Avanços na pesquisa de amplificadores ópticos semicondutores do infravermelho médio

ZHAO Xinlong ,  

LIU Peng ,  

XU Hao ,  

ZUO Chenglong ,  

ZHENG Xianda ,  

FANG Sixue ,  

WANG Yanjing ,  

LI Jinping ,  

LU Huanyu ,  

WANG Lijie ,  

TONG Cunzhu ,  

MENG Bo ,  

摘要

A faixa do infravermelho médio (2-12 μm) cobre muitos picos característicos de absorção molecular, conhecida como "região da impressão digital molecular", e possui um valor estratégico insubstituível em monitoramento ambiental, diagnóstico biomédico, comunicação espacial e segurança nacional. O amplificador óptico de semicondutor (SOA), como o dispositivo ativo central dos sistemas fotônicos do infravermelho médio, tornou-se um suporte tecnológico fundamental para a amplificação da potência da fonte infravermelha média e o processamento de sinais, graças às suas vantagens notáveis, como estrutura compacta, alta eficiência de conversão eletro-óptica, ampla largura de banda de ganho e alta integrabilidade. Este artigo primeiro apresenta o contexto e a trajetória de desenvolvimento da pesquisa sobre amplificadores ópticos semicondutores do infravermelho médio, depois revisa sistematicamente os avanços dos amplificadores baseados em InP, GaSb, bem como outros novos amplificadores semicondutores do infravermelho médio baseados em CdTe, ZnS/ZnSe, InAs, analisando profundamente os princípios de funcionamento dos diferentes meios de ganho, estrutura do dispositivo, características de ganho, soluções de integração e suas limitações de aplicação. Por fim, são apresentadas perspectivas sobre as tendências técnicas e futuras direções de pesquisa, visando oferecer referência teórica para a seleção de dispositivos e inovação tecnológica em sistemas fotônicos do infravermelho médio.

关键词

infravermelho médio; amplificador óptico semicondutor; base InP; base GaSb; cascata quântica

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