Kamil PIERŚCIŃSKI, Maciej BUGAJSKI, Dorota PIERŚCIŃSKA,
Grzegorz SOBCZAK, Dominika NIEWCZAS, Agata KRZĄSTEK, Aleksandr KUŹMICZ,
Piotr GUTOWSKI, Michał NAGOWSKI, Krzysztof CHMIELEWSKI, Artur BRODA, Katarzyna PIENIAK
Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
Pierwszy działający kwantowy laser kaskadowy (z ang. Quantum Cascade Lasers – QCL) pracujący impulsowo w temperaturze został zademonstrowany w 1994r. przez grupę Federico Capasso z Bell Labs (USA). Lasery kaskadowe znalazły bardzo szybko zastosowanie w różnych dziedzinach nauki. Średnia podczerwień jest interesujące ze względu to, że atmosfera jest częściowo przezroczysta w tym zakresie widmowym jak również wiele związków chemicznych ma tam silne linie absorpcyjne, co umożliwia ich detekcję i identyfikację. Lasery QC emitujące na określonych długościach fal umożliwiają komunikację w wolnej przestrzeni, zdalne obrazowanie, oświetlenie i zastosowania wojskowe (infrared countermeasures). Lasery kaskadowe są także bardzo pożądanymi źródłami dla wielu aplikacji, posiadając przewagę nad innymi rozwiązaniami w kwestii zakresu dostępnych długości fal, szerokiej przestrajalności, emisji jednomodowej, czy kompaktowości oferując jednocześnie wysoką moc optyczną w temperaturze pokojowej.
Najbardziej atrakcyjnym zastosowaniem laserów emitujących promieniowanie z zakresu średniej podczerwieni jest obecnie detekcja gazów i komunikacja optyczna. QCL mają nieodłączną zaletę, która czyni je idealnymi kandydatami do optycznych systemów komunikacyjnych. Ze względu na pracę w zakresie widma podczerwieni oraz dużą szybkość modulacji są one bardzo atrakcyjnymi źródłami do budowy nadajników optycznych.
W pracy przedstawiono wyniki optymalizacji kwantowych laserów kaskadowych AlInAs/InGaAs/InP pod kątem zastosowania w systemach detekcji gazów oraz systemach zintegrowanej fotoniki.