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Competing Inversion-Based Lasing and Raman Lasing in Doped Silicon

Pavlov, S.G. und Deßmann, N. und Redlich, Britta und Meer, A.F.G. van der und Abrosimov, Nickolay und Riemann, H. und Zhukavin, R.Kh. und Shastin, V.N. und Hübers, Heinz-Wilhelm (2018) Competing Inversion-Based Lasing and Raman Lasing in Doped Silicon. Physical Review X (8), 041003. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevX.8.041003. ISSN 2160-3308.

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Kurzfassung

We report on an optically pumped laser where photons are simultaneously generated by Population inversion and by stimulated Raman scattering in the same active medium, namely crystalline silicon doped by bismuth (Si∶Bi). The medium utilizes three electronic levels: ground state [1], upper [3] and lower [2] laser levels. The 1 ↔ 3 and 2 ↔ 3 transitions are optically allowed and the 1 ↔ 2 transition is Raman active. Lasing based on population inversion occurs between the states 3 and 2, while Raman scattering benefits from the Raman-active transition. At high pump power the inversion-based stimulated emission 3 → 2 disappears, because electronic scattering from 1 to 2 via a virtual state dominates and the electrons are excited into 2 rather than into 3. Starting as population inversion-based lasing, it ends as stimulated Raman scattering. Our model shows that such a competition occurs on the timescale of the 10-ps-long pump pulse.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122231/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Competing Inversion-Based Lasing and Raman Lasing in Doped Silicon
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pavlov, S.G.sergeij.pavlov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deßmann, N.nils.dessmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Redlich, BrittaFOM-Institute for Plasma Physics, Nieuwegein, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meer, A.F.G. van derFOM-Institute for Plasma Physics, Rijnhuizen, Nieuwegein, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abrosimov, NickolayLeibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ), BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riemann, H.Institute of Crystal Growth, BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhukavin, R.Kh.Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shastin, V.N.Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Physical Review X
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1103/PhysRevX.8.041003
Seitenbereich:041003
Verlag:American Physical Society
ISSN:2160-3308
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Raman lasing, Inversion Population, three-level laser scheme
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben OptoRob (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Pavlov, Dr. Sergey
Hinterlegt am:15 Nov 2018 13:48
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:00

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