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8: Absorbedores Saturables Semiconductores

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    Hasta ahora solo consideramos absorbedores artificiales saturables, pero por supuesto existe la posibilidad de usar absorbedores reales para modeloqueo. Un candidato destacado para un absorbedor saturable es el material semiconductor, que fue pionero por Islam, Knox y Keller [1] [2] [3] La gran ventaja de usar materiales semiconductores es que el rango de longitud de onda sobre el que operan estos absorbentes se puede elegir por composición de materiales e ingeniería de estructura de banda , si se utilizan heteroestructuras semiconductoras (ver Figura 8.1). A pesar de que la física básica de la dinámica de los portadores en estas estructuras es en gran medida bien entendida [4], el desarrollo real de absorbentes saturables semiconductores para el bloqueo de modo todavía está muy en curso.

    Imagen eliminada debido a restricciones de derechos de autor. Consulte: Keller, U., Física láser ultrarrápida, Instituto de Electrónica Cuántica, Instituto Federal Suizo de Tecnología, ETH Hönggerberg—HPT, CH-8093 Zurich, Suiza. Usado con permiso. Figura 8.1: Brecha de Energía, longitud de onda correspondiente y constante de retícula para diversos semiconductores compuestos. Las líneas discontinuas indican transiciones indirectas.

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    Figura 8.2: Estructura típica de absorbedor saturable de semiconductores. Se cultiva una heteroestructura semiconoductores (aquí Alas/GaAs) sobre una oblea GaAs (20-40 pares). Los espesores de capa se eligen para que sean un cuarto de onda en la longitud de onda central en la que opera el láser. Estas estructuras actúan como Braggmirror de cuarto de onda. Encima del espejo de Bragg se cultiva una capa gruesa de media onda del material de bajo índice (aquí ALAS), que tiene un campo máximo en su centro. Al máximo de campo se incrusta una capa de GaAlAs o una estructura de Pozo Cuántico (MQW) simple o múltiple, que actúa como absorbedor saturable para la longitud de onda operativa del láser. Figura por MIT OCW.

    Una estructura absorbente saturable semiconductora típica se muestra en la Figura 8.2. Una heteroestructura semiconductora (aquí Alas/GaAs) se cultiva en una oblea GaAs- (20-40 pares). Los espesores de capa se eligen para que sean un cuarto de onda en la longitud de onda central en la que opera el láser. Estas estructuras actúan como espejo Bragg de cuarto de onda. Encima del espejo de Bragg, se cultiva una capa gruesa de media onda del material de bajo índice (aquí ALAS), que tiene un campo máximo en su centro. Al máximo de campo, se incrusta una capa de masa de un semiconductor compuesto o una estructura de pozo cuántico (MQW) simple o múltiple, que actúa como un absorbedor saturable para la longitud de onda operativa del láser. El espejo absorbedor sirve como uno de los espejos finales en el láser (ver Figura 8.3).

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    Figura 8.3: El absorbedor saturable semiconductor, montado en un disipador de calor, se utiliza como uno de los espejos finales de cavidad. Un espejo curvo determina el tamaño de punto del rayo láser en el absorbedor saturable y, por lo tanto, escala la fluencia de energía en el absorbedor a una energía intracavitaria dada.

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