二波長量子カスケードレーザーにおける高k空間レーザー発振

電荷キャリア分布の理解は、レーザーシステムに関する我々の知識の基礎となる。半導体レーザーでは、電荷キャリアは極端に速い運動量緩和を受ける傾向があるため、バンド極値に蓄積する。すなわち、直接ギャップ半導体では、それらの波数ベクトルは小さくk ≈ 0に近い。従来の理解によると、レーザー発振のための反転分布を含むデバイスレベルの物理的現象はこれらのバンド極値で起こると示唆されている。この挙動は、ダイオードレーザー、バンド間カスケードレーザー、量子カスケードレーザーに共通である。今回我々は、高k空間で局所反転分布を確立できるエネルギー配置をもつ量子カスケードレーザーについて報告する。我々は、2つの別個の光学遷移からの二波長発光を観測した。温度に依存する性能特性は、2つの遷移が強く結合していることを示している。また、反相関挙動から電荷キャリアの競合が明白である。これら2つの光学遷移は、k ≈ 0における従来型量子カスケードレーザー遷移と、k ≈ 3.6 × 10⁸ m⁻¹付近の非熱的電子からの別のレーザー遷移である。