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Silicon donor and Stokes terahertz lasers

Pavlov, Sergey und Hübers, Heinz-Wilhelm und Hovenier, Jacob Niels und Klaassen, Tjeerd Onno und Riemann, Helge und Abrosimov, Nickolay und Nötzel, Natalia und Zhukavin, Roman und Shastin, Valery (2006) Silicon donor and Stokes terahertz lasers. Journal of Luminescence, 121 (2), Seiten 304-310. Elsevier B.V.. DOI: 10.1016/j.jlumin.2006.08.009.

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Kurzfassung

Two types of lasers based on hydrogen-like impurity-related transitions in bulk silicon operate at frequencies between 1 and 7 THz (wavelength range of 50–230 μm). These lasers operate under mid-infrared optical pumping of n-doped silicon crystals at low temperatures (less than 30 K). Dipole-allowed optical transitions between particular excited states of group-V substitutional donors are utilized in the first type of terahertz silicon lasers. These lasers have a gain about 1–3 cm<sup>-1</sup> above the laser thresholds (more than 1 kW/cm<sup>2</sup>) and provide 10ps – 1μs pulses with a few mW output power on discrete lines. Raman-type Stokes stimulated emission in the range 4.6–5.8 THz has been observed from silicon crystals doped by antimony and phosphorus donors when optically excited by radiation from a tunable infrared free electron laser. The scattering occurs on the 1s(E)→1s(A<sub>1</sub>) donor electronic transition accompanied by an emission of the intervalley transverse acoustic g-phonon. The Stokes lasing has a peak power of a few tenths of a mW and a pulse width of a few ns. The Raman optical gain is about 7.4 cm/GW and the optical threshold intensity is about 100 kW/cm<sup>2</sup>.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Silicon donor and Stokes terahertz lasers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Pavlov, SergeyNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmNICHT SPEZIFIZIERT
Hovenier, Jacob NielsKavli Institute of Nanoscience Delft, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands
Klaassen, Tjeerd OnnoKavli Institute of Nanoscience Delft, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands
Riemann, HelgeInstitute of Crystal Growth, Berlin, Germany
Abrosimov, NickolayInstitute of Crystal Growth, Berlin, Germany
Nötzel, NataliaInstitute of Crystal Growth, Berlin, Germany
Zhukavin, RomanInstitute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, N. Novgorod, Russia
Shastin, ValeryInstitute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, N. Novgorod, Russia
Datum:Dezember 2006
Erschienen in:Journal of Luminescence
Band:121
DOI :10.1016/j.jlumin.2006.08.009
Seitenbereich:Seiten 304-310
Verlag:Elsevier B.V.
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Silicon, Intracenter laser, Impurity–phonon interaction, Terahertz Raman scattering
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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:28 Aug 2007
Letzte Änderung:12 Dez 2013 20:21

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