Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 3 » Статья стр. 482
<<<>>>
Перестраиваемый инфракрасный квантово-каскадный лазер спектрального диапазона 9.6-12.5 μm
Министерство науки и высшего образования РФ , Приоритет 2030
Анфимов Д.Р.1, Голяк И.С.1, Демкин П.П.1, Задорожный Е.Н.1, Винтайкин И.Б.1, Морозов А.Н.1, Фуфурин И.Л.1
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Email: dimananfimov97@gmail.com
Поступила в редакцию: 26 января 2024 г.
В окончательной редакции: 26 января 2024 г.
Принята к печати: 26 января 2024 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.
PDF версия
Представлен перестраиваемый импульсный квантово-каскадный лазер спектрального диапазона 9.6-12.5 μm, излучающий с максимальной мощностью в импульсе 199.8 mW и максимальной средней мощностью 7.57 mW, с шагом перестройки 2 cm-1 и шириной спектральной линии 2 cm-1. Описана принципиальная схема квантово-каскадного лазера, основные составные элементы и их технические характеристики. Описана экспериментальная установка, предназначенная для газовой абсорбционной инфракрасной спектроскопии, состоящая из квантово-каскадного лазера, многоходовой кюветы Эрриота с длиной оптического пути 76 m и двух кадмий-ртуть-теллуровых фотоприемников с термоэлектрическим охлаждением. Приведены результаты измерения спектров пропускания смеси ацетона в азоте с массовой концентрацией 100 ppm. Ключевые слова: квантово-каскадный лазер, кювета Эрриота, схема Литтрова, газовая абсорбционная спектроскопия, сверхрешетка, квантовая яма.
  1. Р.Ф. Казаринов, Р.А. Сурис. ФТП, 5, 797 (1971). [R.F. Kazarinov, R.A. Suris. Sov. Phys. Semicond., 5, 707 (1971).]
  2. C. Gmachl, F. Capasso, D.L Sivco, A.Y. Cho. Rep. Prog. Phys., 64, 1533 (2001). DOI: 10.1088/0034-4885/64/11/204
  3. J. Faist, F. Capasso, D.L. Sivco, C. Sirtori, A.L. Hutchinson, A.Y. Cho. Science, 264, 553 (1994). DOI: 10.1126/science.264.5158.553
  4. F. Capasso. Science, 235, 172 (1987). DOI: 10.1126/science.235.4785.172
  5. Л.А. Скворцов. Применение квантово-каскадных лазеров: состояние и перспективы (Техносфера, М., 2020)
  6. S. Slivken, A. Evans, J. David, M. Razeghi. Appl. Phys. Lett., 81, 4321 (2002). DOI: 10.1063/1.1526462
  7. J. Faist, C. Gmachl, F. Capasso, C. Sirtori, D.L. Sivco, J.N. Baillargeon, A.Y. Cho. Appl. Phys. Lett., 70, 2670 (1997). DOI: 10.1063/1.119208
  8. R. Maulini, M. Beck, J. Faist, E. Gini. Appl. Phys. Lett., 84, 1659 (2004). DOI: 10.1063/1.1667609
  9. A. Mendizabal, P.G. Loges. Proc. SPIE, Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics, Treatment and Environmental Applications XXIII (San Francisco, California, United States, 2023), v. 12372, p. 123720H. DOI: 10.1117/12.2655234
  10. P. Kotidis, E.R. Deutsch, A. Goyal. Proc. SPIE, Micro- and Nanotechnology Sensors, Systems, and Applications VII (Baltimore, United States, 2015), v. 9467, p. 94672S-1. DOI: 10.1117/12.2178169
  11. I.L. Fufurin, A.S. Tabalina, A.N. Morozov, I.S. Golyak, S.I. Svetlichnyi, D.R. Anfimov, I.V. Kochikov. Opt. Eng., 59 (6), 061621 (2020). DOI: 10.1117/1.OE.59.6.061621
  12. И.С. Голяк, А.Н. Морозов, С.И. Светличный, А.С. Табалина, И.Л. Фуфурин. Хим. физика, 38 (7), 3 (2019). DOI: 10.1134/S0207401X19070057 [I.S. Golyak, A.N. Morozov, S.I. Svetlichnyi, A.S. Tabalina, I.L. Fufurin. Russ. J. Phys. Chem. B, 13, 557 (2019). DOI: 0.1134/S1990793119040055]
  13. J.R. Castro-Suarez, M. Hidalgo-Santiago, S.P. Hernandez-Rivera. Appl. Spectr., 69 (9), 1023 (2015). DOI: 10.1366/14-07626
