量子级联激光器的发展及其应用

第!"卷第#期激光与红外$%&’!"()%’# #**"年+月,-./012)30-0/4-567&

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量子级联激光器的发展及其应用

李琦(王骐(尚铁梁

>哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室(黑龙江哈尔滨";***"?

摘要9量子级联激光器作为新近出现的全固化小型理想中远红外激光源(引起了人们极大的

兴趣@本文介绍了量子级联激光器的发展A应用状况及一些可能的应用范围@

关键词9量子级联激光器>B C,?D中远红外D量子阱

中图分类号9E)#+=’+文献标识码9-

F G H G I J K L G M N O M PQ K K I R S O N R J MJ T U V O M N V L W O X S O P G Y O X G Z X

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Q k X N Z O S N9E i^6^g^‘c_l m_‘g^7‘n d_‘c d o g_b g_l^&_b^6b%e e^6b_‘7l^_&g%o5_g c b%d6g^e%6o7l_‘l e_6:7‘e6_6^l

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p G qr J Z P X9n d_‘c d o g_b g_l^&_b^6>B C,?D o7l:_‘le_6:7‘e6_6^l D n d_‘c d o s^&&’

"引言

自"t u#年(半导体激光器问世以来(在器件类型A结构和增益介质等方面都取得了很大进展(可以说出现了几次大的突破@最近的一次算是量子级联激光器>n d_‘c d o g_b g_l^&_b^6缩写为B C,?的诞生@许多科学家都预言了它广泛的应用前景并对它的诞生给予了很高的评价(如07g i_6lv’4^,_ 0d^先生在"t t t年w.g7^‘g^x杂志上指出9它的出现引起了中远红外波段激光技术的革命@B C,为中远红外波段的应用提供了全固化小型激光源@量子级联激光器不同于普通的半导体注入激光器(它是由数组量子阱结构串联在一起的@在制作方面(利用了控制晶体生长精度高的分子束外延>vy/?技术D在结构设计上(采用了z能带工程{方法@量子级联激光器的波长是由导带中的分立子能级的相对位置确定的(而这一相对位置可以通过调整有源区量子阱的厚度得以实现@因此(理论上量子级联激光器波长可以处于两个大气窗口(并可以向远红外方向拓展@现已研制出的B C,波长范围!’+ |"<}o@量子级联激光器中的光跃迁是由量子限制效应引起的导带中分立子能带之间的电子从高能态向低能态跃迁引起的@这种单极载流子从高能态向低能态跃迁产生的光具有单向偏振性@而且这些跃迁态的联合态密度和相应的增益谱半宽度都很窄(并且对称(因此(可望得到很低的阈值电流和单纵模输出@另外(可以通过控制温度实现调谐(还可以改变外加电场(靠斯达克效应实现调谐D因此(这种激光器的光谱范围很宽@正是由于B C,具有的这些特点(使它成为许多国家研究的一大热点@特别值得一提的是中科院上海冶金所李爱珍研究组#***年初研制成功=’"u}o量子级联激光器("**~下功率u;o[(阈值电流密度"’=!-"g o#D同时研制成;’"}o的量子级联激光器(<<~下功率";o[(阈值电流密度!’!!-"g o#@

#发展状况

"t t+年(美国y^&&实验室的#’3_7b c等人研制

作者简介9李琦>"t u!$?(女(博士@现从事二元光学光束整形器件和激光应用技术的研究工作@

收稿日期9#***:"*:"t

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