text: 量子級聯鐳射器和遠紅外頻段鐳射的半導體鐳射器。它是由貝爾實驗室哲羅姆·菲斯特、費德里科·卡帕索等人於1994年率先實現。通常的半導體鐳射器是發光的機制是導帶和價帶中的電子空穴對在複合過程中發出光子，而量子級聯鐳射器的原理則是，在多層半導體形成的週期性量子阱超晶格結構中，利用其子能帶之間的電子躍遷發光，這個想法首先由R.F. Kazarinov和R.A. Suris在1971提出，論文題目為《在超晶格結構半導體中實現電磁波放大的可能性》。鐳射型別.儘管量子級聯增益介質可用於產生超發光配置的非相干光，但它最常用於與光學腔結合以形成鐳射。法布里-珀羅鐳射器.這是量子級聯鐳射器中最簡單的一種。 首先用量子級聯材料製造光波導以形成增益介質。 然後切割晶體半導體器件的端部以在波導的任一端上形成兩個平行的反射鏡，從而形成法布里-珀羅諧振器。 從半導體到空氣介面的解理面上的殘餘反射率足以產生諧振器。 法布里-珀羅量子級聯鐳射器能夠產生高功率，但在較高工作電流下通常是多模式。 可以透過改變數子級聯裝置的溫度來主要改變波長。分散式反饋鐳射器.分散式反饋以防止其以不同於所需波長的方式發射。 這迫使鐳射器的單模操作，即使在較高的工作電流下也是如此。 DFB鐳射器可以透過改變溫度來進行調諧，儘管透過脈衝DFB鐳射器可以獲得有趣的調諧變體。 在這種模式下，鐳射的波長在脈衝過程中迅速“啁啾(Chirp)”，從而可以快速掃描光譜區域。外腔量子級聯鐳射器.在外腔量子級聯鐳射器中，量子級聯器件用作鐳射增益介質。 波導小平面中的一個或兩個具有抗反射塗層，其抵抗切割小平面的光學腔作用。 然後將鏡子佈置在量子級聯裝置外部的配置中以產生光學腔。如果在外腔中包括頻率選擇元件，則可以將鐳射發射減少到單個波長，甚至可以調諧輻射。 例如，衍射光柵已被用於製造，其可調諧其中心波長的15％以上。擴充套件調諧裝置.存在幾種僅使用單片整合元件來擴充套件量子級聯鐳射器的調諧範圍的方法。 整合加熱器可以將固定工作溫度下的調諧範圍擴充套件到中心波長的0.7％，透過Vernier效應工作的上層結構光柵可以將其擴充套件到中心波長的4％，相比之下，標準DFB裝置&lt;0.1％。應用.法布里－珀羅可用於光譜應用，如環境氣體和大氣汙染物的遙感和安全應用。 它們最終可用於在能見度差條件下的車輛巡航定速，防撞雷達，工業過程控制，和醫療診斷如呼吸分析儀。 量子級聯鐳射器也用於研究等離子體化學。
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metadata.title: 量子級聯鐳射器
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