বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের মধ্যে, মধ্য-ইনফ্রারেড ব্যান্ডটি "আণবিক আঙ্গুলের ছাপ অঞ্চল" হিসাবে পরিচিত, যেখানে বেশিরভাগ গ্যাস দূষণকারী এবং জৈব অণুর বৈশিষ্ট্যগত কম্পন এবং ঘূর্ণন শক্তি স্তরের রূপান্তর ঘনীভূত হয়। QCLs-এর উপর নির্মিত স্পেকট্রোস্কোপিক সনাক্তকরণ সরঞ্জাম পরিবেশগত রিমোট সেন্সিং, ইন্ডাস্ট্রিয়াল গ্যাস মনিটরিং, নন-ইনভেসিভ মেডিক্যাল ডায়াগনস্টিকস, এবং উচ্চ-স্পীড ফ্রি-স্পেস অপটিক্যাল যোগাযোগের মূল হার্ডওয়্যার হিসেবে কাজ করে। যাইহোক, প্রথাগত মধ্য-ইনফ্রারেড QCLগুলি দীর্ঘকাল ধরে একাধিক প্রযুক্তিগত বাধার সম্মুখীন হয়েছে। মূলধারার কম-শক্তি সমাধানগুলি জটিল আধা-ইনসুলেটিং InP (SI-InP) পাশ্বর্ীয় পুনঃবৃদ্ধি প্রক্রিয়াগুলির উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে, যেগুলি শুধুমাত্র কষ্টকর উত্পাদন এবং কম চিপ ফলনকে জড়িত করে না বরং সামগ্রিক খরচগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে৷ উপরন্তু, এই ডিভাইসগুলি সাধারণত সীমিত তাপ অপচয় এবং ক্রমাগত উচ্চ শক্তি খরচে ভোগে, যা বহনযোগ্য এবং ক্ষুদ্রাকৃতির ক্ষেত্র সনাক্তকরণ সরঞ্জামগুলির চাহিদাগুলির সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া কঠিন করে তোলে।
এই শিল্পের ব্যথার পয়েন্টগুলিকে মোকাবেলা করার জন্য, CIOMP-তে গবেষক মেং বো-এর দল উদ্ভাবনীভাবে "গবলেট-আকৃতির" ওয়েভগাইড QCL প্রস্তাব করে একটি নতুন কোর্স তৈরি করেছে৷ মূল নকশার ধারণার মধ্যে রয়েছে বেছে বেছে ভিজে-সক্রিয় অঞ্চলকে এচিং করা যাতে এর প্রস্থ উপরের এবং নীচের ক্ল্যাডিং স্তরগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট হয়, যা ক্রস-বিভাগীয় প্রোফাইলের মতো একটি অনন্য গবলেট তৈরি করে। এই সমন্বিত নকশা একই সাথে উত্পাদন, বর্তমান ইনজেকশন এবং তাপ ব্যবস্থাপনায় বাধাগুলি সমাধান করে। প্রথমত, এটি SI-InP পাশ্বর্ীয় পুনঃগ্রোথ প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তাকে সম্পূর্ণরূপে বাদ দেয়, ব্যাপকভাবে উৎপাদন এবং উৎপাদন খরচের থ্রেশহোল্ড কমিয়ে দেয়। দ্বিতীয়ত, অপরিবর্তিত প্রশস্ত উপরের ক্ল্যাডিং কাঠামো ইউনিফর্ম কারেন্ট ইনজেকশন নিশ্চিত করে, স্থানীয় বর্তমান ভিড় প্রতিরোধ করে। অবশেষে, বর্ধিত InP ক্ল্যাডিং একাধিক তাপ অপচয়ের পথ তৈরি করে, কার্যকরভাবে ঐতিহ্যগত SiO₂ প্যাসিভেশন স্তরগুলির কারণে তাপ প্রতিরোধের বাধা প্রশমিত করে এবং লেজারগুলির উচ্চ{10}}তাপমাত্রা অপারেশনাল স্থায়িত্বকে মৌলিকভাবে উন্নত করে।
এই নকশার সম্ভাব্যতা যাচাই করার জন্য, গবেষণা দল 50টিরও বেশি গবলেট-বিভিন্ন আকারের QCL ডিভাইস তৈরি করেছে এবং পদ্ধতিগত মূল্যায়ন করেছে। একাধিক মূল সূচক অনুরূপ কাঠামোর মধ্যে উন্নত স্তরে পৌঁছেছে। ঘরের তাপমাত্রা (২৯৩ কে) অবস্থার অধীনে, একটি 1 মিমি × 3 μm ডিভাইস একটি ক্রমাগত-তরঙ্গ (CW) থ্রেশহোল্ড পাওয়ার খরচ অর্জন করেছে প্রায় 1 ওয়াট, একটি স্পন্দিত থ্রেশহোল্ড পাওয়ার খরচ কম 0.85 ওয়াট। ঘরের-তাপমাত্রা কম তাপমাত্রায় CW7 2 মিলিমিটার তাপমাত্রায় বিদ্যুত খরচ হয় 243 কে, সর্বাধিক CW আউটপুট শক্তি 83 মেগাওয়াটে পৌঁছেছে এবং স্পন্দিত আউটপুট শক্তি 130 মেগাওয়াটে বেড়েছে। উপরন্তু, ডিভাইসটি চমৎকার অপটোইলেক্ট্রনিক রূপান্তর কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করেছে, একটি রুম-তাপমাত্রা স্পন্দিত প্রাচীর-প্লাগ কার্যকারিতা (WPE) 3.9% অর্জন করেছে, মূলধারার সমাহিত হেটারোস্ট্রাকচার পণ্যগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ কর্মক্ষমতা সহ। নির্ভরযোগ্যতার পরিপ্রেক্ষিতে, 25-ঘন্টা নিরবচ্ছিন্ন উচ্চ-শক্তি অপারেশন পরীক্ষার সময়, আউটপুট পাওয়ার ওঠানামা ছিল মাত্র 1.9 মেগাওয়াট, যা সম্পূর্ণরূপে কাঠামোর ব্যতিক্রমী তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং দৃঢ়তাকে বৈধ করে।
লক্ষণীয়ভাবে, সংকীর্ণ 2 μm-প্রশস্ত ডিভাইসগুলি স্থিতিশীল একক-মোড স্থির করে সমগ্র গতিশীল বর্তমান পরিসর জুড়ে, যার একটি পার্শ্ব-মোড দমন অনুপাত প্রায় 20 dB, কোনো তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রয়োজন নেই-নির্বাচিত উপাদান৷ এই একক-ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্যটি একক-ফ্রিকোয়েন্সি মিড-চিপে ইনফ্রারেড আলোর উত্সগুলিকে একীভূত করার জন্য নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে৷ ঐতিহাসিকভাবে, উচ্চ-পারফরম্যান্স মিড-ইনফ্রারেড লেজার চিপগুলি বিদেশী পণ্যগুলির উপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল। এই প্রযুক্তিগত অগ্রগতি প্রক্রিয়া সরলতা, কম শক্তি খরচ, এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা ভারসাম্য বজায় রাখে, শক্তিশালী শিল্পায়ন সম্ভাবনা সহ একটি স্বায়ত্তশাসিত প্রযুক্তিগত পথ প্রদান করে। সামনের দিকে তাকিয়ে, এই আলোর উত্স সমাধানটি হ্যান্ডহেল্ড গ্যাস ডিটেক্টর, গাড়ির-মাউন্ট করা পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ সরঞ্জাম, এবং পোর্টেবল মেডিকেল স্পেকট্রোমিটারগুলির স্থানীয় পুনরাবৃত্তিকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করবে বলে আশা করা হচ্ছে, সেইসঙ্গে অন{18}}চিপ ননলিনিয়ার ফোটোনিকস এবং ট্র্রমোসেনসিং ট্র্রমোসেনসিং-এর মতো অত্যাধুনিক ক্ষেত্রগুলিকে শক্তিশালী করবে।
