Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 10: Halbleiterlaser II

HL 10.7: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 16:45–17:00, BEY/81

Perspektiven von Quantenkaskadenlasern mit GaInAs Wellenleitern — •Nicolaus Ulbrich, Giuseppe Scarpa, Gerhard Abstreiter und Markus-Christian Amann — Walter Schottky Institut, TU München, Am Coulombwall 3, D-85748 Garching

Quantenkaskadenlaser (QCL) mit GaInAs Wellenleitern sind wegen der guten Kontrolle ihres Dotierprofils, geringen optischen Verlusten, hoher Langzeitstabilität und einfacher Herstellung mittels Molekularstrahlepitaxie ohne zusätzliches Überwachsen attraktive Lichtquellen im mittleren Infrarotbereich. Insbesondere für messtechnische und sensorische Anwendungen im Bereich zwischen 3µm und 6µm sind QCL mit GaInAs Wellenleitern gut geeignet. Das zentrale Problem der Entwicklung von QCLn im Dauerstrichbetrieb ist die starke Erwärmung aufgrund hoher Wärmeerzeugung im aktiven Bereich und schlechter Wärmeleitung der eingesetzten ternären Materialien. Wir stellen in diesem Beitrag unsere Ergebnisse mit GaInAs Wellenleitern vor, die durch geringe optische Verluste aufgrund der guten Kontrolle des Dotierprofils einerseits die Wärmeerzeugung reduzieren und zudem hohe Langzeitstabilität aufweisen. Durch eine zusätzliche Reduktion der Spiegelverluste konnten internationale Bestwerte der maximalen Betriebstemperatur bei 5.5µm im gepulsten Betrieb erreicht werden. Die minimalen Schwellenströme bei Raumtemperatur liegen bei 3.3 kA/cm² und die maximale Betriebstemperatur konnte bis auf 200^∘C gesteigert werden. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften und ihres Temperaturverhaltens lassen sich insbesondere Anwendungen bei hohen Temperaturen und im gepulsten Betrieb realisieren.