Температурная зависимость порогового тока и выходной мощности квантово-каскадного лазера с частотой генерации 3.3 ТГц

Предложена конструкция активной области квантово-каскадного лазера терагерцового диапазона частот на основе трех туннельно-связанных квантовых ям GaAs/Al$_{0.15}$Ga$_{0.85}$As c резонансно-фононным дизайном. Рассчитаны уровни энергии, матричные элементы дипольных переходов и спектры усиления в зависимости от напряженности приложенного электрического поля $F$ и температуры. Показано, что максимальное усиление реализуется на частоте 3.37 ТГц при $F$ = 12.3 кВ/см. На основе предложенной конструкции изготовлен квантово-каскадный лазер с двойным металлическим волноводом, излучающий на частоте $\sim$3.3 ТГц при $T_{\operatorname{max}}$ $\sim$84 K. Из зависимости выходной мощности от температуры определена энергия активации $E_a$ = 23 мэВ испускания LO-фононов при рекомбинации электронов с верхнего лазерного уровня на нижний.