Квантово-каскадный лазер

Квантово-каскадные лазеры (ККЛ) — это полупроводниковые лазеры , которые излучают в средней и дальней инфракрасной части электромагнитного спектра и были впервые продемонстрированы Жеромом Фейстом , Федерико Капассо , Деборой Сивко, Карло Сиртори, Альбертом Хатчинсоном и Альфредом Чо в Bell Laboratories в 1994 году. ^[1]

В отличие от типичных межзонных полупроводниковых лазеров , которые испускают электромагнитное излучение посредством рекомбинации электронно-дырочных пар через запрещенную зону материала , ККЛ являются униполярными, и лазерное излучение достигается за счет использования межподзонных переходов в повторяющемся стеке полупроводниковых гетероструктур с множественными квантовыми ямами , идея впервые была предложена в статье «Возможность усиления электромагнитных волн в полупроводнике со сверхрешеткой » Р. Ф. Казаринова и Р. А. Суриса в 1971 году. ^[2]

Межподзонные и межзонные переходы

Межзонные переходы в обычных полупроводниковых лазерах испускают один фотон.

В объемном полупроводниковом кристалле электроны могут занимать состояния в одной из двух непрерывных энергетических зон — валентной зоне , которая густо заселена электронами с низкой энергией, и зоне проводимости , которая редко заселена электронами с высокой энергией. Две энергетические зоны разделены энергетической щелью, в которой нет разрешенных состояний, доступных для занятия электронами. Обычные полупроводниковые лазерные диоды генерируют свет с помощью одного фотона , испускаемого при рекомбинации электрона с высокой энергией в зоне проводимости с дыркой в ​​валентной зоне. Энергия фотона и, следовательно, длина волны излучения лазерных диодов, таким образом, определяются шириной запрещенной зоны используемой материальной системы.

Однако QCL не использует объемные полупроводниковые материалы в своей оптически активной области. Вместо этого он состоит из периодической серии тонких слоев различного материального состава, образующих сверхрешетку . Сверхрешетка вводит переменный электрический потенциал по длине устройства, что означает, что существует переменная вероятность того, что электроны займут различные положения по длине устройства. Это называется одномерным ограничением множественных квантовых ям и приводит к расщеплению полосы разрешенных энергий на ряд дискретных электронных подзон. За счет подходящего проектирования толщин слоев можно спроектировать инверсию населенности между двумя подзонами в системе, что необходимо для достижения лазерного излучения. Поскольку положение энергетических уровней в системе в первую очередь определяется толщиной слоев, а не материалом, можно настраивать длину волны излучения QCL в широком диапазоне в одной и той же материальной системе.

В квантовых каскадных структурах электроны совершают межподзонные переходы и испускают фотоны. Электроны туннелируют в следующий период структуры, и процесс повторяется.

Кроме того, в полупроводниковых лазерных диодах электроны и дырки аннигилируют после рекомбинации через запрещенную зону и не могут играть никакой дальнейшей роли в генерации фотонов. Однако в униполярном QCL, как только электрон претерпел межподзонный переход и испустил фотон в одном периоде сверхрешетки, он может туннелировать в следующий период структуры, где может быть испущен другой фотон. Этот процесс, когда один электрон вызывает испускание нескольких фотонов при прохождении через структуру QCL, дает начало названию каскад и делает возможным квантовый КПД больше единицы, что приводит к более высоким выходным мощностям, чем у полупроводниковых лазерных диодов.

Принципы работы

Уравнения скорости

Населенность подзон определяется скоростями межподзонного рассеяния и током инжекции/экстракции.

