Single-mode lasing at room temperature in quantum-cascade lasers (QCLs) with arched cavity design has been demonstrated. The output optical power in single-mode lasing regime at ~7.7-μm lasing wavelength was above 6 mW with a side-mode suppression ratio of up to 25 dB. The QCL heterostructure for the arched cavities was grown by molecular-beam epitaxy (MBE) based on a heterojunction of In_0.53Ga_0.47As/Al_0.48In_0.52As solid alloys, lattice-matched with InP substrate, and InP layers performing the function of waveguide claddings.
Методом молекулярно-пучковой эпитаксии продемонстрирована возможность изготовления гетероструктур квантово-каскадных лазеров спектрального диапазона 7-8 mum, содержащих в активной области 50 квантовых каскадов на основе гетеропары твердых растворов In0.53Ga0.47As/Al0.48In0.52As. Для получения оптического излучения использована конструкция квантового каскада, основанная на принципе двухфононного резонансного рассеяния. Методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии исследованы структурные свойства созданных гетероструктур и подтверждено их высокое структурное совершенство --- идентичность состава и толщин эпитаксиальных слоев во всех 50 каскадах. Полосковые лазеры, изготовленные из гетероструктуры, демонстрируют лазерную генерацию с пороговой плотностью тока менее 1.6 kA/cm2 при температуре 78 K. DOI: 10.21883/PJTF.2017.14.44833.16776