Вышедшие номера
Home » Письма в журнал технической физики » Год 2026, выпуск 14 » Статья стр. 24
<<<>>>
Одночастотная генерация квантово-каскадного лазера с распределенной обратной связью на частоте вблизи 4.1 THz
Российский научный фонд, 25-49-10010
Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований (БРФФИ), Ф26РНФ-052
Винокуров М.В.1, Белов Д.А.1,2, Иконников А.В.2, Майтама М.В.1, Глинский И.А.1, Рыков И.Е.1, Галиев Р.Р.3, Павлов А.Ю.3, Пономарев Д.С.1,3, Афоненко А.А.4, Ушаков Д.В.4, Зубов Ф.И.1,5, Хабибуллин Р.А. 1,3
1Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
4Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
5Алферовский университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: ponomarev_dmitr@mail.ru, vinokurov.mv@phystech.edu, khabibullin.ra@mipt.ru
Поступила в редакцию: 23 марта 2026 г.
В окончательной редакции: 16 апреля 2026 г.
Принята к печати: 18 апреля 2026 г.
Выставление онлайн: 1 июня 2026 г.
PDF версия
Достигнута одночастотная генерация терагерцевого квантово-каскадного лазера (ККЛ) с активной средой на основе GaAs/AlGaAs за счет формирования распределенной обратной связи (РОС) первого порядка с четвертьволновым сдвигом. Измеренные спектры излучения ККЛ с РОС демонстрируют наличие одночастотной генерации на частоте 4.11 THz, что хорошо совпадает с рассчитанной брэгговской частотой. Продемонстрирована работа ККЛ с РОС в непрерывном режиме генерации при температурах до 70 K и мощности до 60 μW, что перспективно для создания компактных спектрометров высокого разрешения в терагерцевой области. Ключевые слова: распределенная обратная связь, терагерцевые лазеры, спектр, квантово-каскадный лазер, одночастотная генерация, двойной металлический волновод, непрерывная генерация.
  1. O.Y. Volkov, I.N. Duzhikov, R.A. Khabibullin, A.N. Baranov, Y.Y. Divin, Appl. Phys. Lett., 121 (26), 263504 (2022). DOI: 10.1063/5.0135562
  2. C. Walther, M. Fischer, G. Scalari, R. Terazzi, N. Hoyler, J. Faist, Appl. Phys. Lett., 91 (13), 131122 (2007). DOI: 10.1063/1.2793177
  3. M. Shahili, S.J. Addamane, A.D. Kim, C.A. Curwen, J.H. Kawamura, B.S. Williams, Nanophotonics, 13, 1735 (2024). DOI: 10.1515/nanoph-2023-0726
  4. D.V. Ushakov, A.A. Afonenko, R.A. Khabibullin, M.A. Fadeev, V.I. Gavrilenko, A.A. Dubinov, J. Appl. Phys., 135 (13), 133108 (2024). DOI: 10.1063/5.0198236
  5. D.V. Ushakov, A.A. Afonenko, R.A. Khabibullin, M.A. Fadeev, A.A. Dubinov, Phys. Status Solidi RRL, 18 (5), 2300392 (2024). DOI: 10.1002/pssr.202300392
  6. H.S. Muller, F. Schloder, J. Stutzki, G. Winnewisser, J. Mol. Struct., 742, 215 (2005). DOI: 10.1016/j.molstruc.2005.01.027
  7. X. Lu, B. Roben, K. Biermann, J.R. Wubs, U. Macherius, K.-D. Weltmann, J.H. van Helden, L. Schrottke, H.T. Grahn, Semicond. Sci. Technol., 38, 035003 (2023). DOI: 10.1088/1361-6641/acb1cd
  8. R. Li, Y. Xu, S. Zhang, Y. Ma, J. Liu, B. Zhou, L. Wang, N. Zhuo, J. Liu, J. Zhang, S. Zhai, S. Liu, F. Liu, Q. Lu, Light Sci. Appl., 13, 193 (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01567-2