QCL обычно основаны на трехуровневой системе . ^[3] Предполагая, что формирование волновых функций является быстрым процессом по сравнению с рассеянием между состояниями, можно применять независимые от времени решения уравнения Шредингера , и систему можно моделировать с использованием уравнений скорости. Каждая подзона содержит некоторое количество электронов (где — индекс подзоны), которые рассеиваются между уровнями со временем жизни (обратным средней скорости межподзонного рассеяния ), где и — начальный и конечный индексы подзон. Предполагая, что никакие другие подзоны не заселены, уравнения скорости для трехуровневых лазеров задаются следующим образом: ${\displaystyle n_{i}}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle \tau _{if}}$ ${\displaystyle W_{if}}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle f}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} n_{3}}{\mathrm {d} t}}=I_{\mathrm {in} }+{\frac {n_{1}}{\tau _{13}}}+{\frac {n_{2}}{\tau _{23}}}-{\frac {n_{3}}{\tau _{31}}}-{\frac {n_{3}}{\tau _{32}}}}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} n_{2}}{\mathrm {d} t}}={\frac {n_{3}}{\tau _{32}}}+{\frac {n_{1}}{\tau _{12}}}-{\frac {n_{2}}{\tau _{21}}}-{\frac {n_{2}}{\tau _{23}}}}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} n_{1}}{\mathrm {d} t}}={\frac {n_{2}}{\tau _{21}}}+{\frac {n_{3}}{\tau _{31}}}-{\frac {n_{1}}{\tau _{13}}}-{\frac {n_{1}}{\tau _{12}}}-I_{\mathrm {out} }}$

В стационарном состоянии производные по времени равны нулю и . Таким образом, общее уравнение скорости для электронов в подзоне i системы уровней N имеет вид: ${\displaystyle I_{\mathrm {in} }=I_{\mathrm {out} }=I}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} n_{i}}{\mathrm {d} t}}=\sum \limits _{j=1}^{N}{\frac {n_{j}}{\tau _{ji}}}-n_{i}\sum \limits _{j=1}^{N}{\frac {1}{\tau _{ij}}}+I(\delta _{iN}-\delta _{i1})}$,

При допущении, что процессы абсорбции можно игнорировать (т.е. справедливо при низких температурах), уравнение средней скорости дает ${\displaystyle {\frac {n_{1}}{\tau _{12}}}={\frac {n_{2}}{\tau _{23}}}=0}$

${\displaystyle {\frac {n_{3}}{\tau _{32}}}={\frac {n_{2}}{\tau _{21}}}}$

Следовательно, если (т.е. ) то и будет существовать инверсия заселенности. Соотношение заселенности определяется как ${\displaystyle \tau _{32}>\tau _{21}}$ ${\displaystyle W_{21}>W_{32}}$ ${\displaystyle n_{3}>n_{2}}$

${\displaystyle {\frac {n_{3}}{n_{2}}}={\frac {\tau _{32}}{\tau _{21}}}={\frac {W_{21}}{W_{32}}}}$

Если суммировать все N уравнений скорости стационарного состояния, правая часть становится равной нулю, что означает, что система недоопределена , и можно найти только относительную заселенность каждой подзоны. Если также известна общая плотность носителей в системе, то абсолютную заселенность носителей в каждой подзоне можно определить с помощью: ${\displaystyle N_{\mathrm {2D} }}$

${\displaystyle \sum \limits _{i=1}^{N}n_{i}=N_{\mathrm {2D} }}$.

В качестве приближения можно предположить, что все носители в системе поставляются легированием . Если вид легирующей примеси имеет незначительную энергию ионизации , то приблизительно равна плотности легирования. ${\displaystyle N_{\mathrm {2D} }}$

Электронные волновые функции повторяются в каждом периоде активной области трехквантовой ямы QCL. Верхний лазерный уровень выделен жирным шрифтом.

Активные проекты регионов

Скорости рассеяния подбираются с помощью подходящего дизайна толщин слоев в сверхрешетке, которые определяют электронные волновые функции подзон. Скорость рассеяния между двумя подзонами сильно зависит от перекрытия волновых функций и энергетического расстояния между подзонами. На рисунке показаны волновые функции в активной области QCL с тремя квантовыми ямами (3QW) и инжекторе.

