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Terahertz optically pumped silicon lasers

Pavlov, Sergey und Hübers, Heinz-Wilhelm und Hovenier, Jacob Niels und Klaassen, Tjeerd Onno und Carder, Damian A. und Phillips, P. Jonathan und Redlich, Britta und Riemann, Helge und Zhukavin, Roman Kh. und Shastin, Valery N. (2005) Terahertz optically pumped silicon lasers. In: 2005 Erice, Italy, 35th Workshop: Physics and Technology of THz Photonics. NEST, Pisa, Italy. Physics and Technology of THz Photonics 2005 (35th Workshop), 2005-07-20 - 2005-07-26, Erice (Italy).

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Kurzfassung

Stimulated terahertz (THz) emission from silicon single crystals doped by group-V donors has been obtained by optical excitation with pulsed infrared lasers. Pumping by a conventional TEA CO<sub>2</sub> laser results in lasing on discrete lines between 1.3 and 7 THz (see figure). Laser thresholds can be as low as 10 kW/cm<sup>2</sup>. They depend on the donors species and the laser mechanism. Intracentre population inversion is realized between particular excited states which are large-spaced due to the chemical shift of the donor binding energy. The lifetime of an electron in an excited state (up to ~70 ps) is determined by the efficiency of phonon-assisted nonradiative relaxation. Optical excitation by the emission of a frequency-tunable free electron laser results in two different types of lasing. At relatively low pump intensities (~1 kW/cm<sup>2</sup>) the intracentre mechanism of lasing is dominating. At pump intensities above ~100 kW/cm<sup>2</sup> stimulated scattering of pump photons on transverse acoustic intervalley phonons can occur in the vicinity of an impurity atom. This results in laser emission in the frequency range from 4.6 to 5.8 THz. In this case the laser frequency can be tuned proportionally to the pump frequency.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Terahertz optically pumped silicon lasers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Pavlov, SergeyNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmNICHT SPEZIFIZIERT
Hovenier, Jacob NielsKavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology, Delft, The NL
Klaassen, Tjeerd OnnoKavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology, Delft, The NL
Carder, Damian A.FOM-Institute for Plasma Physics, Nieuwegein, The NL
Phillips, P. JonathanFOM-Institute for Plasma Physics, Nieuwegein, The NL
Redlich, BrittaFOM-Institute for Plasma Physics, Nieuwegein, The NL
Riemann, HelgeInstitute for Crystal Growth, Berlin
Zhukavin, Roman Kh.Institute for Physics of Microstructures, RAS, N.Novgorod, Russia
Shastin, Valery N.Institute for Physics of Microstructures, RAS, N.Novgorod, Russia
Datum:22 Juli 2005
Erschienen in:2005 Erice, Italy, 35th Workshop: Physics and Technology of THz Photonics
Referierte Publikation:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Beltram, FabioNICHT SPEZIFIZIERT
Benedek, GiorgioNICHT SPEZIFIZIERT
Tredicucci, AlessandroNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:NEST, Pisa, Italy
Status:veröffentlicht
Stichwörter:THz, silicon, laser
Veranstaltungstitel:Physics and Technology of THz Photonics 2005 (35th Workshop)
Veranstaltungsort:Erice (Italy)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2005-07-20 - 2005-07-26
Veranstalter :NEST (Pisa), Ettore Majorana Foundation (Erice), TeraNova
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben IR-Astronomie (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Terahertz- und Infrarotsensorik
Hinterlegt von: Dr. Sergey Pavlov
Hinterlegt am:01 Dez 2005
Letzte Änderung:12 Dez 2013 20:08

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