Progrès de la recherche sur les lasers à semi-conducteurs dans la bande de 852 nm

SUN Longlong ,  

TANG Jilong ,  

ZHANG Cong ,  

DAI Qian ,  

SONG Haizhi ,  

WEI Zhipeng ,  

摘要

Le laser à semi-conducteur à 852 nm est étroitement adapté à la transition de la ligne D₂ de l'atome de césium, constituant une source lumineuse clé dans les horloges atomiques au césium, la détection quantique, le contrôle des atomes froids et les systèmes de spectroscopie de précision. Cet article passe en revue les progrès de recherche des lasers à semi-conducteurs dans la bande des 852 nm en matière de système de matériau à puits quantique, de conception de structure de dispositif, d'optimisation des performances clés et d'applications techniques. L'évolution des systèmes AlGaAs/GaAs, InGaAsP/GaAs sans aluminium et InAlGaAs/GaAs est analysée sous l'angle du matériau, clarifiant la relation intrinsèque entre la capacité de confinement des porteurs, la fiabilité des surfaces de cavité, la stabilité thermique et l'efficacité de conversion électro-optique. L'état de développement des types de dispositifs est résumé, incluant le laser à rétroaction distribuée (DFB), le laser vertical à cavité émettant en surface (VCSEL), le laser à rétroaction externe, le laser vertical à cavité externe émettant en surface (VECSEL) et le laser à émission latérale haute puissance, avec une comparaison des différences de performances telles que la largeur de ligne, la puissance, l'efficacité de pente, la stabilité en mode unique et l'intégration système. Enfin, une analyse des produits commerciaux de lasers semi-conducteurs à 852 nm au niveau national et international est présentée, indiquant que le marché intérieur se concentre principalement sur la vente par intermédiaires, le conditionnement de modules et l’intégration des systèmes complets, tandis que les puces cœur et les puces d’amplification dépendent toujours des fournisseurs étrangers. À l'avenir, les lasers semi-conducteurs à 852 nm évolueront vers une largeur de ligne étroite, une haute puissance, une haute efficacité, une large stabilité thermique, une grande fiabilité et une intégration au niveau de la puce, soutenant la nouvelle génération d'horloges atomiques au césium et les systèmes de mesure quantique de précision.

关键词

laser à semi-conducteur; structure à puits quantique; indicateurs de performance clés; horloge atomique au césium

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