Импеданс квантово-каскадных лазеров при модуляции усиления на частоте обхода резонатора

В данной работе изучаются некоторые проблемы сверхвысокочастотной модуляции терагерцевого излучения, эмитируемого квантово-каскадными лазерами. Экспериментально исследовано распространение электромагнитных волн в диапазоне частот 0,1-67 ГГц внутри резонаторов терагерцевых квантово-каскадных лазеров (ККЛ) {Al_0,15 Ga_0,85As/GaAs} с двойным металлическим волноводом c варьирующейся длиной резонатора 0,5-3,0 мм. Дополнительно проанализирован эффект смещения измерительного зонда от края резонатора. Получено хорошее согласие результатов эксперимента с моделированием распределения поля в резонаторах. Сделана оценка комплексного показателя преломления n активной среды в резонаторах терагерцевых ККЛ {Al_0,15Ga_0,85}As/GaAs} в диапазоне частот f= 10-70 ГГц: Re[n(f)] = 3,78-3,23 в диапазоне от 10-40 ГГц, в диапазоне от 40-70 ГГц Re[n(f)] составляет 3,23 и не изменяется; Im[n(f)] = 2,00-0,35. Полученная информация имеет важное значение для гигагерцевой модуляции тока инжекции терагерцевых ККЛ с целью реализации режима синхронизации мод.

На английском языке

Impedance of quantum cascade lasers with gain modulation at the cavity roundtrip frequency

Pushkarev S.S., Zhmud B.A., Maitama M.V., Sobolev A.S., Zuev A.V., Gnatyuk D.L., Matveenko O.S. and Khabibullin R.A.

In this work, we discuss some problems of microwave modulation of terahertz radiation emitted by quantum cascade lasers. The propagation of electromagnetic waves inside the resonators of terahertz quantum cascade lasers (THz QCLs) {Al_0.15 Ga_0.85 As/GaAs} with a double metal waveguide and a variable cavity length of 0.5 to 3.0 mm in the frequency range 0.1-67 GHz was experimentally studied. In addition, the effect of shifting the microwave probe from the cavity edge was analyzed. Good agreement between the experimental results and the simulated field distribution in the cavities was obtained. The complex refractive index of the active medium in the THz QCL resonators {Al_0.15 Ga_0.85 As/GaAs} was estimated in the frequency range 10-70 GHz: Re[n(f)] = 3.78-3.23 in the frequency range from 10 to 40 GHz, and does not change from 40 to 70 GHz; Im[n(f)] = 2.00-0.35. The obtained information is of great importance for gigahertz modulation of the THz QCL injection current in order to implement the mode-locking regime.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2026_69_01_14

Пример ссылки для цитирования

Пушкарёв С.С., Жмудь Б.А., Майтама М.В., Соболев А.С., Зуев А.В., Гнатюк Д.Л., Матвеенко О.С., Хабибуллин Р.А. Импеданс квантово-каскадных лазеров при модуляции усиления на частоте обхода резонатора // Изв. вузов. Радиофизика. 2026. Т. 69, № 1-2. C. 14–25.