Для уменьшения перекрытие верхнего и нижнего лазерных уровней уменьшается. Это часто достигается путем проектирования толщин слоев таким образом, чтобы верхний лазерный уровень был в основном локализован в левой яме активной области 3QW, в то время как волновая функция нижнего лазерного уровня в основном находилась в центральной и правой ямах. Это известно как диагональный переход. Вертикальный переход - это переход, при котором верхний лазерный уровень локализован в основном в центральной и правой ямах. Это увеличивает перекрытие и, следовательно , уменьшает инверсию населенности, но увеличивает силу излучательного перехода и, следовательно, усиление . ${\displaystyle W_{32}}$ ${\displaystyle W_{32}}$

Для увеличения нижний лазерный уровень и волновые функции основного уровня проектируются таким образом, чтобы они хорошо перекрывались, а для дальнейшего увеличения энергетический интервал между подзонами проектируется таким образом, чтобы он был равен энергии продольного оптического (LO) фонона (~36 мэВ в GaAs), так что резонансное рассеяние LO фонона на электронах может быстро опустошить нижний лазерный уровень. ${\displaystyle W_{21}}$ ${\displaystyle W_{21}}$

Материальные системы

Первый QCL был изготовлен в системе материалов GaInAs / AlInAs , согласованной по решетке с подложкой InP . ^[1] Эта конкретная система материалов имеет смещение зоны проводимости (глубину квантовой ямы) 520 мэВ . Эти устройства на основе InP достигли очень высокого уровня производительности в среднем инфракрасном спектральном диапазоне, достигая высокой мощности, выше комнатной температуры, непрерывного излучения. ^[4]

В 1998 году Сиртори и др. продемонстрировали квантовые лазеры GaAs / AlGaAs , доказав, что концепция квантового лазера не ограничивается одной материальной системой. ^[5] Эта материальная система имеет различную глубину квантовой ямы в зависимости от доли алюминия в барьерах. ^{[ требуется ссылка ]} Хотя квантовые лазеры на основе GaAs не достигли уровня производительности квантовых лазеров на основе InP в среднем инфракрасном диапазоне, они оказались весьма успешными в терагерцовой области спектра. ^[6]

Предел коротких длин волн QCL определяется глубиной квантовой ямы, и недавно QCL были разработаны в материальных системах с очень глубокими квантовыми ямами для достижения коротковолнового излучения. Материальная система InGaAs/AlAsSb имеет квантовые ямы глубиной 1,6 эВ и использовалась для изготовления QCL, излучающих на 3,05 мкм. ^[7] InAs/AlSb QCL имеют квантовые ямы глубиной 2,1 эВ, и наблюдалась электролюминесценция на длинах волн всего 2,5 мкм. ^[8]

Пара InAs/AlSb является самым последним семейством материалов QCL по сравнению со сплавами, выращенными на подложках InP и GaAs. Главным преимуществом системы материалов InAs/AlSb является малая эффективная масса электронов в квантовых ямах, что способствует высокому межподзонному усилению. ^[9] Это преимущество может быть лучше использовано в длинноволновых QCL, где уровни лазерного перехода близки к дну зоны проводимости, а эффект непараболичности слаб. QCL на основе InAs продемонстрировали работу в непрерывном режиме (CW) при комнатной температуре (RT) на длинах волн до с импульсной пороговой плотностью тока всего лишь . ^[10] Низкие значения были также достигнуты в QCL на основе InAs, излучающих в других спектральных областях: при , ^[11] при ^[12] и при ^[13] (QCL, выращенные на InAs). Совсем недавно были продемонстрированы QCL на основе InAs, работающие вблизи при такой низкой температуре как при комнатной температуре. Полученный порог ниже, чем у лучших известных на сегодняшний день квантовых лазеров на основе InP без обработки граней. ^[14] ${\displaystyle 17.7~\mu m}$ ${\displaystyle J_{th}}$ ${\displaystyle 1~kA/cm^{2}}$ ${\displaystyle J_{th}}$ ${\displaystyle 0.715~kA/cm^{2}}$ ${\displaystyle 15~\mu m}$ ${\displaystyle 0.99~kA/cm^{2}}$ ${\displaystyle 11~\mu m}$ ${\displaystyle 0.75~kA/cm^{2}}$ ${\displaystyle 7.7~\mu m}$ ${\displaystyle 14~\mu m}$ ${\displaystyle J_{th}}$ ${\displaystyle 0.6~kA/cm^{2}}$ ${\displaystyle J_{th}}$

