Квантово-каскадные лазеры для спектрального диапазона 8 мкм: технология, дизайн и анализ

B.B. Дюделев^†^а, Е.Д. Черотченко^а, И.И. Врубель^а, Д.А. Михайлов^а, Д.В. Чистяков^а, В.Ю. Мыльников^а, С.Н. Лосев^а, Е.А. Когновицкая^а, А.В. Бабичев^а, А.В. Лютецкий^а, С.О. Слипченко^а, Н.А. Пихтин^а, А.В. Абрамов^а, А.Г. Гладышев^б, К.А. Подгаецкий^в, А.Ю. Андреев^в, И.В. Яроцкая^в, М.А. Ладугин^в, А.А. Мармалюк^в, И.И. Новиков^б, г, В.И. Кучинский^а, Л.Я. Карачинский^б, г, А.Ю. Егоров^б, д, Г.С. Соколовский^а
^аФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Российская Федерация
^бООО "Коннектор Оптикс", ул. Домостроительная, д. 16 литер Б, Санкт-Петербург, 194292, Российская Федерация
^вФГУП «НИИ „Полюс“ им. М.Ф. Стельмаха», ул. Введенского 3, Москва, 117342, Российская Федерация
^гНациональный исследовательский университет ИТМО, Кронверкский просп. 49, лит. А, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация
^дСанкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, ул. Хлопина 8. корп. 3, лит. А, Санкт-Петербург, 194021, Российская Федерация

Квантово-каскадные лазеры (ККЛ) привлекают огромное внимание научного сообщества благодаря широким возможностям их применения в самых различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, здравоохранения, охраны окружающей среды и многих других научных и технических областях. В данной статье, помимо обзора основных применений и состояния разработки и исследований мощных ККЛ среднего инфракрасного диапазона, рассмотрены особенности технологии их изготовления, позволяющие получить высокие пиковые мощности, а также обсуждается влияние перегрева активной области на выходную оптическую мощность и спектральные характеристики. Проведено сравнение характеристик ККЛ с одинаковыми параметрами резонатора, но отличающихся активной областью, созданной на основе согласованных с подложкой или напряжённых гетеропар, что обеспечивает различную величину энергетического барьера между верхним лазерным уровнем и континуумом. Показано, что применение напряжённых гетеропар в активной области ККЛ обеспечивает почти двукратный рост характеристической температуры T₀, а также существенно лучшую эффективность и увеличение максимальной выходной оптической мощности до более чем 21 Вт, что является мировым рекордом для ККЛ спектрального диапазона 8 мкм с одним рабочим полоском.

Текст pdf (555 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.05.039543

Ключевые слова: квантово-каскадный лазер, гетероструктура, средний инфракрасный диапазон, чирп, теплоотвод
PACS: 42.55.Px, 42.60.−v, 78.67.Pt (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.05.039543
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/1/i/
Scopus

2-s2.0-85186555343
ADS NASA

2024PhyU...67...92D
Цитата: Дюделев B B, Черотченко Е Д, Врубель И И, Михайлов Д А, Чистяков Д В, Мыльников В Ю, Лосев С Н, Когновицкая Е А, Бабичев А В, Лютецкий А В, Слипченко С О, Пихтин Н А, Абрамов А В, Гладышев А Г, Подгаецкий К А, Андреев А Ю, Яроцкая И В, Ладугин М А, Мармалюк А А, Новиков И И, Кучинский В И, Карачинский Л Я, Егоров А Ю, Соколовский Г С "Квантово-каскадные лазеры для спектрального диапазона 8 мкм: технология, дизайн и анализ" УФН 194 98–105 (2024)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 3 сентября 2023, одобрена в печать: 22 мая 2023

English citation: Dudelev V V, Cherotchenko E D, Vrubel I I, Mikhailov D A, Chistyakov D V, Mylnikov V Yu, Losev S N, Kognovitskaya E A, Babichev A V, Lutetskiy A V, Slipchenko S O, Pikhtin N A, Abramov A V, Gladyshev A G, Podgaetskiy K A, Andreev A Yu, Yarotskaya I V, Ladugin M A, Marmalyuk A A, Novikov I I, Kuchinskii V I, Karachinsky L Ya, Egorov A Yu, Sokolovskii G S “Quantum cascade lasers for the 8-μm spectral range: technology, design, and analysis” Phys. Usp. 67 92–98 (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.05.039543