  9. H. Hubers, H. Richter, U.U. Graf, R. Gusten, B. Klein, J. Stutzki, H. Wiesemeyer, Nat. Commun., 14 (1), 6812 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42389-x
  10. R.A. Khabibullin, N.V. Shchavruk, D.S. Ponomarev, D.V. Ushakov, A.A. Afonenko, K.V. Maremyanin, O.Y. Volkov, V.V. Pavlovskiy, A.A. Dubinov,  Opt.-Electron. Rev., 27, 129 (2019). DOI: 10.1016/j.opelre.2019.11.002
  11. Р.А. Хабибуллин, Д.С. Пономарев, И.А. Глинский, А.К. Долгов, Д.В. Ушаков, А.А. Афоненко, Одночастотный квантово-каскадный лазер терагерцового диапазона, патент РФ N RU 2839382 C1 (рег. 30.04.2025)
  12. Y. Chassagneux, R. Colombelli, W. Maineult, S. Barbieri, H.E. Beere, D.A. Ritchie, S.P. Khanna, E.H. Linfield, A.G. Davies, Nature, 457, 174 (2009). DOI: 10.1038/nature07636
  13. B.G. Lee, M.A. Belkin, C. Pflugl, L. Diehl, H.A. Zhang, R.M. Audet, J. MacArthur, D.P. Bour, S.W. Corzine, G.E. Hofler, F. Capasso, IEEE J. Quantum Electron., 45, 554 (2009). DOI: 10.1109/JQE.2009.2013175
  14. Д.В. Ушаков, А.А. Афоненко, Д.С. Пономарёв, С.С. Пушкарёв, В.И. Гавриленко, Р.А. Хабибуллин, Изв. вузов. Радиофизика, 65 (5-6), 505 (2022). DOI: 10.52452/00213462_2022_65_05_505 [D.V. Ushakov, A.A. Afonenko, D.S. Ponomarev, S.S. Pushkarev, V.I. Gavrilenko, R.A. Khabibullin, Radiophys. Quantum Electron., 65 (5-6), 461 (2022). DOI: 10.1007/s11141-023-10228-0]
  15. O. Volkov, V. Pavlovskiy, I. Gundareva, R. Khabibullin, Y. Divin, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 11 (3), 330 (2020). DOI: 10.1109/tthz.2020.3034815
  16. R.A. Khabibullin, D.V. Ushakov, A.A. Afonenko, A.Y. Pavlov, R.R. Galiev, D.S. Ponomarev, A.P. Vasilyev, A.G. Kuzmenkov, N.A. Maleev, F.I. Zubov, M.V. Maksimov, D.A. Belov, A.V. Ikonnikov, D.I. Kuritsyn, R.K. Zhukavin, K.A. Kovalevsky, V.A. Anfertev, V.L. Vaks, A.V. Antonov, A.A. Dubinov, S.V. Morozov, V.I. Gavrilenko, J. Appl. Phys., 136, 194504 (2024). DOI: 10.1063/5.0230499
  17. S.N. Mikhailenko, E.V. Karlovets, A.O. Koroleva, A. Campargue,  Molecules, 29, 5508 (2024). DOI: 10.3390/molecules29235508
  18. M. Haldar, IEEE J. Quantum Electron., 41 (11), 1349 (2005). DOI: 10.1109/jqe.2005.857062
  19. М.В. Винокуров, А.А. Афоненко, Д.В. Ушаков, Р.А. Хабибуллин, Оптика и спектроскопия, в печати
  20. H.C. Casey, M.B. Panish, Heterostructure lasers (Academic Press, 1978), vol. 1
  21. B.S. Williams, S. Kumar, Q. Hu, Opt. Lett., 30, 2909 (2005). DOI: 10.1364/OL.30.002909
  22. W. Guan, Z. Li, S. Wu, H. Liu, X. Ma, Y. Zhao, C. Wang, B. Liu, Z. Zhang, J. Cao, H. Li, Adv. Photon. Nexus, 2, 026006 (2023). DOI: 10.1117/1.APN.2.2.026006
  23. Y. Zeng, B. Qiang, Q.J. Wang, Adv. Opt. Mater., 8, 1900573 (2020). DOI: 10.1002/adom.201900573
  24. S. Khanal, L. Gao, L. Zhao, J.L. Reno, S. Kumar, Sci. Rep., 6, 32978 (2016). DOI: 10.1038/srep32978
  25. H. Kogelnik, C.V. Shank, J. Appl. Phys., 43 (5), 2327 (1972). DOI: 10.1063/1.1661499

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme