朱永浩 黎华 万文坚 周涛 曹俊诚‡

1)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,中国科学院太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050)2)(中国科学院大学,北京 100049)

三阶分布反馈太赫兹量子级联激光器的远场分布特性∗

朱永浩1)2)黎华1)†万文坚1)周涛1)曹俊诚1)‡

1)(中国科学院上海微系统与信息技术研究所,中国科学院太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050)2)(中国科学院大学,北京 100049)

(2017年2月20日收到;2017年2月24日收到修改稿)

研究了三阶分布反馈太赫兹量子级联激光器的设计、制作并分析了其纵模和横模特性.通过建立波导结构模型,利用有限元方法模拟激光器波导结构内的三维模场分布,通过本征模的损耗分析器件的纵模模式选择机理.同时,由本征模的近场通过近-远场傅里叶变换求得激光器的远场分布.采用半导体工艺制作了4.3 THz双面金属波导三阶分布反馈量子级联激光器,测量了不同器件的发射谱和远场光束质量,远场发散角为12◦×13◦,实验结果和理论模拟符合.

太赫兹,量子级联激光器,单模,远场

1 引言

太赫兹(THz)波(频率0.1—10 THz,波长30µm—30 mm)介于红外光和微波之间,是整个电磁波谱中最后一个有待全面认识和研究的频段,因此THz频率也被称作“太赫兹间隙”.THz技术的发展很大程度依赖于THz辐射源和探测器的性能.目前产生THz波的电子学方法主要有:单行载流子光电二极管(UTCPD)、共振隧穿二极管(RTD)、光电导天线(PCA)［1−3]等.由于功率随频率的增大衰减严重,以上基于电子学的THz辐射源主要在1 THz以下的应……