QCL также могут позволить лазеру работать в материалах, которые традиционно считаются имеющими плохие оптические свойства. Материалы с непрямой запрещенной зоной, такие как кремний, имеют минимальные энергии электронов и дырок при различных значениях импульса . Для межзонных оптических переходов носители изменяют импульс посредством медленного, промежуточного процесса рассеяния, что резко снижает интенсивность оптического излучения. Межподзонные оптические переходы, однако, не зависят от относительного импульса минимумов зоны проводимости и валентной зоны, и были сделаны теоретические предложения для квантовых каскадных излучателей Si / SiGe . ^[15] Межподзонная электролюминесценция из неполярных гетероструктур SiGe наблюдалась для длин волн среднего инфракрасного и дальнего инфракрасного диапазона, как в валентной ^{[16] [17] [18],} так и в зоне проводимости. ^[19]

Длина волны излучения

В настоящее время квантовые лазеры охватывают диапазон длин волн от 2,63 мкм ^[20] до 250 мкм ^[21] (и расширяются до 355 мкм при применении магнитного поля. ^{[ необходима ссылка ]} )

Оптические волноводы

Вид с торца грани QC с гребневым волноводом. Темно-серый: InP, светло-серый: слои QC, черный: диэлектрик, золото: покрытие Au. Ширина гребня ~ 10 мкм.

Вид с торца грани QC с заглубленным волноводом гетероструктуры. Темно-серый: InP, светло-серый: слои QC, черный: диэлектрик. Гетероструктура шириной ~ 10 мкм

Первым шагом в обработке материала квантового каскадного усиления для создания полезного светоизлучающего устройства является ограничение усиливающей среды в оптическом волноводе . Это позволяет направить излучаемый свет в коллимированный пучок и позволяет построить лазерный резонатор таким образом, чтобы свет мог быть связан обратно в усиливающую среду.

Обычно используются два типа оптических волноводов. Гребневый волновод создается путем травления параллельных канавок в материале квантового каскадного усиления для создания изолированной полосы материала QC, обычно шириной ~10 мкм и длиной в несколько мм. Диэлектрический материал обычно осаждается в канавках для направления инжектируемого тока в гребень, затем весь гребень обычно покрывается золотом для обеспечения электрического контакта и для отвода тепла от гребня, когда он производит свет. Свет излучается из сколотых концов волновода, с активной областью, которая обычно имеет размер всего несколько микрометров.

Второй тип волновода — это заглубленная гетероструктура . Здесь материал QC также протравливается для создания изолированного гребня. Теперь, однако, новый полупроводниковый материал выращивается поверх гребня. Изменение показателя преломления между материалом QC и наращенным материалом достаточно для создания волновода. Диэлектрический материал также осаждается на наращенный материал вокруг гребня QC для направления инжектируемого тока в среду усиления QC. Заглубленные гетероструктурные волноводы эффективны для отвода тепла из активной области QC при производстве света.

Типы лазеров

Хотя квантовая каскадная усиливающая среда может быть использована для получения некогерентного света в суперлюминесцентной конфигурации ^[22] , ее чаще всего используют в сочетании с оптическим резонатором для формирования лазера.

Лазеры Фабри-Перо

Это самый простой из квантовых каскадных лазеров. Сначала из материала квантового каскада изготавливается оптический волновод для формирования усиливающей среды. Затем концы кристаллического полупроводникового устройства раскалываются для формирования двух параллельных зеркал на каждом конце волновода, образуя таким образом резонатор Фабри-Перо . Остаточная отражательная способность на расколотых гранях от интерфейса полупроводник-воздух достаточна для создания резонатора. Квантовые каскадные лазеры Фабри-Перо способны производить большую мощность, ^[23] , но обычно являются многомодовыми при более высоких рабочих токах. Длина волны может быть изменена в основном путем изменения температуры устройства QC.

Лазеры с распределенной обратной связью

Квантовый каскадный лазер с распределенной обратной связью (DFB) ^[24] похож на лазер Фабри–Перо, за исключением распределенного отражателя Брэгга (DBR), встроенного в верхнюю часть волновода, чтобы предотвратить излучение на длине волны, отличной от желаемой. Это заставляет лазер работать в одномодовом режиме, даже при более высоких рабочих токах. DFB-лазеры можно настраивать в основном путем изменения температуры, хотя интересный вариант настройки можно получить путем импульсного DFB-лазера. В этом режиме длина волны лазера быстро « чирпит » в течение импульса, что позволяет быстро сканировать спектральную область. ^[25]

Внешние лазеры с резонатором

Схема устройства контроля качества во внешнем резонаторе с частотно-селективной оптической обратной связью, обеспечиваемой дифракционной решеткой в ​​конфигурации Литтроу.

