Kwantowy laser kaskadowy z pionow wnk rezonansow Tomasz

Kwantowy laser kaskadowy z pionową wnęką rezonansową Tomasz Czyszanowski Politechnika Łódzka

Kwantowy laser kaskadowy z pionową wnęką rezonansową 1) Laser krawędziowy - laser powierzchniowy 2) Laser kaskadowy Własności emisyjne i spektralne Zastosowania 3) Powierzchniowy kwantowy laser kaskadowy 4) Siatka podfalowa 5) VCSEL z siatką podfalową 6) QC VCSEL z siatką podfalową

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

http: //www. learnabout-electronics. org Energy valence band conduction band distance Laser krawędziowy

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org

Laser krawędziowy http: //www. learnabout-electronics. org http: //www. laserfocusworld. com

Laser powierzchniowy (VCSEL) Zalety : • niski prąd progowy • wąskie spektrum • • wysoka częstotliwość modulacji kołowa wiązka matryce 2 D łatwa charakteryzacja Wady: • wstrzykiwanie prądu • DBR

Kwantowy laser kaskadowy http: //www. learnabout-electronics. org mod TE E

Kwantowy laser kaskadowy http: //www. learnabout-electronics. org E mod TM

conduction band Advanced Optical Technologies M. Pfeffer Energy distance Kwantowy laser kaskadowy

Kwantowy laser kaskadowy

Kwantowy laser kaskadowy E E mod TM

Własności emisyjne i spektralne

Własności emisyjne i spektralne Jakość wiązki 5 – 10 o 30 – 50 o

Własności emisyjne i spektralne Jakość wiązki

Własności emisyjne i spektralne Widmo emisji l l

Własności emisyjne i spektralne Modulacja l M. Cooke „Intel takes further step toward Tbit/s data transmission” Semiconductor today, 2010

Zastosowania Ryoko Yoshimura et al. "Highly Sensitive Laser Based Trace-gas Sensor Technology and Its Application to Stable Isotope Ratio Analysis" NTT Technical Review FP QCL F. K. Tittel „Mid-IR Semiconductor Lasers Enable Sensors for Trace-Gas-Sensing Applications” Photonics Spectra, 56289, 2014

Zastosowania 03 DARPA ORCA Official Concept Art created c. 2008 Szybkość transmisji < 10 Gb/s

- dobra jakość wiązki - wąskie widmo emisji l l - duża szybkość modulacji M. Cooke „Intel takes further step toward Tbit/s data transmission” Semiconductor today, 2010

- dobra jakość wiązki - wąskie widmo emisji - duża szybkość modulacji

Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser - dobra jakość wiązki - wąskie widmo emisji - duża szybkość modulacji http: //www. dukedesign. com

Powierzchniowy kwantowy laser kaskadowy kz Hy Ex

Powierzchniowy kwantowy laser kaskadowy kz Ey Hx

Powierzchniowy kwantowy laser kaskadowy kz Ey Hx E

Introduction Siatka podfalowa 31 d d>l Photonics West

Introduction Siatka podfalowa 32 d d>l Photonics West

Introduction Siatka podfalowa 33 d d << l Photonics West

Siatka podfalowa d destructive interference d<l C. J. Chang-Hasnain and W. Yang High-contrast gratings for integrated optoelectronics, Adv. Opt. Photonics 4(3), 379– 440 (2012) Photonics West

VCSEL z. Introduction siatką podfalową 35 M. C. Y. Huang, Y. Zhou and C. J. Chang-Hasnain“ Nat. Photon. 1, 119 -122 (2007) Air Al. Ga. As membrane DBR 35 pairs 5 – 10 mm substrate Markus Amann Nat. Photon. vol. 2 p. 134 (2008) Photonics West

VCSEL z. Introduction siatką podfalową 36 low refractive index substrate Photonics West

Monolithic high contrast grating VCSEL z siatką podfalową Al. Ox Ga. As h. HCG hclad 37

Monolithic high contrast grating VCSEL z siatką podfalową Al. Ox Ga. As h. HCG hclad 38

Monolithic high contrast grating VCSEL z siatką podfalową Al. Ox Ga. As h. HCG hclad 39

Monolithic high contrast grating VCSEL z siatką podfalową 40 h. HCG Ga. As Siatka monolityczna Photonics West

Mirror reflectance VCSEL z monolityczną siatką podfalową 41 Photonics West

Mirror reflectance VCSEL z monolityczną siatką podfalową 42 Electron beam litography + Reactive ion etching 549. 4 nm 160 nm 270. 6 nm Photonics West

Mirror reflectance VCSEL z monolityczną siatką podfalową 43 photodetector polarizer monochromator beam spliter tunable source AR coating Ga. As Photonics West

Mirror reflectance VCSEL z monolityczną siatką podfalową 44 Photonics West

Mirror reflectance VCSEL z monolityczną siatką podfalową 45 20 – 30 mm

VCSEL z monolityczną siatką podfalową

VCSEL z monolityczną siatką podfalową 1 mm

VCSEL z monolityczną siatką podfalową

VCSEL z monolityczną siatką podfalową

VCSEL z monolityczną siatką podfalową d destructive interference d<l C. J. Chang-Hasnain and W. Yang High-contrast gratings for integrated optoelectronics, Adv. Opt. Photonics 4(3), 379– 440 (2012)

VCSEL z monolityczną siatką podfalową grating cavity DBR

QC VCSEL z siatką podfalową HCG Hx kx Hz TE Ey Ey kz kz Ey DBR Hx z x y

QC VCSEL z siatką podfalową HCG Ex kx Ez TM Hy Hy kz kz Hy DBR Ex z x y

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 1 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 2 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 3 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 4 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 5 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 6 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 7 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 8 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową a F = 0. 9 10 L F = a/L h [mm] h Ga. As l = 9 mm 0 3. 0 L [mm] 9. 0

QC VCSEL z siatką podfalową Ga. As Al. Ga. As 40 L DBR

QC VCSEL z siatką podfalową 40 L DBR I = E x * + E y *+ E z *

QC VCSEL z siatką podfalową Ey Ey *

QC VCSEL z siatką podfalową Ez Ez *

QC VCSEL z siatką podfalową 50 nm M 1 300 nm M 2 M 3 300 nm M 4 M 5 QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 I = E x * + E y *+ E z * QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 I = E x * + E y *+ E z * QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 I = E x * + E y *+ E z * QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 I = E x * + E y *+ E z * QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową M 5 DBR Ph. ML Ez Ez * QC Au Ga. As n++ Al 0. 9 Ga 0. 1 As

QC VCSEL z siatką podfalową G [cm-1]