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Spectral characterization of a 2.5 THz multi-mode quantum cascade laser

Pavlov, Sergey und Hübers, Heinz-Wilhelm und Richter, Heiko und Semenov, Alexei und Tredicucci, Alessandro und Köhler, Rüdeger und Mahler, Lukas und Beere, Harvey E. und Ritchie, David. A. (2006) Spectral characterization of a 2.5 THz multi-mode quantum cascade laser. In: 17th International Symposium on Space-Terahertz Technology, Seite 105. ISSTT-2006, 2006-05-10 - 2006-05-12, Institut Océanographique, 195 rue Saint-Jacques, 75005 Paris.

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Kurzfassung

Recently, terahertz-range semiconductor quantum cascade lasers (QCL) have attracted attention as potential local oscillators in heterodyne receivers. The basic characterization of the lasers, such as beam profiles, frequency and power stability as well as temperature and current-related frequency tunability has been carried out. Precise spectral analysis is required if the device is going to be used for applications requiring very accurate absolute frequency, spectral purity and fine frequency tunability, such as in heterodyne spectroscopy. By combination of Fourier transform spectroscopy with heterodyne and homodyne mixing measurements it is possible to create a complete picture of the QCL spectral output. We will report on the characterization of a 2.5 THz multi-mode QCL with respect to mechanisms determining the laser emission frequency and mode spectrum. The laser mechanism is based on a bound-to-continuum laser design. Laser emission spectra at different drive currents and heat sink temperatures have been measured by homodyne (QCL-QCL) and heterodyne (QCL-THz gas laser) mixing experiments. The analysis shows that variations of the laser frequency and modifications of the mode spectra are caused by fast processes which apparently control the gain of the device. The emission frequencies of the QCL based on a bound-to-continuum design can be described by a formalism similar to a Fabry-Perot-type cavity with additional corrections, depending on the QCL frequency and drive current. The detailed study of the spectral characteristics provides basic data about the direction, magnitude, and range of the frequency tunability of QCLs of this family/design. The data are necessary for implementation of the laser in a THz heterodyne receiver for example on board of SOFIA.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Spectral characterization of a 2.5 THz multi-mode quantum cascade laser
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Pavlov, SergeyNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmNICHT SPEZIFIZIERT
Richter, HeikoNICHT SPEZIFIZIERT
Semenov, AlexeiNICHT SPEZIFIZIERT
Tredicucci, AlessandroNEST CNR-INFM and Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy
Köhler, RüdegerNEST CNR-INFM and Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy
Mahler, LukasNEST CNR-INFM and Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy
Beere, Harvey E.Cavendish Laboratory, University of Cambridge, United Kingdom
Ritchie, David. A.Cavendish Laboratory, University of Cambridge, United Kingdom
Datum:Mai 2006
Erschienen in:17th International Symposium on Space-Terahertz Technology
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seite 105
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Institut Océanographique, Paris, NICHT SPEZIFIZIERT
Status:veröffentlicht
Stichwörter:THz cascade laser, heterodyne spectroscopy
Veranstaltungstitel:ISSTT-2006
Veranstaltungsort:Institut Océanographique, 195 rue Saint-Jacques, 75005 Paris
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2006-05-10 - 2006-05-12
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 - Projekt SOFIA (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Terahertz- und Infrarotsensorik
Hinterlegt von: Dr. Sergey Pavlov
Hinterlegt am:04 Sep 2006
Letzte Änderung:27 Apr 2009 13:03

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