В квантовом каскадном лазере с внешним резонатором (EC) квантовое каскадное устройство служит средой усиления лазера. Одна или обе грани волновода имеют антиотражающее покрытие, которое нейтрализует действие оптической полости сколотых граней. Затем зеркала располагаются в конфигурации, внешней по отношению к устройству QC, чтобы создать оптическую полость.

Если включить частотно-селективный элемент во внешнюю полость, можно уменьшить излучение лазера до одной длины волны и даже настроить излучение. Например, дифракционные решетки были использованы для создания ^[26] перестраиваемого лазера , который может настраиваться более чем на 15% от своей центральной длины волны.

Расширенные настройки устройств

Существует несколько методов расширения диапазона настройки квантовых каскадных лазеров с использованием только монолитно интегрированных элементов. Интегрированные нагреватели могут расширить диапазон настройки при фиксированной рабочей температуре до 0,7% от центральной длины волны ^[27] , а сверхструктурные решетки, работающие через эффект Вернье, могут расширить его до 4% от центральной длины волны ^[28] по сравнению с <0,1% для стандартного устройства DFB.

Рост

Чередующиеся слои двух различных полупроводников , образующие квантовую гетероструктуру , могут быть выращены на подложке с использованием различных методов, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) или эпитаксия из паровой фазы металлоорганических соединений (МОГФЭ), также известная как химическое осаждение из паровой фазы металлоорганических соединений (МОГФЭ).

Приложения

Квантовые каскадные лазеры Фабри-Перо (FP) были впервые коммерциализированы в 1998 году, ^[29] устройства с распределенной обратной связью (DFB) были впервые коммерциализированы в 2004 году, ^[30] а широко-настраиваемые внешние резонаторные квантовые каскадные лазеры впервые коммерциализировались в 2006 году. ^[31] Высокая выходная оптическая мощность, диапазон настройки и работа при комнатной температуре делают QCL полезными для спектроскопических приложений, таких как дистанционное зондирование газов окружающей среды и загрязняющих веществ в атмосфере ^[32] и безопасность. В конечном итоге они могут быть использованы для круиз-контроля транспортных средств в условиях плохой видимости , ^{[ нужна цитата ]} радаров предотвращения столкновений , ^{[ нужна цитата ]} управления промышленными процессами, ^{[ нужна цитата ]} и медицинской диагностики, такой как анализаторы дыхания. ^[33] QCL также используются для изучения химии плазмы. ^[34]

При использовании в многолазерных системах внутриимпульсная QCL-спектроскопия обеспечивает широкополосное спектральное покрытие, которое потенциально может использоваться для идентификации и количественного определения сложных тяжелых молекул, таких как молекулы в токсичных химикатах, взрывчатых веществах и лекарственных препаратах. ^{[ необходимо разъяснение ] [35]}

