THz quantum cascade lasers for operation above cryogenic temperatures
Notice bibliographique
Résumé
High temperature operation of terahertz (THz) sources based on quantum cascade lasers (QCLs) is discussed. THz QCLs are compact, powerful sources but can only operate at cryogenic temperatures. State-of-the art THz QCLs are made with GaAs/AlGaAs heterostructures and use a single composition of AlGaAs for the barrier material. It was recently shown that multi-composition barriers in the band structure can result in gain > loss at temperature as high as ~240K. We demonstrate early experimental results that yield QCLs that operate up to 184K – similar to QCLs based on single composition barrier designs. An alternative method of producing room-temperature THz is based on intra-cavity difference-frequency generation (DFG) in mid-infrared (mid-IR) QCLs. Here we report devices with record conversion efficiency. THz DFG QCLs reported previously are highly inefficient since THz radiation produced more than ~100 μm away from the exit facet is fully absorbed due to high THz losses in the QCL waveguide. Our lasers use a non-collinear Cherenkov DFG scheme to extract THz radiation from the active region. Dual-color mid-IR quantum cascade lasers with integrated giant optical nonlinearity are grown on semi-insulating (S.I.) InP substrates. THz radiation is emitted at an angle into the substrate with respect to the mid-infrared pumps. Since S.I. InP is virtually lossless to THz radiation, this scheme allows for efficient extraction of THz radiation along the whole waveguide length. As a result, our sources demonstrate large mid-infrared-to-THz conversion efficiency. Devices tested at room-temperature produced 18μW peakpower and 75μW/W2 conversion efficiency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».