Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 18: Halbleiterlaser

HL 18.9: Vortrag

Dienstag, 28. März 2000, 17:00–17:15, H14

Untersuchung der elektrisch induzierten optischen Verstärkung in einer GaAs/AlGaAs Quantenkaskadenstruktur — •F. Eickemeyer¹, R. A. Kaindl¹, M. Woerner¹, Th. Elsaesser¹, S. Barbieri², P. Kruck², C. Sirtori² und J. Nagle² — ¹Max-Born-Institut, Max-Born-Str. 2A, 12489 Berlin — ²Thomson-CSF, Laboratoire Central de Recherches, 91404 Orsay, France

Quantenkaskadenlaser (QCL) sind elektrisch gepumpte Intersubband-Halbleiterlaser. Für ein besseres Verständnis ist es von Interesse, die einzelnen Teilprozesse und insbesondere die Charakteristik der optischen Verstärkung zu kennen. Mit einer im Spektralbereich von 7 bis 20 µm abstimmbaren Lichtquelle [1] untersuchen wir die elektrisch induzierte Transmissionsänderung in einer GaAs/AlGaAs Quantenkaskadenstruktur, die die gleiche aktive Region wie ein kürzlich vorgestellter QCL [2] enthält, aber keinen Resonator. Bei Stromfluß beobachten wir eine Transmissionserhöhung (Verstärkungskoeffizient g≈15 cm/kA) aufgrund von stimulierter Emission mit dem erwarteten spektralen Profil, welches sich aus dem Elektrolumineszenzspektrum berechnen läßt. Bei der Propagation der P-polarisierten Infrarotwelle unter einem Einfallswinkel von 60^∘ relativ zur Schichtfolge wird die beobachtete Transmissionsänderung deutlich durch eine Feldüberhöhung in der Quantenkaskadenstruktur vergrößert, die durch den Einschluß einer evaneszenten Welle in der Nähe der Totalreflexion entsteht.

[1] R. A. Kaindl et al., Appl. Phys. Lett., 75, 1060 (1999),

[2] C. Sirtori et al., Appl. Phys. Lett. 73, 3486 (1998).