Ссылки

1. Фаист, Джером; Федерико Капассо; Дебора Л. Сивко; Карло Сиртори; Альберт Л. Хатчинсон; Альфред Ю. Чо (апрель 1994 г.). «Квантовый каскадный лазер». Наука . 264 (5158): 553–556. Бибкод : 1994Sci...264..553F. дои : 10.1126/science.264.5158.553. PMID  17732739. S2CID  220111282.
2. Казаринов, РФ; Сурис, РА (апрель 1971). «О возможности усиления электромагнитных волн в полупроводнике со сверхрешеткой». Физика и техника полупроводников  [ru] . 5 (4): 797–800.
3. Пирсолл, Томас (2020). Квантовая фотоника, 2-е издание. Graduate Texts in Physics. Springer. doi :10.1007/978-3-030-47325-9. ISBN 978-3-030-47324-2. S2CID  240934073.
4. Razeghi, Manijeh (2009). "Высокопроизводительные InP-основанные квантовые каскадные лазеры среднего ИК-диапазона". IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 15 (3): 941–951. Bibcode : 2009IJSTQ..15..941R. doi : 10.1109/JSTQE.2008.2006764. S2CID  37864645.
5. Сиртори и др. (1998). "GaAs/Al _x Ga _1−x As квантовые каскадные лазеры". Appl. Phys. Lett . 73 (24): 3486. Bibcode :1998ApPhL..73.3486S. doi :10.1063/1.122812.
6. Уильямс, Бенджамин С. (2007). "Терагерцовые квантово-каскадные лазеры" (PDF) . Nature Photonics . 1 (9): 517–525. Bibcode :2007NaPho...1..517W. doi :10.1038/nphoton.2007.166. hdl : 1721.1/17012 . ISSN  1749-4885. S2CID  29073195.
7. Revin, DG; Cockburn, JW; Steer, MJ; Airey, RJ; Hopkinson, M.; Krysa, AB; Wilson, LR; Menzel, S. (2007-01-08). "InGaAs/AlAsSb/InP квантовые каскадные лазеры, работающие на длинах волн, близких к 3 мкм". Applied Physics Letters . 90 (2): 021108. Bibcode : 2007ApPhL..90b1108R. doi : 10.1063/1.2431035. ISSN  0003-6951.
8. Barate, D.; Teissier, R.; Wang, Y.; Baranov, AN (2005). "Коротковолновое межподзонное излучение из квантовых каскадных структур InAs/AlSb". Applied Physics Letters . 87 (5): 051103. Bibcode : 2005ApPhL..87e1103B. doi : 10.1063/1.2007854. ISSN  0003-6951. S2CID  40872029.
9. Баранов, Алексей Н.; Тейссье, Роланд (2015). «Квантовые каскадные лазеры в системе материалов InAs/AlSb». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 21 (6): 85–96. Bibcode : 2015IJSTQ..21...85B. doi : 10.1109/JSTQE.2015.2426412. ISSN  1077-260X. S2CID  46218942.
10. Нгуен Ван, Хоанг; Логмари, Зейнеб; Филипп, Хадриен; Бахриз, Майкл; Баранов, Алексей Н.; Тесье, Роланд (2019). «Длинноволновые (λ > 17 мкм) распределенные квантовые каскадные лазеры с обратной связью, работающие в непрерывном режиме при комнатной температуре». Фотоника . 6 (1): 31. Bibcode : 2019Photo...6...31N. doi : 10.3390/photonics6010031 . ISSN  2304-6732.
11. Баранов, Алексей Н.; Бахриз, Майкл; Тейссье, Роланд (2016-08-08). "Работа квантовых каскадных лазеров на основе InAs в непрерывном режиме при комнатной температуре на длине волны 15 мкм". Optics Express . 24 (16): 18799–19506. Bibcode : 2016OExpr..2418799B. doi : 10.1364/OE.24.018799 . ISSN  1094-4087. PMID  27505843.
12. Логмари, З.; Бахриз, М.; Томас, Д. Диас; Мегекам, А.; Ван, Х. Нгуен; Тейсье, Р.; Баранов, АН (2018). «Работа квантового каскадного лазера на основе InAs/AlSb с непрерывной волной при комнатной температуре на длине волны λ ~ 11 мкм». Электронные письма . 54 (17): 1045–1047. Бибкод : 2018ElL....54.1045L. дои : 10.1049/эл.2018.5258. ISSN  0013-5194. S2CID  126174361.
