Новые дизайны лазерных переходов квантово-каскадных структур ТГц диапазона для получения высокой мощности и для работы при повышенных температурах

Abstract

Предложены два новых дизайна лазерных переходов квантово-каскадных структур на основе GaAs/AlGaAs для получения высокой мощности излучения и увеличения рабочих температур. Первый дизайн основан на использовании двух фотонной схемы лазерных переходов, что обуславливает приближенно в 2 раза более медленное насыщение коэффициента усиления с ростом плотности фотонов и высокую расчетную мощность (~600 мВт) при азотных температурах. Второй дизайн основан на концепции использования рабочих уровней с волновыми функциями, простирающимися на два и более периода структуры, что позволяет увеличить матричный элемент дипольных переходов. При этом, нижний лазерный уровень имеет больший энергетических зазор с инжектором, менее заселен и температурно стабилен по сравнению с традиционными дизайнами, что позволяет ожидать максимальную рабочую температуру ~250 К.