Квантовые каскадные лазеры

Лазер является квантовым прибором, поскольку оптические переходы происходят между квантовыми энергетическими уровнями. В полупроводниках переходы происходят между квазинепрерывными зонами, которые можно квантовать, прикладывая внешнее магнитное поле или уменьшая размеры кристалла до размеров длины волны Дебройля. В зависимости от кристалла это соответствует толщинам 1 – 10 нм. Таким образом «руками» непрерывный спектр преобразуется в дискретный, и можно наблюдать излучение между квантоворазмерными уровнями. Требуемые наноструктуры с большим числом слоев различных полупроводников выращиваются с помощью эпитаксиальной технологии. В результате создается квантовый каскадный лазер, излучающий в средней ИК области спектра (4-12 мкм), что имеет важное значение для спектроскопии, газоанализа, медицины. Работа заключается в дизайне структуры, создании лазера и изучении с целью улучшения его характеристик.

1. J. Faist, F. Capasso, D.L. Sivco, et al. Quantum cascade laser. Science, 264, 553 (1994).
2. И. И. Засавицкий, Д. А. Пашкеев, А. А. Мармалюк, и др. Квантовый каскадный лазер (λ~ 8 мкм), получаемый методом МОС-гидридной эпитаксии. Квантовая электроника, 40, 95  (2010).
3. И. И. Засавицкий. Схемы активной области в квантовых каскадных лазерах. Квантовая электроника, 42, 863 (2012).
4. И. И. Засавицкий, Д. А. Пашкеев, Е. В. Бушуев, Г. Т. Микаелян. Уширение и расщепление спектров излучения квантового каскадного лазера на основе  GaInAs/AlInAs в квантующем магнитном поле. Квантовая электроника, 43, 144 (2013).