spectroscopy.文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s42005-020-00420-3#citeas[2] Dougakiuchi T , Akikusa N . Application of High-Speed Quantum Cascade Detectors for Mid-Infrared, Broadband, High-Resolution Spectroscopy.[J]. Sensors (Basel, Switzerland), 2021, 21(17).文章鏈接：https://www.mdpi.com/1424-8220/21/17/5706

2016-11-16 01:41:25如何增大太赫茲量子級聯激光器的功率:

2025-03-25 13:15:14超導量子磁力儀怎么用: 超導量子磁力儀怎么用：深入解析與應用超導量子磁力儀（SQUID）是一種高精度的磁場測量儀器，廣泛應用于物理學、醫學、工程學等多個領域。它能夠檢測極為微弱的磁場，甚至能精確到小于一皮特的量級。本文將詳細介紹超導量子磁力儀的工作原理、使用方法以及在不同領域中的應用，為讀者提供全面的了解。 1. 超導量子磁力儀的工作原理超導量子磁力儀的核心技術基于超導量子干涉效應。通過利用超導材料的零電阻特性，SQUID能夠實現極其靈敏的磁場探測。其核心部分是一個由兩個超導環和一個弱耦合區域（通常是一個窄小的超導島）構成的裝置。由于量子干涉效應，當外部磁場通過這一區域時，會引起磁通量的變化，從而在儀器的輸出端產生相應的電壓變化。通過精密的電子設備，這些微弱的電壓信號被檢測并轉換成可用的磁場數據。 2. 如何使用超導量子磁力儀使用超導量子磁力儀需要對儀器的操作環境和操作步驟有一定了解。SQUID工作時需要在低溫環境下進行，因為其超導特性在常溫下無法發揮作用。通常使用液氮或液氦來冷卻儀器，保持溫度在接近零度的范圍內。在操作過程中，首先將待測物體或樣品置于SQUID的感應區域。通過調節儀器中的電流或磁場源，精確控制磁場的變化范圍。然后，觀察和記錄儀器輸出的信號，數據采集設備會根據這些信號計算出樣品的磁性特征。用戶可以根據實驗的需求，進行多次測量和數據處理，終得出所需的結果。 3. 超導量子磁力儀的應用領域超導量子磁力儀在多個領域中都有廣泛的應用，特別是在高精度磁場測量和醫學成像方面。以下是其主要應用：物理研究：SQUID用于探測和研究微弱的磁場變化，是研究超導、量子力學等高能物理領域不可或缺的工具。醫學成像：在磁共振成像（MRI）技術中，SQUID可用于檢測腦電波活動，幫助神經科學研究人員更深入了解大腦功能。材料科學：SQUID能夠分析材料的磁性屬性，尤其是在開發新型磁性材料時，提供關鍵的實驗數據。地球物理勘探：用于地質勘探中，SQUID可幫助科學家檢測地下礦物和資源的磁場特征，為礦產資源的勘查提供重要數據。 4. 使用超導量子磁力儀的挑戰與前景盡管超導量子磁力儀具有極高的靈敏度，但其應用仍面臨一些技術挑戰。低溫操作要求設備成本較高，且需要高水平的技術支持和維護。儀器的操作復雜性要求用戶具有較強的專業知識和經驗。未來，隨著技術的發展和設備成本的降低，超導量子磁力儀的應用將更加廣泛，特別是在醫學診斷和新型材料研發領域。超導量子磁力儀憑借其的磁場檢測能力，成為了現代科學研究中不可替代的工具。理解其原理、正確使用方法以及應對可能的挑戰，是保證測量精度和有效性的關鍵。隨著技術的不斷進步，我們有理由相信，SQUID將在更多領域發揮更大的作用。

2022-07-28 16:53:37高頻率分辨率選件的太赫茲波時域光譜光電取樣分析系統新登場！: 面向Beyond5G/ADAS應用場景評估分析頻率特性的解決方案這是Advantest太赫茲光學采樣分析系統的一個選項。它適用于評估無線電波吸收器、印刷電路板材料、聚合物材料等的頻率特性，這些材料是下一代無線通信技術（后5G/6G）和用于ADAS（高級駕駛員輔助系統）的毫米波雷達所不可或缺的。可評估毫米波至太赫茲波段，各種材料的傳輸特性（透射率、反射率）和復介電常數。通常在評估各種材料在毫米波和高頻段區域的傳輸特性（透射率、反射率）和復介電常數的時候我們會用到矢量網絡分析儀 (VNA)* ，而如今隨著5G技術的廣泛應用和衍生技術的迭代更新，對于在更寬的帶寬上評估這些特性的需求變得更為迫切。同時在使用VNA評估這些特性時需要設置和校準每個頻段，故此帶來的時間和精力消耗引發了一系列的問題。 TAS7400TS太赫茲光學采樣分析系統新增-高分辨率配件。新配件為無線電波吸收材料和基材的高頻特性評估提供了開創性的測量方法，這對于后5G / 6G的下一代通信技術和ADAS（高級駕駛輔助系統）中使用的毫米波雷達技術而言是很重要的。在新配件的加持下，用戶可以通過使用緊湊的光學采樣系統獲得的更具優勢的測量環境進行測量，從而節省成本和空間。此外，TAS7400TS的掃描測量配件可以分析表面頻率特性，而此次新配件的頻率分辨率和掃描速度是以前產品的5倍，使其成為了評估新材料高頻特性的優良解決方案。系統配置建議（30 GHz 至2 THz）可利用緊湊型設備來測定從毫米波到太赫茲波的電磁特性● 實現380MHz高頻率分辨率● 不需要VNA那樣切換掃頻波段，一次實現寬帶寬（30GHz~2THz）的測定● 40ms的掃描速度對寬帶寬進行掃描● 系統配有透射/反射測量模塊，更容易校準設備● 通過遠程編程功能就能實現二維掃描測量*矢量網絡分析儀（VNA）是通過測量網絡各個端口對頻率/功率掃描測試信號的幅度與相位響應，從而測量器件網絡特性的儀器，它結合了頻譜分析，信號發生以及信號分離等各項技術。應用于芯片測試，微波器件，材料科學，電子通信等基礎性行業和領域。上海五鈴光電科技有限公司地址：上海市寶山區共和新路4995號3號樓2113室