13. Логмари, З.; Родригес, Ж.-Б.; Баранов А.Н.; Рио-Кальво, М.; Черутти, Л.; Мегекам, А.; Бахриз, М.; Тейсье, Р.; Турнье, Э. (01 апреля 2020 г.). «Квантовые каскадные лазеры на основе InAs, выращенные на кремниевой подложке по оси (001)». АПЛ Фотоника . 5 (4): 041302. Бибкод : 2020APLP....5d1302L. дои : 10.1063/5.0002376 . S2CID  218844666.
14. Kinjalk, Kumar; Díaz-Thomas, Daniel Andres; Loghmari, Zeineb; Bahriz, Michael; Teissier, Roland; Baranov, Alexei N. (2022). "InAs-Based Quantum Cascade Lasers with Extremely Low Threshold". Photonics . 9 (10): 747. Bibcode :2022Photo...9..747K. doi : 10.3390/photonics9100747 . ISSN  2304-6732.
15. Paul, Douglas J (2004). "Si/SiGe heterostructures: from material and physics to devices and circuits" (аннотация) . Semicond. Sci. Technol . 19 (10): R75–R108. Bibcode :2004SeScT..19R..75P. doi :10.1088/0268-1242/19/10/R02. S2CID  250846255 . Получено 2007-02-18 .
16. Dehlinger, G.; Diehl, L.; Gennser, U.; Sigg, H.; Faist, J.; Ensslin, K.; Grützmacher, D.; Müller, E. (2000-12-22). "Межподзонная электролюминесценция из кремниевых квантовых каскадных структур". Science . 290 (5500): 2277–2280. doi :10.1126/science.290.5500.2277. PMID  11125134.
17. Lynch, SA; Bates, R.; Paul, DJ; Norris, DJ; Cullis, AG; Ikonic, Z.; Kelsall, RW; Harrison, P.; Arnone, DD; Pidgeon, CR (2002-08-26). "Межподзонная электролюминесценция от каскадных излучателей Si/SiGe на частотах терагерца". Applied Physics Letters . 81 (9): 1543–1545. Bibcode : 2002ApPhL..81.1543L. doi : 10.1063/1.1501759. ISSN  0003-6951.
18. Пол, DJ (2010). «Прогресс в направлении терагерцовых квантовых каскадных лазеров на кремниевых подложках». Laser & Photonics Reviews . 4 (5): 610–632. Bibcode : 2010LPRv....4..610P. doi : 10.1002/lpor.200910038. ISSN  1863-8899. S2CID  120927848.
19. Старк, Дэвид; Мирза, Мухаммед; Персикетти, Лука; Монтанари, Микеле; Маркманн, Сергей; Бек, Маттиас; Грейндж, Томас; Бирнер, Стефан; Виргилио, Микеле; Чиано, Кьяра; Ортолани, Микеле (08 марта 2021 г.). «ТГц межподзонная электролюминесценция квантовых каскадных структур Ge/SiGe n-типа». Письма по прикладной физике . 118 (10): 101101. arXiv : 2101.05518 . Бибкод : 2021ApPhL.118j1101S. дои : 10.1063/5.0041327. ISSN  0003-6951. S2CID  231602947.
20. Cathabard, O.; Teissier, R.; Devenson, J.; Moreno, JC; Baranov, AN (2010). «Квантовые каскадные лазеры, излучающие вблизи 2,6 мкм». Applied Physics Letters . 96 (14): 141110. Bibcode : 2010ApPhL..96n1110C. doi : 10.1063/1.3385778.
21. Walther, C.; Fischer, M.; Scalari, G.; Terazzi, R.; Hoyler, N.; Faist, J. (2007). «Квантовые каскадные лазеры, работающие от 1,2 до 1,6 ТГц». Applied Physics Letters . 91 (13): 131122. Bibcode : 2007ApPhL..91m1122W. doi : 10.1063/1.2793177.
22. Zibik, EA; WH Ng; DG Revin; LR Wilson; JW Cockburn; KM Groom; M. Hopkinson (март 2006 г.). "Широкополосные 6 мкм < λ < 8 мкм суперлюминесцентные квантовые каскадные светодиоды". Appl. Phys. Lett . 88 (12): 121109. Bibcode : 2006ApPhL..88l1109Z. doi : 10.1063/1.2188371.
23. Slivken, S.; A. Evans; J. David; M. Razeghi (декабрь 2002 г.). «Квантовые каскадные лазеры с высокой средней мощностью и высоким рабочим циклом (λ ~ 6 мкм)». Applied Physics Letters . 81 (23): 4321–4323. Bibcode : 2002ApPhL..81.4321S. doi : 10.1063/1.1526462.
