Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/280986
Title: Высокотемпературные квантово-каскадные лазеры терагерцового диапазона: оптимизация дизайнов и экспериментальные результаты
Other Titles: High-temperature terahertz quantum-cascade lasers: design optimization and experimental results
Authors: Ушаков, Д. В.
Афоненко, А. А.
Гланский, И. А.
Хабибуллин, Р. А.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2022
Publisher: Москва : МИРЭА-Российский технологический университет
Citation: Russ. Technol. J. 2022;10(3):45−55
Abstract: Цели. Квантово-каскадные лазеры терагерцового диапазона (ТГц ККЛ) являются компактными твердотельными приборами с инжекционной накачкой, которые позволяют генерировать излучение в диапазоне от 1.2 до 5.4 ТГц. В полосе рабочих частот ТГц ККЛ находятся линии поглощения для ряда веществ, актуальных для медико-биологических и экологических приложений. Для широкого применения ТГц ККЛ в данных приложениях необходимо увеличивать рабочую температуру лазеров, что позволит уменьшить размеры и стоимость ТГц ККЛ, а также упростит использование данных ТГц-источников. Методы. В работе для расчета электронного транспорта в ТГц ККЛ использовалась система балансных уравнений на основе базиса волновых функций с уменьшенными дипольными моментами туннельно- связанных состояний. Результаты. В результате расчетов предложен оригинальный зонный дизайн с периодом на основе трех GaAs/Al0.18Ga0.82As квантовых ям (КЯ) и максимумом усиления около 3.3 ТГц. На основе разработанного дизайна был экспериментально изготовлен ТГц ККЛ, что включало рост лазерной структуры методом молекулярно-лучевой эпитаксии, постростовой процессинг для формирования полосковых лазеров с двойным металлическим волноводом и сборку лазеров на теплоотводе. Изготовленные ТГц ККЛ продемонстрировали генерацию вплоть до температуры 125 К, что согласуется с проведенными расчетами. Также в работе проведено исследование зонных дизайнов на основе двух GaAs/AlxGa1–xAs КЯ с различным содержанием алюминия в барьерных слоях (x = 0.20, 0.25 и 0.30). Выводы. Рассчитанные температурные зависимости пикового усиления для двух-КЯ дизайнов с x > 0.2 подтверждают возможность создания ТГц ККЛ, работающих при температурах свыше 200 К. Таким образом, в работе предложены двух-КЯ зонные дизайны, которые превосходят по максимальной рабочей температуре существующие рекордные высокотемпературные дизайны ТГц ККЛ.
URI: https://elib.bsu.by/handle/123456789/280986
DOI: 10.32362/2500-316X-2022-10-3-45-55
Sponsorship: Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РТУ МИРЭА «Инновации в реализации приоритетных направлений развития науки и технологий» (НИЧ 28/21) в рамках теоретических исследований и при поддержке гранта Российского научного фонда № 21-72-30020 в рамках изготовления ТГц ККЛ
Licence: info:eu-repo/semantics/openAccess
Document is part of resource: https://www.rtj-mirea.ru/jour/issue/view/39
Appears in Collections:Кафедра квантовой радиофизики и оптоэлектроники. Статьи

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
521-1497-1-SM.pdf1,01 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.