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La cascada cuántica de láser de cristal fotónico emisor de superficie que emite una cascada cuántica.

Raffaele Colombelli1, Kartik Srinivasan, Mariano Troccoli

  • 1Bell Laboratories, Lucent Technologies, Murray Hill, NJ 07974, USA. colombel@ief.u-psud.fr

Science (New York, N.Y.)
|November 1, 2003
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron un nuevo láser de cascada cuántica de emisión superficial utilizando ingeniería de estructura de banda fotónica y electrónica. Este láser miniaturizado ofrece emisión sintonizable para la detección y estudios ópticos avanzados.

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Área de la Ciencia:

  • Óptica y Fotónica.
  • Física de los semiconductores Física de los semiconductores
  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

  • Los láseres de cascada cuántica (QCL) son cruciales para las aplicaciones de infrarrojo medio.
  • Los láseres de emisión de superficie ofrecen ventajas en miniaturización y dirección de haz.
  • Los cristales fotónicos y los plasmones de superficie permiten nuevas funcionalidades ópticas.

Objetivo del estudio:

  • Para diseñar un láser de microcavidad en cascada cuántica que emita superficies.
  • Para integrar el diseño de la estructura de la banda fotónica y electrónica.
  • Explorar aplicaciones en sensores y óptica no lineal.

Principales métodos:

  • Utilizando un cristal fotónico bidimensional de alto índice de contraste para la formación de micro-resonadores.
  • Empleando un contacto metálico superior para la inyección eléctrica y el confinamiento óptico a través de plasmones de superficie.
  • Combinando la ingeniería de la estructura de la banda fotónica con la ingeniería de la estructura de la banda electrónica.

Principales resultados:

  • Demostró un láser de microcavidad en cascada cuántica que emite una superficie.
  • Se logra la difracción vertical de la luz desde la superficie del semiconductor.
  • Bombeo eléctrico integrado con funcionalidades de cristal fotónico y plasma superficial.

Conclusiones:

  • El láser desarrollado está miniaturizado con propiedades de emisión adaptables, adecuadas para la detección.
  • El bombeo eléctrico abre caminos para el estudio de la óptica no lineal y de campo cercano en estructuras fotónicas de cristal y plasmónicas.
  • Este trabajo avanza en la integración de la ganancia de cascada cuántica con esquemas avanzados de confinamiento óptico y de emisión.