لیزر دیودی آبشار کوانتومی با حفره خارجی (External Cavity QCL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر دیودی آبشار کوانتومی با حفره خارجی (External Cavity QCL) :
External Cavity Quantum Cascade Laser (EC-QCL) ترکیبی از یک چیپ QCL و یک حفره خارجی است که امکان تنظیم گسترده طول موج را فراهم می کند. در این ساختار، یکی از وجوه چیپ QCL با پوشش ضدبازتاب (AR) پوشانده می شود و حفره لیزر بین وجه دیگر چیپ (با بازتابندگی بالا) و یک المان نوری خارجی (مانند توری پراش یا آینه) تشکیل می شود. با چرخش توری، طول موج انتخابی تغییر می کند و لیزر در آن طول موج نوسان می کند.
مکانیزم: چیپ QCL بهره وسیعی در محدوده چند صد نانومتر دارد. حفره خارجی با استفاده از یک توری پراش در پیکربندی Littrow یا Littman-Metcalf، یک بازخورد انتخابی طول موج ایجاد می کند. تنها طول موجی که با زاویه توری مطابقت دارد، به چیپ بازمی گردد و تقویت می شود. با چرخش توری، طول موج بازخورد تغییر کرده و لیزر در آن طول موج جدید کار می کند. پهنای خط EC-QCL می تواند بسیار باریک باشد (چند مگاهرتز) و توان خروجی معمولا چند صد میلی وات است.
مزایای EC-QCL نسبت به QCL معمولی: قابلیت تنظیم طول موج در محدوده بسیار وسیع (تا چند صد نانومتر)، پهنای خط باریک تر، و قابلیت پرش مد (mode-hop-free tuning) در محدوده معین. این ویژگی ها EC-QCL را به ابزاری ایده آل برای طیف سنجی با وضوح بالا تبدیل می کند.
کاربرد اصلی EC-QCL در طیف سنجی جذبی (TDLAS) و طیف سنجی نوری-آکوستیک برای تشخیص چندگانه گازها است. با یک دستگاه می توان چندین گاز مختلف را با تنظیم طول موج شناسایی کرد. همچنین در تحقیقات علمی برای مطالعه دینامیک مولکولی و در سنجش از دور کاربرد دارد. EC-QCLها به طور تجاری در دسترس هستند و به یک ابزار استاندارد در آزمایشگاه های طیف سنجی تبدیل شده اند.
