太赫兹二级分布反馈量子级联激光器中的模式竞争与功率特性

发布时间：2019-01-11 11:48

【摘要】：结合实验和理论计算研究了太赫兹二级分布反馈量子级联激光器中的模式竞争和功率特性.研究表明,激光器在整个动力学范围内均稳定地工作在横向及纵向的基模.横向基模的产生原因是脊条两侧的吸收边界有效提高了高阶横模的损耗.纵向基模的产生原因主要是谐振腔内基模与高阶纵模的电磁场分布交叠较大,并且频率接近,从而有效避免了增益在空间和频域的烧孔效应.此外,激光器的辐射效率随分布反馈光栅长度的增加而减小,导致只有在特定的光栅长度才能获得最大的输出功率.该工作有助于高性能单模太赫兹激光器及锁相激光器阵列的研制.
[Abstract]:The mode competition and power characteristics of terahertz second-order distributed feedback quantum cascade lasers are studied by means of experiments and theoretical calculations. The results show that the laser works stably in the transverse and longitudinal fundamental modes in the whole dynamic range. The reason of the transverse fundamental mode is that the absorption boundary on both sides of the ridge effectively increases the loss of the higher order transverse mode. The main reason for the longitudinal fundamental mode is that the electromagnetic field distribution of the fundamental mode and the high order longitudinal mode are overlapped and the frequency is close to each other, which effectively avoids the hole burning effect of gain in the space and frequency domain. In addition, the radiation efficiency of the laser decreases with the increase of the length of the distributed feedback grating, resulting in the maximum output power can be obtained only at a specific grating length. This work is helpful to the development of high performance single-mode terahertz lasers and phase-locked laser arrays.
【作者单位】： 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件院重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61574149) 中科院“百人计划”项目 上海市“浦江人才”计划(14PJ1409700)~~
【分类号】：TN248

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