Одночастотные квантово-каскадные лазеры с переменной глубиной травления штрихов дифракционной решетки
Бабичев А.В.1, Харин Н.Ю.2, Колодезный Е.С.1, Папылев Д.С.1, Вознюк Г.В.3, Митрофанов М.И.3,4,5, Гладышев А.Г.1, Слипченко С.О.3, Лютецкий А.В.3, Евтихиев В.П.3, Паневин В.Ю.2, Карачинский Л.Я.1, Новиков И.И.1, Пихтин Н.А.3, Егоров А.Ю.1
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
3Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
4Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
5Researcher ID:-
Email: a.babichev@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 17 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 31 марта 2025 г.
Принята к печати: 10 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 21 мая 2025 г.
Представлены результаты исследования поверхностно-излучающих квантово-каскадных лазеров с селективным кольцевым резонатором радиуса 284 мкм. Использование дифракционной решетки с переменной глубиной травления (вплоть до 4.6 мкм) позволило реализовать одночастотный режим генерации на длине волны 7.42 и 7.66 мкм при температурах 85 и 293 K. Максимальный коэффициент подавления боковых мод составил 23 дБ при температуре 293 K. Характеристическая температура T0 равнялась 166 K. Ключевые слова: квантово-каскадный лазер, одночастотная генерация, фосфид индия, метод прямой ионной литографии, дифракционная решетка.
- D. Hofstetter, M. Beck, J. Faist, M. Nagele, M.W. Sigrist. Optics Lett., 26 (12), 887 (2001)
- C. Wang, P. Sahay. Sensors, 9 (10), 8230 (2009)
- П.И. Абрамов, Е.В. Кузнецов, Л.А. Скворцов, М.И. Скворцов. ЖПС, 86 (1), 5 (2019)
- R. Szedlak, C. Schwarzer, T. Zederbauer, H. Detz, A. Maxwell Andrews, W. Schrenk, G. Strasser. Appl. Phys. Lett., 104 (15), 151105 (2014)
- 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)
- R. Szedlak, T. Hisch, B. Schwarz, M. Holzbauer, D. MacFarland, T. Zederbauer, H. Detz, A.M. Andrews, W. Schrenk, S. Rotter, G. Strasser. Sci. Rep., 8 (1), 7998 (2018)
- P.N. Figueiredo, A. Muraviev, R.E. Peale. Proc. SPIE, 9466, 946602 (2015)
- А.В. Бабичев, Е.С. Колодезный, Д.А. Михайлов, В.В. Дюделев, А.Г. Гладышев, С.О. Слипченко, А.В. Лютецкий, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Г.С. Соколовский, Н.А. Пихтин, А.Ю. Егоров. Письма ЖТФ, 50 (16), 18 (2024)
- А.В. Бабичев, Д.А. Пашнев, А.Г. Гладышев, А.С. Курочкин, Е.С. Колодезный, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Д.В. Денисов, L. Boulley, Д.А. Фирсов, Л.Е. Воробьев, Н.А. Пихтин, A. Bousseksou, А.Ю. Егоров. Письма ЖТФ, 45 (22), 21 (2019). [A.V. Babichev, D.A. Pashnev, A.G. Gladyshev, A.S. Kurochkin, E.S. Kolodeznyi, L.Ya. Karachinsky, I.I. Novikov, D.V. Denisov, L. Boulley, D.A. Firsov, L.E. Vorobjev, N.A. Pikhtin, A. Bousseksou, A.Yu. Egorov. Techn. Phys. Lett., 45 (11), 1136 (2019)]
- C. Schuster, M. Heinrich, A. Voigt, A. Zanzal, P. Reynolds, S. DeMoor, G. Ekindorf, A. Schleunitz, G. Gruetzner. Proc. SPIE, 12956, 129560H (2024)
- G. Marschick, J. Pelini, T. Gabbrielli, F. Cappelli, R. Weih, H. Knotig, J. Koeth, S. Hofling, P. De Natale, G. Strasser, S. Borri, B. Hinkov. ACS Photonics, 11 (2), 395 (2024)
- G. Marschick, S. Isceri, R. Szedlak, H. Moser, J.P. Waclawek, E. Arigliani, R. Weih, W. Schrenk, G. Strasser, B. Hinkov, A. Maxwell A.B. Lendl, B. Schwarz. APL Photonics, 9 (10), 100806 (2024)
- 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)
- M. Shahmohammadi, F. Kapsalidis, M.J. Suess, E. Gini, M. Beck, M. Hundt, B. Tuzson, L. Emmenegger, J. Faist. Semicond. Sci. Technol., 34 (8), 083001 (2019)
- А.В. Бабичев, Н.Ю. Харин, Е.С. Колодезный, Д.А. Михайлов, Г.В. Вознюк, М.И. Митрофанов, В.В. Дюделев, А.Г. Гладышев, С.О. Слипченко, А.В. Лютецкий, В.П. Евтихиев, В.Ю. Паневин, Л.Я. Карачинский, И.И. Новиков, Г.С. Соколовский, Н.А. Пихтин, А.Ю. Егоров. ПЖТФ, 51 (11), 52 (2025)
- W. Zhou, Q.-Y. Lu, D.-H. Wu, S. Slivken, M. Razeghi. Opt. Express, 27 (11), 15776 (2019)
- A. Lyakh, R. Maulini, A. Tsekoun, R. Go, C.K.N. Patel. Opt. Express, 20 (22), 24272 (2012).
- 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. Письма ЖТФ, 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. Techn. Phys. Lett., 48 (3), 69 (2022)]
- D.H. Wu, M. Razeghi. APL Materials, 5 (3), 035505 (2017).