  14. Д.Р. Анфимов, И.С. Голяк, О.А. Небритова, И.Л. Фуфурин. Хим. физика, 41 (10), 1 (2022). DOI: 10.31857/S0207401X22100028 [D.R. Anfimov, I.S. Golyak, O.A. Nebritova, I.L. Fufurin. Russ. J. Phys. Chem. B, 16 (5), 834 (2022). DOI: 10.1134/S1990793122050165]
  15. Д.А. Самсонов, А.С. Табалина, И.Л. Фуфурин. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 4, 103 (2018). DOI: 10.18698/1812-3368-2018-4-103-114
  16. D.B. Kelley, D. Wood, A.K. Goyal, P. Kotidis. Proc. SPIE, Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, and Explosives (CBRNE) Sensing XIX (Orlando, United States, 2018), v. 10629, p. 1062909. DOI: 10.1117/12.2304387
  17. D. Wood, D.B. Kelley, A.K. Goyal, P. Kotidis. Proc. SPIE, Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, and Explosives (CBRNE) Sensing XIX (Orlando, United States, 2018), v. 10629, p. 1062915. DOI: 10.1117/12.2304453
  18. T. Myers, D. Wood, A.K. Goyal, D. Kelley, P. Kotidis, G. Raz, C. Murphy, C. Georgan. Proc. SPIE, Algorithms and Technologies for Multispectral, Hyperspectral, and Ultraspectral Imagery XXIII (Anaheim, United States, 2017), v. 10198, p. 101980C. DOI: 10.1117/12.2262548
  19. A.K. Goyal, D. Wood, V. Lee, J. Rollag, P. Schwarz, L. Zhu, G. Santora. Opt. Eng., 59 (9), 092003 (2020). DOI: 10.1117/1.OE.59.9.092003
  20. A.C. Padilla-Jimenez, W. Ortiz-Rivera, C. Rios-Velazquez, I. Vazquez-Ayala, S.P. Hernandez-Rivera. Opt. Eng., 53 (6), 061611 (2014). DOI: 10.1117/1.OE.53.6.061611
  21. K. Yeh, R. Bhargava. Proc. SPIE, Biomedical Vibrational Spectroscopy (San Francisco, United States, 2016), v. 9704, p. 970406. DOI: 10.1117/12.2230003
  22. L.L. de Boer, T.M. Bydlon, F. van Duijnhoven, M.T.F.D. Vranken Peeters, C.E. Loo, G.A.O. Winter-Warnars, J. Sanders, H.J.C.M. Sterenborg, B.H.W. Hendriks, T.J.M. Ruers. J. Transl. Med., 16, 367 (2018). DOI: 10.1186/s12967-018-1747-5
  23. R. Marbach, H.M. Heise. Appl. Opt., 34 (4), 610 (1995). DOI: 10.1364/AO.34.000610
  24. S. Rassel, C. Xu, S. Zhang, D. Ban. Analyst, 145 (7), 2441 (2020). DOI: 10.1039/C9AN02354B
  25. C. Vranciv c, N. Kroger, N. Gretz, S. Neudecker, A. Pucci, W. Petrich. Anal. Chem., 86, 10511 (2014). DOI: 10.1021/ac5028808
  26. J. Haas, E. Vargas Catalan, P. Piron, M. Karlsson, B. Mizaikoff. Analyst, 143, 5112 (2018). DOI: 10.1039/C8AN00919H
  27. M.J. Norahan, R. Horvath, N. Woitzik, P. Jouy, F. Eigenmann, K. Gerwert, C. Kotting. Anal. Chem., 93, 6779 (2021). DOI: 10.1021/acs.analchem.1c00666
  28. A. Schwaighofer, B. Lendl. Vibrational Spectroscopy in Protein Research. Chapter 3. (Academic Press, Toronto-London-NY., 2020), DOI: 10.1016/B978-0-12-818610-7.00003-7
  29. V.V. Dudelev, D.A. Mikhailov, A.V. Babichev, A.D. Andreev, S.N. Losev, E.A. Kognovitskaya, Yu.K. Bobretsova, S.O. Slipchenko, N.A. Pikhtin, A.G. Gladyshev, D.V. Denisov, I.I. Novikov, L.Ya. Karachinsky, V.I. Kuchinskii, A.Yu. Egorov, G.S. Sokolovskii. Quant. Electron., 50 (2), 141 (2020). DOI: 10.1070/QEL17168
  30. А.В. Бабичев, В.В. Дюделев, А.Г. Гладышев, Д.А. Михайлов, А.С. Курочкин, Е.С. Колодезный, В.Е. Бугров, В.Н. Неведомский, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Д.В. Денисов, А.С. Ионов, С.О. Слипченко, А.В. Лютецкий, Н.А. Пихтин, Г.С. Соколовский, А.Ю. Егоров. Письма в ЖТФ, 45 (14), 48 (2019). [A.V. Babichev, V.V. Dudelev, A.G. Gladyshev, D.A. Mikhailov, A.S. Kurochkin, E.S. Kolodeznyi, V.E. Bougrov, V.N. Nevedomskiy, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, D.V. Denisov, A.S. Ionov, S.O. Slipchenko, A.V. Lutetskiy, N.A. Pikhtin, G.S. Sokolovskii, A.Yu. Egorov. Tech. Phys. Lett., 45, 735 (2019). DOI: 10.1134/S1063785019070174]
  31. T. Fei, S. Zhai, J. Zhang, N. Zhuo, J. Liu, L. Wang, S. Liu, Z. Jia, K. Li, Y. Sun, K. Guo, F. Liu, Z. Wang. J. Semicond., 42 (11), 112301 (2021). DOI: 10.1088/1674-4926/42/11/112301
  32. E.R. Deutsch, P. Kotidis, N. Zhu, A.K. Goyal. Proc. SPIE, Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XI (Baltimore, United States, 2014), v. 9106, p. 91060A. DOI: 10.1117/12.2058544
  33. И.В. Кочиков, А.Н. Морозов, С.И. Светличный, И.Л. Фуфурин. Опт. и спектр., 106 (5), 743 (2009). [I.V. Kochikov, A.N. Morozov, I.L. Fufurin, S.I. Svetlichnyi. Opt. Spectr., 106 (5), 666 (2009). DOI: 10.1134/S0030400X09050075]
  34. A.K. Goyal, P. Kotidis, E.R. Deutsch, N. Zhu, M. Norman, J. Ye, K. Zafiriou, A. Mazurenko. Proc. SPIE, Chemical, Biological, Radiological, Nuclear, and Explosives (CBRNE) Sensing XVI (Baltimore, United States, 2015), v. 9455, p. 94550L. DOI: 10.1117/12.2177527
  35. A. Reyes-Reyes, Z. Hou, E. van Mastrigt, R.C. Horsten, J.C. de Jongste, M.W. Pijnenburg, H.P. Urbach, N. Bhattacharya. Opt. Express, 22 (15), 18299 (2014). DOI: 10.1364/OE.22.018299
  36. И.С. Голяк, Е.Р. Карева, И.Л. Фуфурин, Д.Р. Фуфурин, А.В. Щербакова, О.А. Небритова, П.П. Демкин, А.Н. Морозов. Компьютерная оптика, 46 (4), 650 (2022). DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1058
  37. A. Genner, P. Marti n-Mateos, H. Moser, B. Lendl. Sensors, 20, 1850 (2020). DOI: 10.3390/s20071850
  38. F. Zheng, X. Qiu, L. Shao, S. Feng, T. Cheng, X. He, Q. He, C. Li, R. Kan, C. Fittschen. Opt. Laser Technol., 124, 105963 (2020). DOI: 10.1016/j.optlastec.2019.105963
  39. N. Liu, L. Xu, S. Zhou, L. Zhang, J. Li. Analyst, 146, 3841 (2021). DOI: 10.1039/C9AN02354B
  40. X. Tian, F. Been, P.S. Bauerlein. Environmental Research, 212 (D), 113569 (2022). DOI: 10.1016/j.envres.2022.113569
  41. A. Reyes-Reyes, R.C. Horsten, H.P. Urbach, N. Bhattacharya. Analyt. Chem., 87 (1), 507 (2015). DOI: 10.1021/ac504235e
  42. А.В. Щербакова, Д.Р. Анфимов, И.Л. Фуфурин, И.С. Голяк, И.А. Трапезникова, Е.Р. Карева, А.Н. Морозов. Опт. и спектр., 129 (6), 747 (2021). DOI: 10.21883/OS.2021.06.50986.7k-21 [A.V. Shcherbakova, D.R. Anfimov, I.L. Fufurin, I.S. Golyak, I.A. Trapeznikova, E.R. Kareva, A.N. Morozov. Opt. Spectr., 129 (6), 830 (2021). DOI: 10.1134/S0030400X21060151]
  43. О.А. Небритова, П.П. Демкин, А.Н. Морозов, П.В. Бережанский, Д.Р. Анфимов, И.Л. Фуфурин. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 6, 39 (2023). DOI: 10.18698/1812-3368-2023-6-39-54
  44. I. Fufurin, P. Berezhanskiy, I. Golyak, D. Anfimov, E. Kareva, A. Scherbakova, P. Demkin, O. Nebritova, A. Morozov. Materials, 15, 2984 (2022). DOI: 10.3390/ma15092984
  45. И.С. Голяк, П.В. Бережанский, А.Ю. Седова, Т.А. Гутырчик, О.А. Небритова, А.Н. Морозов, Д.Р. Анфимов, И.Б. Винтайкин, А.А. Коноплева, П.П. Демкин, И.Л. Фуфурин. Опт. и спектр., 131 (6), 825 (2023). DOI: 10.21883/OS.2023.06.55917.109-23
  46. I.L. Fufurin, D.R. Anfimov, E.R. Kareva, A.V. Scherbakova, P.P. Demkin, A.N. Morozov, I.S. Golyak. Opt. Eng., 60 (8), 082016 (2021). DOI: 10.1117/1.OE.60.8.082016
  47. NIST Chemistry WebBook. [Электронный ресурс]. 1996. Дата обновления: 01.2023. URL: https://webbook.nist.gov/chemistry/ (дата обращения: 29.12.2023). DOI: 10.18434/T4D303

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme