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Emisión direccional de alta potencia de los micro láseres con resonadores caóticos
1C. Gmachl, F. Capasso, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho are at Bell Laboratories, Lucent Technologies, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, NJ 07974, USA. E. E. Narimanov and A. D. Stone are in the Department of Applied Physics, Yale University.
Resumen
Los láseres de microcilindros semiconductores con resonadores ópticos deformados logran una potencia y direccionalidad significativamente más altas. Este diseño novedoso utiliza una resonancia de "bow-tie" para mejorar el rendimiento en láseres de cascada cuántica de infrarrojo medio.
Área de la Ciencia:
- Óptica y Fotónica.
- Física de los dispositivos de semiconductores Física de los dispositivos de semiconductores
Sus antecedentes:
- Los láseres semiconductores convencionales a menudo exhiben una direccionalidad y una potencia de salida limitadas.
- Los modos de galería de susurros en los resonadores circulares restringen las características del haz.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar láseres semiconductores de alta potencia y altamente direccionales.
- Para investigar el efecto de los resonadores ópticos deformados en el rendimiento del láser.
Principales métodos:
- Fabricación de láseres de microcilindros semiconductores con secciones transversales deformadas.
- Análisis de los modos de resonancia óptica, específicamente comparando los modos de "arco y corbata" con los de "galería de susurros".
- Medición de la potencia de salida de campo lejano en direcciones favorables.
Principales resultados:
- Se lograron aumentos de potencia de hasta tres órdenes de magnitud en direcciones favorables de campo lejano.
- Demostró un rendimiento superior con la resonancia "bow-tie" en resonadores altamente deformados.
- Se observó una transición de los modos de "galería de susurros" a "arco y corbata" con una deformación creciente.
Conclusiones:
- Los resonadores ópticos de sección transversal deformada permiten mejoras significativas en la potencia y direccionalidad del láser.
- La resonancia "bow-tie" es clave para mejorar el rendimiento en estos nuevos diseños de láser.
- Este concepto de resonador es ampliamente aplicable a varios láseres de semiconductores y materiales de alto índice de refracción.