光泵浦非極化GaN-AlGaN量子阱激光器有源區(qū)設(shè)計(jì).pdf

1、太赫茲(T Hz)波段(波長(zhǎng)從30μm到1000μm)是電磁波譜中有待進(jìn)行全面而深入研究的最后一個(gè)頻率窗口。盡管第一臺(tái) THz量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)工作溫度達(dá)到50 K,后期人們?cè)赒CL上做了很多工作使得GaAs/AlGaAs基 QCL工作溫度取得了很大的進(jìn)展(最高工作溫度達(dá)到199.5 K),可以室溫工作的T Hz激光器仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)。熱回填效應(yīng)是限制THz QCL高溫工作的關(guān)鍵因素之一。在GaAs基THz QCL中,為了利用縱波光學(xué)

2、聲子(LO聲子)共振效應(yīng),QCL中激光器中低能級(jí)和絕大多數(shù)電子處于的基能級(jí)之間的能量差和LO聲子能量36 meV非常接近,這樣帶來(lái)的壞處是在高溫時(shí)熱回填效應(yīng)比較大,不利于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。此外,基于GaAs/AlGaAs的QCL激光器由于自身LO聲子(LO聲子能量36 meV)限制,無(wú)法在30到40μm波段產(chǎn)生T Hz激光。
　　一般的THz QCL都是采用電泵浦的方式進(jìn)行工作,與電泵浦不同,光泵浦的子能級(jí)躍遷激光器提供了一種對(duì)電子子能

3、級(jí)高選擇性的注入方式,是研究激光機(jī)理,載流子弛豫過程的有效工具。我們進(jìn)行了一種光泵浦非極化G aN/A lG aN量子阱子能級(jí)躍遷激光器有源區(qū)設(shè)計(jì),成功得到了符合要求的器件結(jié)構(gòu)。這種太赫茲激光器可以在30~40μm波段產(chǎn)生激光,可以室溫工作?？焖俚腉 aN/A lG aN量子阱中LO聲子散射過程可以用來(lái)使電子迅速?gòu)牡湍芗?jí)掉落到基態(tài)。更加重要的是較大的LO聲子能量可以用來(lái)減小激光器高溫時(shí)存在的熱回填效應(yīng)。理論模擬了溫度和光泵浦功率對(duì)于設(shè)計(jì)