Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2022, выпуск 9 » Статья стр. 908
<<<>>>
Поверхностно-излучающие квантово-каскадные лазеры с дифракционной решеткой, сформированной методом прямой ионной литографии
DOI: 10.21883/FTP.2022.09.53414.9857
Российский научный фонд, 20-79-10285
Бабичев А.В. 1, Михайлов Д.А.2, Колодезный Е.С. 1, Гладышев А.Г. 1, Вознюк Г.В.2, Митрофанов М.И.2,3, Денисов Д.В.4, Слипченко С.О.2, Лютецкий А.В.2, Дюделев В.В.2, Евтихиев В.П.2, Карачинский Л.Я. 1, Новиков И.И. 1, Соколовский Г.С. 2, Пихтин Н.А. 2, Егоров А.Ю. 5
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
4Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
5Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
Email: a.babichev@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 18 апреля 2022 г.
В окончательной редакции: 25 июня 2022 г.
Принята к печати: 5 июля 2022 г.
Выставление онлайн: 31 августа 2022 г.
PDF версия
Представлены результаты исследований квантово-каскадных лазеров спектрального диапазона 7.5-8.0 мкм с кольцевым резонатором и поверхностным выводом излучения. Дифракционная решетка 2-го порядка с расчетной величиной коэффициента связывания ~9 см-1 сформирована на всей поверхности кольцевого резонатора методом прямой литографии сфокусированным ионным пучком. Продемонстрирована многомодовая лазерная генерация с поверхностным выводом излучения при комнатной температуре вблизи 7.75 мкм с пороговой плотностью тока ~8 кА/см2 при внешнем радиусе кольцевого резонатора 202 мкм. Результаты исследования распределения интенсивности в зоне дальнего поля вблизи нормали к поверхности показали наличие двух максимумов. Показано, что реализованного коэффициента связывания недостаточно для обеспечения одночастотного режима генерации в исследуемых квантово-каскадных лазерах с кольцевым резонатором. Ключевые слова: сверхрешетки, квантово-каскадный лазер, эпитаксия, фосфид индия, прямая ионная литография.
  1. A. Harrer, R. Szedlak, B. Schwarz, H. Moser, T. Zederbauer, D. MacFarland, H. Detz, A. M. Andrews, W. Schrenk, B. Lendl, G. Strasser. Sci. Rep., 6 (1), 1 (2016)
  2. F. Kapsalidis, M. Shahmohammadi, M.J. Suess, J.M. Wolf, E. Gini, M. Beck, M. Hundt, B. Tuzson, L. Emmenegger, J. Faist. Appl. Phys. B, 124 (6), 1 (2018)
  3. R. Szedlak, J. Hayden, P. Marti n-Mateos, M. Holzbauer, A. Harrer, B. Schwarz, B. Hinkov, D. MacFarland, T. Zederbauer, H. Detz, A.M. Andrews, W. Schrenk, P. Acedo, B. Lendl, G. Strasser. Opt. Eng., 57 (1), 011005 (2017)
  4. R. Szedlak, A. Harrer, M. Holzbauer, B. Schwarz, J.P. Waclawek, D. MacFarland, T. Zederbauer, H. Detz, A. M. Andrews, W. Schrenk, B. Lendl, G. Strasser. ACS Photonics, 3 (10), 1794 (2016)
  5. B. Hinkov, H. Knotig, F. Pilat, S. Lindner, R. Weih, B. Schwarz, W. Schrenk, L. Lux, H. Detz, A.M. Andrews, B. Baumgartner, J.P. Waclawek, J. Koeth, S. Hofling, B. Lendl, G. Strasser. Mid-infrared lasers for spectroscopic applications. 1st Global Infrared Sessions. https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_301887.pdf
  6. E. Mujagic, S. Schartner, L.K. Hoffmann, W. Schrenk, M.P. Semtsiv, M. Wienold, W.T. Masselink, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 93 (1), 011108 (2008)
  7. Y. Bai, S. Tsao, N. Bandyopadhyay, S. Slivken, Q. Y. Lu, D. Caffey, M. Pushkarsky, T. Day, M. Razeghi. Appl. Phys. Lett., 99 (26), 261104 (2011)
  8. D.H. Wu, M. Razeghi. APL Mater., 5 (3), 035505 (2017)
  9. B. Meng, M. Singleton, M. Shahmohammadi, F. Kapsalidis, R. Wang, M. Beck, J. Faist. Optica, 7 (2), 162 (2020)
  10. D. Kazakov, N. Opav cak, M. Beiser, A. Belyanin, B. Schwarz, M. Piccardo, F. Capasso. Optica, 8 (10), 1277 (2021)
  11. B. Meng, M. Singleton, J. Hillbrand, M. Franckie, M. Beck, J. Faist. Nature Photonics, 16 (2), 142 (2022)
  12. C. Schwarzer, R. Szedlak, S.I. Ahn, T. Zederbauer, H. Detz, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 103 (8), 081101 (2013)
  13. R. Szedlak, M. Holzbauer, P. Reininger, D. MacFarland, T. Zederbauer, H. Detz, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser. Vib. Spectrosc., 84, 101 (2016)
  14. J.-C. Zhang, D.-Y. Yao, N. Zhuo, F.-L. Yan, F.-Q. Liu, L.-J. Wang, J.-Q. Liu, Z.-G. Wang. Appl. Phys. Lett., 104 (5), 052109 (2014)
  15. R. Szedlak, C. Schwarzer, T. Zederbauer, H. Detz, A.M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser. Opt. Express, 22 (13), 15829 (2014)
  16. R. Szedlak, M. Holzbauer, D. MacFarland, T. Zederbauer, H. Detz, A.M. Andrews, C. Schwarzer, W. Schrenk, G. Strasser. Sci. Rep., 5 (1), 16668 (2015)
  17. A.Yu. Egorov, A.V. Babichev, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, E.V. Nikitina, M. Tchernycheva, A.N. Sofronov, D.A. Firsov, L.E. Vorobjev, N.A. Pikhtin, I.S. Tarasov. Semiconductors, 49 (11), 1527 (2015)
  18. M. Piccardo, B. Schwarz, D. Kazakov, M. Beiser, N. Opav cak, Y. Wang, S. Jha, J. Hillbrand, M. Tamagnone, W.T. Chen, A.Y. Zhu, L.L. Columbo, A. Belyanin, F. Capasso. Nature, 582 (7812), 360 (2020)
  19. A.V. Babichev, A.G. Gladyshev, A.S. Kurochkin, V.V. Dudelev, E.S. Kolodeznyi, G.S. Sokolovskii, V.E. Bugrov, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, D.V. Denisov, A.S. Ionov, S.O. Slipchenko, A.V. Lyutetskii, N.A. Pikhtin, A.Y. Egorov. Techn. Phys. Lett., 45 (4), 398 (2019)
  20. A.V. Babichev, D.A. Pashnev, A.G. Gladyshev, A.S. Kurochkin, E.S. Kolodeznyi, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, D.V. Denisov, V.V. Dudelev, G.S. Sokolovskii, D.A. Firsov, L.E. Vorob'ev, S.O. Slipchenko, A.V. Lutetskiy, N.A. Pikhtin, A.Y. Egorov. Opt. Spectrosc., 128 (8), 1187 (2020)
  21. А.В. Бабичев, Е.С. Колодезный, А.Г. Гладышев, Д.В. Денисов, Г.В. Вознюк, М.И. Митрофанов, Н.Ю. Харин, В.Ю. Паневин, С.О. Слипченко, А.В. Лютецкий, В.П. Евтихиев, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Н.А. Пихтин, А.Ю. Егоров. ФТП, 55 (7), 602 (2021). [A.V. Babichev, E.S. Kolodeznyi, A.G. Gladyshev, D.V. Denisov, G.V. Voznyuk, M.I. Mitrofanov, N.Yu. Kharin, V.Yu. Panevin, S.O. Slipchenko, A.V. Lyutetskii, V.P. Evtikhiev, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, N.A. Pikhtin, A.Yu. Egorov. Semiconductors, 55 (7), 591 (2021)]
  22. H. Kogelnik, C.V. Shank. J. Appl. Phys., 43 (5), 2327 (1972)
  23. E. Mujagic, L. K. Hoffmann, S. Schartner, M. Nobile, W. Schrenk, M.P. Semtsiv, M. Wienold, W.T. Masselink, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 93 (16), 161101 (2008)
  24. E. Mujagic, C. Schwarzer, Y. Yao, J. Chen, C. Gmachl, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 98 (14), 141101 (2011)
  25. V.V. Dudelev, S.N. Losev, V.Yu. Mylnikov, A.V. Babichev, E.A. Kognovitskay, S.O. Slipchenko, A.V. Lutetskii, N.A. Pikhtin, A.G. Gladyshev, L.Ya. Karachinskii, I.I. Novikov, A.Yu. Egorov, V.I. Kuchinskii, G.S. Sokolovskii. Opt. Spectrosc., 125 (3), 402 (2018)
  26. C. Schwarzer, E. Mujagic, S.I. Ahn, A.M. Andrews, W. Schrenk, W. Charles, C. Gmachl, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 100 (19), 191103 (2012)
  27. А.В. Бабичев, Е.С. Колодезный, А.Г. Гладышев, Д.В. Денисов, Н.Ю. Харин, А.Д. Петрук, В.Ю. Паневин, С.О. Слипченко, А.В. Лютецкий, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Н.А. Пихтин, А.Ю. Егоров. ПЖТФ, 48 (5), 7 (2022). [A.V. Babichev, E.S. Kolodeznyi, A.G. Gladyshev, D.V. Denisov, N.Yu. Kharin, A.D. Petruk, V.Yu. Panevin, S.O. Slipchenko, A.V. Lyutetskii, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, N.A. Pikhtin, A.Yu. Egorov, Tech. Phys. Lett., 48 (3), 6 (2022).]
  28. C. Schwarzer, R. Szedlak, L. Burgstaller, A. Genner, T. Zederbauer, H. Detz, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser. "Polarization versatility of surface emitting ring cavity quantum cascade lasers", in 2013 Conf. on Lasers \& Electro-Optics Europe \& International Quantum Electronics Conf. CLEO EUROPE/IQEC (Munich, Germany, May 2013). DOI: 10.1109/cleoeiqec.2013.6800693
  29. M. Holzbauer, R. Szedlak, H. Detz, R. Weih, S. Hofling, W. Schrenk, J. Koeth, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 111 (17), 171101 (2017)
  30. E. Mujagic, M. Nobile, H. Detz, W. Schrenk, J. Chen, C. Gmachl, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 96 (3), 031111 (2010)
  31. B.G. Lee, H.A. Zhang, C. Pflugl, L. Diehl, M.A. Belkin, M. Fischer, A. Wittmann, J. Faist, F. Capasso. IEEE Phot. Techn. Lett., 21 (13), 914 (2009)
  32. N. Finger, W. Schrenk, E. Gornik. IEEE J. Quant. Electron., 36 (7), 780 (2000)
  33. H. Shu, M. Suttinger, A. Lyakh. IEEE J. Quant. Electron., 55 (1), 1 (2019).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme