THz-Differenzfrequenzerzeugung in Zweifarben-Halbleiterlasern

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Wir konnten vor kurzem weltweit erstmalig nachweisen, dass Halbleiterlaser im Zweifarbenbetrieb direkt die Differenzfrequenz im Terahertz-Frequenzbereich emittieren. Das erzielte Signal-Rausch-Verhältnis war jedoch für Anwendungen und für eine gezielte Untersuchung und Optimierung des Effektes zu gering. Daher sollen in diesem Projekt verschiedene Ansätze verfolgt werden, um die direkt emittierte THz-Intensität zu steigern. Erstens wollen wir das externe Resonatordesign für einen stabileren Zweifarbenbetrieb optimieren. Zweitens wird in die Diodenstruktur zusätzlich ein THz-Wellenleiter integriert und durch Wachstum auf SI-Substrat wird die hohe THz-Absorption im Substrat reduziert. Drittens soll durch geeignete Wahl der Quantenfilmdicken und ¿ zusammensetzung die Differenzfrequenz in Resonanz mit Inter-Subbandübergängen im Quantenfilm gebracht. Durch eine umfangreiche Charakterisierung des Zweifarbenlasers mit den beschriebenen Modifikationen soll das Anwendungspotential unseres neuen Konzeptes untersucht werden. Nach einer Evaluation der genannten drei Verbesserungsansätze sollen im Erfolgsfall in einem Verlängerungsantrag Mehrsektionslaser mit DBR-Segmenten für monolithischen 2-Farbenbetrieb und einem modifizierten THz-Wellenleiter, bei dem das Maximum der THz-Welle in der Aktiven Zone (AZ) des Lasers liegt, realisiert und untersucht werden.