概括
运行在4.6微米的高速量子级联激光器 (QCL) 为光学数据链和气体传感提供了潜力. 这项研究表明,高频,单模QCL具有改进的热管理和定制的光束形状.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 中红外光子学中红外光子学
- 半导体激光器 半导体激光器
背景情况:
- 基于微共振器的量子级联激光器 (QCL) 对中红外应用至关重要.
- 现有的QCL在高速运行,热管理和光束成型方面存在局限性.
- 芯片上的光学数据互连和高灵敏度气体传感需要先进的激光源.
研究的目的:
- 提出和演示一个高频,单模量子级联激光器.
- 为了提高微腔QCL的运行速度和热特性.
- 为了实现针对特定应用的定制远场光束配置.
主要方法:
- 使用紧型微环共振器用于甜甜圈形的微腔 QCL.
- 集成接地共平面波导传输线路以最大限度地减少寄生虫.
- 实施了一种选择性散热方案,使用半绝缘InP充填再生.
- 在微腔共振器的短轴上采用了一个口,用于光束成型.
主要成果:
- 实现了直至288 K的连续波运行.
- 获得了11GHz的最大-3dB带宽和20GHz以上的切断频率.
- 展示了一个高度定制的远场形状,在平面内有2.4°的光束分歧角度.
结论:
- 拟议的甜甜圈形微腔QCL显示了高频操作,适合苛刻的应用.
- 综合设计和热管理方案显著提高了设备的性能.
- 定制的光束形状为先进的光学互连和传感提供了可能性.


