Hamamatsu Photonics has successfully developed a quantum cascade laser (QCL) output power by analyzing the generation principle of terahertz waves, using Hamamatsu's own optical design technology, and high{{0}}efficiency diffraction grating external resonators. The world's first QCL module that can generate terahertz waves of any frequency in the range of 0.422THz.
QCL 모듈의 모습
주요 연구 결과
1. 출력 전력은 이전 테라헤르츠 비선형 QCL보다 5배 높습니다. Hamamatsu Photonics는 테라헤르츠 비선형 QCL 내부의 테라헤르츠파 전파 원리를 분석한 결과, 상단 표면과 고저항 실리콘 렌즈를 연결하면{2}}테라헤르츠파 생성 효율이 향상될 수 있음을 발견하고 수정을 활용했습니다. 다년간 축적된 성장 기술. 또한 반도체 공정 기술은 내부 구조를 최적화하여 1THz 주파수 지점에서 최대 출력을{4}}밀리와트 이하 수준으로 증가시킵니다. 이는 기존 비선형 QCL의 5배 이상입니다.
2. The world's first 0.422THz frequency adjustable QCL module. Hamamatsu Photonics has conducted in-depth research on the material of the anti-reflection film on the top surface of the terahertz nonlinear QCL. At the same time, through the unique optical design technology, a matching diffraction grating is set outside the QCL to form a resonator, and the tilt is controlled by electrical appliances. The world's first QCL module capable of generating arbitrary terahertz waves in the range of 0.42 to 2 THz at room temperature has been realized.
주파수 전환 표시
주파수 전환 원리: 테라헤르츠 비선형 QCL에서 방출된{0}중적외선 레이저 빔은 회절 격자에서 반사됩니다. 이 경우 THz파의 주파수 전환은 회절격자를 전기적으로 제어하고 기울기를 변경하여 이루어집니다.
RD 배경
Due to the different components contained in the sample to be tested, the frequency of terahertz waves that are easily absorbed will also be different. Using this characteristic, the research results are expected to be used for quality assessment and non-destructive analysis of samples. In addition, since terahertz waves are higher in frequency than the frequency band used by the high-speed communication standard "5G", this product is also expected to be used for the next generation of "6G" communication.
2018년 Hamamatsu Photonics는 고유한 양자 구조 설계 기술을 활용하여 테라헤르츠 비선형 QCL을 개발했으며, {1}교차 이중 고에너지 상태 설계(AnticrossDAUTM)를 사용합니다. 이 테라헤르츠 비선형 QCL은 테라헤르츠파의 주파수를 변화시켜 시료에 포함된 성분에 따라 조사하고 흡수율에 따라 분석 정확도를 높일 수 있다. 그러나 현재 하나의 모듈에서 주파수 변화를 이룰 수 있는 반도체 레이저 광원은 없다. 따라서 Hamamatsu Photonics는 주파수 변경 QCL 모듈을{3}}연구하고 개발해 왔습니다.
RD 성과 요약
In this research report, Hamamatsu Photonics analyzed the generation principle of terahertz waves in QCL, and optimized the internal structure using crystal growth technology and semiconductor process technology accumulated over the years. At the same time, the principle of terahertz wave propagation inside the QCL was also analyzed, and it was found that the connection between the top surface and the high{{0}}resistance silicon lens can improve the generation efficiency of terahertz waves and increase the output power to more than 5 times that of the past. Combining the unique optical design technology of Hamamatsu Photonics, and matching the QCL with a suitable diffraction grating, an efficient external resonator is formed, and then the inclination is changed by electrically controlling the diffraction grating, thereby realizing the world's first 0.42 A QCL module that generates terahertz waves of arbitrary frequencies in the 2THz range.
이 연구의 결과는 테스트할 샘플에서 서로 다른 구성요소의 흡수 주파수가 다른 경우 모듈을 사용하여 주파수를 전환하고 협대역 테라헤르츠파를 조사하여{0}각 구성요소의 흡수율을 확인하는 것으로 나타났습니다. 의약품, 식품 및 반도체 재료를 개선할 수 있습니다. 비파괴 검사의{1}품질 평가 및 정확성. 또한 기존에 쉽게 식별되지 않았던 플라스틱과 같은 고분자 고분자 재료의 식별에도{2}적용될 것으로 기대됩니다. 다음으로 Hamamatsu Photonics는 THz 파의 안정적이고 연속적인 작동을 달성하는 것을 목표로 QCL의 방열 구조를 심층적으로 계속 연구할 것입니다. THz파는 전파천문 등 우주를 관측하는 분야에서 활용될 것으로 예상되며, 데이터 전송 속도는 초당 수백 기가비트에 달할 전망이다. 초고속{3}}고속{4}}대용량{5}}단거리{6}}무선 통신의 개발 방향에 대한 응용 프로그램입니다.
앞으로 Hamamatsu Photonics는 고유한 MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 활용하여 QCL 모듈을 손가락 끝 크기로 축소할 것입니다.
