Onderzoekers hebben een nieuw type midden-infraroodlaser ontwikkeld die twee keer zo efficiënt is als bestaande apparaten. De lasers, die werken op golflengten tussen 3 en 5 micrometer, kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder spectroscopie, detectie en beeldvorming.

De nieuwe lasers zijn gebaseerd op een ontwerp dat een quantum cascade laser (QCL) wordt genoemd. QCL's zijn halfgeleiderlasers die licht uitzenden via een proces dat intersubbandovergangen wordt genoemd, waarbij elektronen tussen energieniveaus binnen het halfgeleidermateriaal bewegen. Door de halfgeleiderstructuur zorgvuldig te ontwerpen, kunnen onderzoekers de golflengte van het uitgezonden licht controleren.

De nieuwe QCL's zijn gemaakt van een materiaal genaamd indium galliumarsenide (InGaAs). Dit materiaal heeft een hoge brekingsindex, waardoor de lasers zeer compact gemaakt kunnen worden. Bovendien hebben de lasers een lage drempelstroom, wat betekent dat ze op een laag vermogensniveau kunnen worden gebruikt.

De onderzoekers testten de nieuwe lasers en ontdekten dat ze twee keer zo efficiënt waren als bestaande midden-infrarood QCL's. De lasers hadden ook een hoog uitgangsvermogen en een smalle lijnbreedte.

De nieuwe lasers kunnen in een verscheidenheid aan toepassingen worden gebruikt, waaronder:

* Spectroscopie:Midden-infraroodlasers kunnen worden gebruikt om de concentratie van moleculen in een monster te identificeren en te meten. Deze informatie kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals kwaliteitscontrole, omgevingsmonitoring en medische diagnostiek.

* Sensing:Midden-infraroodlasers kunnen worden gebruikt om de aanwezigheid van specifieke moleculen in de lucht te detecteren. Deze informatie kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals beveiliging, omgevingsmonitoring en medische diagnostiek.

* Beeldvorming:Midden-infraroodlasers kunnen worden gebruikt om afbeeldingen van objecten te maken. Deze informatie kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals medische beeldvorming, niet-destructief onderzoek en beveiliging.

De nieuwe lasers zijn een aanzienlijke vooruitgang op het gebied van midden-infraroodlasertechnologie. Ze bieden een aantal voordelen ten opzichte van bestaande apparaten, waaronder een hogere efficiëntie, een hoger uitgangsvermogen en een smallere lijnbreedte. Deze voordelen maken de nieuwe lasers ideaal voor een verscheidenheid aan toepassingen op het gebied van spectroscopie, detectie en beeldvorming.