24. Фаист, Жером; Клэр Гмахл; Фредерико Капассо; Карло Сиртори; Дебора Л. Сильвко; Джеймс Н. Байаржон; Альфред Ю. Чо (май 1997 г.). «Квантовые каскадные лазеры с распределенной обратной связью». Письма по прикладной физике . 70 (20): 2670. Бибкод : 1997ApPhL..70.2670F. дои : 10.1063/1.119208.
25. "Квантово-каскадные лазеры пахнут успехом". Laser Focus World . PennWell Publications. 2005-03-01. Архивировано из оригинала 2013-01-28 . Получено 2008-03-26 .
26. Maulini, Richard; Mattias Beck; Jérome Faist; Emilio Gini (март 2004 г.). «Широкополосная настройка квантово-каскадных лазеров с внешним резонатором, связанным с континуумом». Applied Physics Letters . 84 (10): 1659. Bibcode : 2004ApPhL..84.1659M. doi : 10.1063/1.1667609.
27. Бисмуто, Альфредо; Бидо, Ив; Тарди, Камиль; Терацци, Ромен; Греш, Тобиас; Вольф, Йоханна; Блазер, Стефан; Мюллер, Антуан; Фаист, Жером (2015). «Расширенная настройка квантовых каскадных лазеров среднего ИК-диапазона с использованием интегрированных резистивных нагревателей». Optics Express . 23 (23): 29715–29722. Bibcode : 2015OExpr..2329715B. doi : 10.1364/OE.23.029715 . PMID  26698453.
28. Бидо, Ив; Бисмуто, Альфредо; Тарди, Камиль; Терацци, Ромен; Греш, Тобиас; Блазер, Стефан; Мюллер, Антуан; Фаист, Жером (4 ноября 2015 г.). «Расширенная и квазинепрерывная настройка квантовых каскадных лазеров с использованием сверхструктурных решеток и интегрированных нагревателей». Applied Physics Letters . 107 (22): 221108. Bibcode : 2015ApPhL.107v1108B. doi : 10.1063/1.4936931.
29. "Выписка о регистрации торговли" . Регистр торговли . Проверено 28 апреля 2016 г.
30. "Alpes предлагает CW и импульсные квантовые каскадные лазеры". Laser Focus World . PennWell Publications. 2004-04-19. Архивировано из оригинала 2013-01-28 . Получено 2007-12-01 .
31. "Tunable QC laser opens up middle-IR sensing applications". Laser Focus World . PennWell Publications. 2006-07-01. Архивировано из оригинала 2013-01-27 . Получено 2008-03-26 .
32. Норманд, Эрван; Ховисон, Иэн; Маккалок, Майкл Т. (апрель 2007 г.). «Квантово-каскадные лазеры позволяют использовать технологию обнаружения газа». Laser Focus World . 43 (4): 90–92. ISSN  1043-8092. Архивировано из оригинала 27.01.2013 . Получено 25.01.2008 .
33. Hannemann, M.; Antufjew, A.; Borgmann, K.; Hempel, F.; Ittermann, T.; Welzel, S.; Weltmann, KD; Völzke, H.; Röpcke, J. (2011). "Влияние возраста и пола на образцы выдыхаемого воздуха, исследованные с помощью инфракрасной лазерной абсорбционной спектроскопии". Journal of Breath Research . 5 (27101) (опубликовано 2011-04-01): 9. Bibcode : 2011JBR.....5b7101H. doi : 10.1088/1752-7155/5/2/027101. PMID  21460420. S2CID  23963086.
34. Ланг, Н.; Репке, Й.; Веге, С.; Штайнах, А. (2009). «Диагностика in situ плазмы травления для управления процессом с использованием квантовой каскадной лазерной абсорбционной спектроскопии». Европейский физический журнал Applied Physics . 49 (13110) (опубликовано 2009-12-11): 3. Bibcode : 2010EPJAP..49a3110L. doi : 10.1051/epjap/2009198.
35. Ховисон, Иэн; Норманд, Эрван; Маккалок, Майкл Т. (01.03.2005). «Квантово-каскадные лазеры пахнут успехом». Laser Focus World . 41 (3): S3–+. ISSN  0740-2511. Архивировано из оригинала 27.01.2013 . Получено 25.01.2008 .

Внешние ссылки

• Резюме Bell Labs
• Optipedia: Квантовый каскадный лазер