RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 5, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Январь

←  →

Конференции и симпозиумы


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

†  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  а,  б,  в,  в,  в,  в,  в,  б, г,  а,  б, г,  б, д,  а
а Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Российская Федерация
б ООО "Коннектор Оптикс", ул. Домостроительная, д. 16 литер Б, Санкт-Петербург, 194292, Российская Федерация
в ФГУП «НИИ „Полюс“ им. М.Ф. Стельмаха», ул. Введенского 3, Москва, 117342, Российская Федерация
г Национальный исследовательский университет ИТМО, Кронверкский просп. 49, лит. А, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация
д Санкт-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)
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/
2-s2.0-85186555343
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, 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

Список литературы (60) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (1) Похожие статьи (20)

  1. Vaks V L et al Proc. SPIE 9934 99340E (2016)
  2. Cousin P et al Instrumentation and Measurement Technologies for Water Cycle Management (Springer Water, Eds A D Mauro, A Scozzari, F Soldovieri) (Cham: Springer, 2022) p. 251-277
  3. Nabiev S S, Palkina L A The Atmosphere and Ionosphere: Elementary Processes, Monitoring, and Ball Lightning (Physics of Earth and Space Environments, Eds V L Bychkov, G V Golubkov, A I Nikitin) (Cham: Springer, 2014) p. 113-200
  4. Moravek A et al Atmos. Meas. Tech. 12 6059 (2019)
  5. Kolker D B et al 2022 Intern. Conf. Laser Optics, ICLO, 20-24 June 2022, Saint Petersburg, Russian Federation
  6. Kumar C, Patel N Proc. SPIE 8268 826802 (2012)
  7. Schwarm K K et al Appl. Phys. B 126 9 (2020)
  8. Вакс В Л и др УФН 184 739 (2014); Vaks V L et al Phys. Usp. 57 684 (2014)
  9. Takeuchi E B et al Proc. SPIE 6741 674104 (2007)
  10. Yang K et al Electron. Lett. 57 665 (2021)
  11. Gopinath S, Ashok P, Ganesh Madhan M Laser Phys. Lett. 18 065301 (2021)
  12. Pang X et al Phys. Status Solidi A 218 2000407 (2021)
  13. Казаринов Р Ф, Сурис Р А ФТП 5 797 (1971); Kazarinov R F, Suris R A Sov. Phys. Semicond. 5 707 (1971)
  14. Faist J et al Science 264 553 (1994)
  15. Vurgaftman I et al J. Phys. D 48 123001 (2015)
  16. Grillot F et al Proc. SPIE 12430 1243005 (2023)
  17. Meyer J R et al Photonics 7 (3) 75 (2020)
  18. Nguyen Van H et al Photonics 6 (1) 31 (2019)
  19. Loghmari Z et al Appl. Phys. Lett. 115 151101 (2019)
  20. Loghmari Z et al Electron. Lett. 55 144 (2019)
  21. Wen B, Ban D Prog. Quantum Electron. 80 100363 (2021)
  22. Jin Y, Reno J L, Kumar S Optica 7 708 (2020)
  23. Kainz M A et al Opt. Express 27 20688 (2019)
  24. Bosco L et al Appl. Phys. Lett. 115 010601 (2019)
  25. Khalatpour A et al Nat. Photon. 15 16 (2021)
  26. Belkin M A et al Nat. Photon. 1 288 (2007)
  27. Lu Q et al Nat. Commun. 10 2403 (2019)
  28. Commin J P et al Appl. Phys. Lett. 97 031108 (2010)
  29. Bandyopadhyay N et al Appl. Phys. Lett. 101 241110 (2012)
  30. Bai Y et al Appl. Phys. Lett. 95 221104 (2009)
  31. Heydari D et al Appl. Phys. Lett. 106 091105 (2015)
  32. Slivken S et al Appl. Phys. Lett. 81 4321 (2002)
  33. Bandyopadhyay N et al Appl. Phys. Lett. 105 071106 (2014)
  34. Maulini R et al Opt. Express 19 17203 (2011)
  35. Cherotchenko E et al Nanomaterials 12 3971 (2022)
  36. Xu S et al Appl. Phys. Lett. 121 171103 (2022)
  37. Slivken S et al Appl. Phys. Lett. 80 4091 (2002)
  38. Wang C A et al J. Cryst. Growth 370 212 (2013)
  39. Razeghi M et al J. Phys. 11 125017 (2009)
  40. Cristobal E et al Appl. Phys. Lett. 122 141108 (2023)
  41. Wang H et al Chinese Phys. B 30 124202 (2021)
  42. Xie F et al IEEE J. Select. Top. Quantum Electron. 19 1200407 (2013)
  43. Huang X, Charles W O, Gmachl C Opt. Express 19 8297 (2011)
  44. Fujita K et al Appl. Phys. Lett. 97 201109 (2010)
  45. Szerling A, Slivken S, Razeghi M Opto-Electron. Rev. 25 (3) 205 (2017)
  46. Бабичев А В и др Письма в ЖТФ 46 (9) 35 (2020); Babichev A V Tech. Phys. Lett. 46 442 (2020)
  47. Evans A et al Appl. Phys. Lett. 91 071101 (2007)
  48. Bai Y et al Appl. Phys. Lett. 97 251104 (2010)
  49. Wang F et al Opt. Express 28 17532 (2020)
  50. Бабичев А В и др Физика и техника полупроводников 52 954 (2018); Babichev A V et al Semiconductors 52 1082 (2018)
  51. Howard S S et al IEEE J. Select. Top. Quantum Electron. 13 1054 (2007)
  52. Бабичев А В и др Изв. РАН. Сер. физ. 87 855 (2023); Babichev A V et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 87 839 (2023)
  53. Lu Q et al Sci. Rep. 6 23595 (2016)
  54. Дюделев В В и др Квантовая электроника 50 989 (2020); Dudelev V V et al Quantum Electron. 50 989 (2020)
  55. Dudelev V V et al "QCL active region overheat in pulsed mode: effects of non-equilibrium heat dissipation on laser performance" arXiv:2308.10013
  56. Goryunova N A, Kesamanly F P, Nasledov D N Semicond. Semimet. 4 413 (1968)
  57. Lee H K et al Phys. Status Solidi A 206 356 (2009)
  58. Gundogdu S et al Opt. Express 2 6572 (2018)
  59. Dudelev V V et al 2020 Intern. Conf. Laser Optics, ICLO, 02-06 November 2020, St. Petersburg, Russia
  60. Dudelev V V et al 2019 Conf. on Lasers and Electro-Optics Europe and European Quantum Electronics Conf. CLEO/Europe-EQEC, 23-27 June 2019, Munich, Germany
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение