Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 74

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  quantum cascade laser
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
1
PL
W pracy (Application of polynomial approximation in simulations of quantum cascade lasers) zaprezentowano wyniki modelowania struktury kwantowego lasera kaskadowego z wykorzystaniem półanalitycznej metody aproksymacji wielomianowej pozwalającej na obliczanie rozkładu ładunku. Zastosowane podejście zapewnia szybką zbieżność samouzgodnionego rozwiązywania równań Schrödingera i Poissona oraz pozwala na uzyskiwanie wyników z ustaloną dokładnością. Dla poparcia powyższej tezy w pracy zamieszczono wybrane symulacje struktury lasera z użyciem najbardziej znanych modeli.
EN
The paper presents the use of semi-analytical polynomial approximation method to simulate of the QCL (quantum cascade laser) structures. The applied approach ensures a quick convergence of the self-consistent solution of the Schrödinger and Poisson equations and allows for a thesis that the numerical model using them is one of the most effective. To support the above thesis, a comparison of selected simulation results obtained with the use of the best known QCL models has been provided.
EN
In the presented work, the influence of the quantum well and barrier thicknesses on optical characteristics of InGaAs/AlInAs superlattices was reported. Six different structures of In0.53Ga0.47As/Al0.48In0.52As superlattices lattice-matched to InP were grown by low pressure metal organic vapour phase epitaxy (LP-MOVPE). Optical properties of the obtained structures were examined by means of photoluminescence spectroscopy. This technique allows quick, simple and non-destructive measurements of radiative optical transitions in different semiconductor heterostructures.The analysis of recorded photoluminescence spectra revealed the influence of the quantum well and barrier thicknesses on the emission line energy.
EN
In the presented work, an optical approach of stress determining in metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) grown quantum cascade laser (QCL) structures was reported. In the case of such sophisticated structures containing hundreds of thin layers, it is important to minimize the stress generated in the QCL core. Techniques enabling determination of stress in such thin layers as those described in the article are photoluminescence and Raman spectroscopies. Based on Raman shift or changes in photoluminescence signal, it is possible to analyze stress occurring in the structure.
EN
This paper presents some construction analysis and test results of a Free Space Optics system operating at the wavelength of 9.35 μm. In the system, a quantum cascade laser and a photoreceiver with mercury cadmium telluride photodetectors were used. The main parameters of these elements were discussed taking into account a data link operation. It also provides to determine a data range for various weather conditions related to scattering and scintillation. The results of numerical analyses defined the properties of currently available FSO technologies working in the near infrared or in the short infrared range of spectrum versus the performances of the developed system. The operation of this system was verified in three different test environments. The obtained results may also contain important issues related to the practical application of any FSO system.
EN
Quantum cascade laser is one of the most sophisticated semiconductor devices. Its technology requires extremely high precision and layers quality. Device performance is limited by thermal extraction form laser core. One of solutions is to apply highly resistivity epitaxial material acting as insulating layer on top of the QCL. Present work describes consequent steps of elaboration of MOVPE technology of Fe-compensated InP layers for further applications in quantum cascade lasers.
6
Content available remote ZnO-based terahertz quantum cascade lasers
EN
High-power terahertz sources operating at room-temperature are promising for many applications such as explosive materials detection, non-invasive medical imaging, and high speed telecommunication. Here we report the results of a simulation study, which shows the significantly improved performance of room-temperature terahertz quantum cascade lasers (THz QCLs) based on a ZnMgO/ZnO material system employing a 2-well design scheme with variable barrier heights and a delta-doped injector well. We found that by varying and optimizing constituent layer widths and doping level of the injector well, high power performance of THz QCLs can be achieved at room temperature: optical gain and radiation frequency is varied from 108 cm−1 @ 2.18 THz to 300 cm−1 @ 4.96 THz. These results show that among II–VI compounds the ZnMgO/ZnO material system is optimally suited for high-performance room-temperature THz QCLs.
7
Content available remote Passive synthesis rules of coupled-cavity quantum cascade lasers
EN
A new approach to passive electromagnetic modelling of coupled–cavity quantum cascade lasers is presented in this paper. One of challenges in the rigorous analysis of such eigenvalue problem is its large size as compared to wavelength and a high quality factor, which prompts for substantial computational efforts. For those reasons, it is proposed in this paper to consider such a coupled-cavity Fabry-Perot resonant structure with partially transparent mirrors as a two-port network, which can be considered as a deterministic problem. Thanks to such a novel approach, passive analysis of an electrically long laser can be split into a cascade of relatively short sections having low quality factor, thus, substantially speeding up rigorous electromagnetic analysis of the whole quantum cascade laser. The proposed method allows to determine unequivocally resonant frequencies of the structure and the corresponding spectrum of a threshold gain. Eventually, the proposed method is used to elaborate basic synthesis rules of coupled–cavity quantum cascade lasers.
8
Content available remote On the beam radiance of mid-infrared quantum cascade lasers : a review
EN
Lasers emitting mid-infrared (MIR) beams have become indispensable for spectroscopy, free space communication or remote security measures. To the one of the most promising families of the lasers suitable for these applications certainly belongs a group of the Quantum Cascade Lasers (QCL). However, among the conditions they must satisfy there is a high enough radiance of the beam they emit. Radiance depends in a complicated way on the laser output power and optical quality of the laser beam. This paper has been devoted to a description and a short analysis of the factors that decide about radiance of so far developed QCLs. Literature concerning both single devices and QCL arrays operating in beam combining systems have been examined and results described. The survey may be useful for estimation of how far the QCLs have come of age.
9
Content available Peak detection unit for Free-Space-Optics receiver
EN
The paper presents verification of a peak detection method cooperating with infrared radiation detector module applications. The work has been divided into parts including SPICE simulations and presentation of results obtained with the constructed prototype. The design of the peak detector dedicated to applications with very short pulses requires a different approach than that for standard solutions. It is mainly caused due to the ratio of pulse width and time period. In the described application this ratio is less than 10%. The paper shows testing of an analogue circuit which is capable to be inserted in these applications.
PL
W pracy przedstawiono analizę właściwości oraz opis konstrukcji laserowego systemu transmisji danych (ang. Free Space Optics – FSO). System ten stanowi unikalne rozwiązanie technologii FSO ze względu na zakres widmowy wykorzystywanego promieniowania, który pracuje w przedziale długości fal 8-12 μm. Opisano również zaimplementowane rozwiązania optomechaniczne, które zwiększyły zakres funkcjonalności tego urządzenia. Przedstawiono wyniki wstępnych badań transmisji sygnałów przy użyciu opracowanych głowic nadawczo- odbiorczych w warunkach rzeczywistych na odległości ok. 800 m. Na podstawie parametrów tych głowic przeprowadzono również analizę zasięgu opracowanego kanału FSO ze szczególnym uwzględnieniem zjawiska scyntylacji. Otrzymane wyniki pokazały, że zaprojektowana głowica nadawczo-odbiorcza może zostać zastosowana do transmisji danych na odległości do 2 km.
EN
The paper presents some performance analysis and description of the design Free Space Optical data link. This link is a unique device due to the used spectral range of radiation – the wavelength of 8-12 μm. The implemented optomechanical designs to increase its functionality were also described. The results of preliminary outdoor tests of the developed FSO transceiver at a distance ca. 800 m are presented. Based on its parameters, an analysis of the data link range in the case of scintillation was also performed. The obtained results showed that the designed FSO transceiver can be used for data transmission at the distances up to 2 km.
11
Content available remote Systemy łączności optycznej w otwartej przestrzeni
PL
W pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące praktycznych możliwości zastosowania optycznej łączności w otwartej przestrzeni. Szczególną uwagę zwrócono na wskazanie jej istotnych zalet jak również ograniczeń, z uwzględnieniem właściwości innych technologii przesyłania danych. Wskazany też został potencjał łączy optycznych w odniesieniu do rozwoju technologii 5G. W głównej części przedstawiono informacje dotyczące realizowanego projektu pt. „Hybrydowe łącze otwartej przestrzeni” realizowanego w ramach 8 konkursu NCBiR z zakresu obronności i bezpieczeństwa państwa. Opisana została koncepcja budowy tego łącza z uwzględnieniem właściwości zastosowanych źródeł promieniowania i modułów detekcyjnych pracujących w zakresie 8-12 μm. W części eksperymentalnej omówiono wyniki testów dotyczących funkcjonalności łącza hybrydowego oraz pracy w różnych warunkach pogodowych. Przeprowadzone obliczenia numeryczne umożliwiły oszacowanie SNR opracowywanego laserowego kanału przesyłania danych.
EN
The paper presents some analyses of practical applications of free space optical communications. Its advantages as well as limitations are desribed comparising with other data transfer technologies. The potential of FSO links in relation to the development of 5G technology has also been indicated. The main part of the paper presents some preliminary tests results of RF/FSO hybrid data link constructed for the purposes of national defense and security. The concept of the construction is based on use of radiation sources and photodetection modules operated in the spectral range of 8-12 μm. The performed tests of this hybrid link have confirmed its functionality and ability to work in different weather conditions The numerical calculations made it possible to estimate the SNR value of the developed optical transmission channel.
PL
Celem pracy jest identyfikacja praktycznych możliwości zastosowania laserów kaskadowych na potrzeby laserowego systemu łączności w wolnej przestrzeni. Dodatkowo wskazane zostaną kierunki rozwoju technologii laserów kaskadowych pod kątem ich zastosowania w systemie łączności bezprzewodowej.
EN
The aim of the work is to discuss possibility of application of Quantum Cascade Lasers in practical realization of laser based free space communication system. Additionally, some aspects of development of technology of QC lasers will be indicated with respect to FSO systems.
13
Content available remote High peak power 16 μm InP-related quantum cascade laser
EN
In this paper ∼16 μm-emitting multimode InP-related quantum cascade lasers are presented with the maximum operating temperature 373 K, peak and average optical power equal to 720 mW and 4.8 mW at 303 K, respectively, and the characteristic temperature (T0) 272 K. Two types of the lasers were fabricated and characterized: the lasers with a SiO2 layer left untouched in the area of the metal-free window on top of the ridge, and the lasers with the SiO2 layer removed from the metal-free window area. Dual-wavelength operation was obtained, at λ ∼ 15.6 μm (641 cm−1) and at λ ∼ 16.6 μm (602 cm−1) for lasers with SiO2 removed, while within the emission spectrum of the lasers with SiO2 left untouched only the former lasing peak was present. The parameters of these devices like threshold current, optical power and emission wavelength are compared. Lasers without the SiO2 layer showed ∼15% lower threshold current than these ones with the SiO2 layer. The optical powers for lasers without SiO2 layer were almost twice higher than for the lasers with the SiO2 layer on the top of the ridge.
PL
W pracy zaprezentowano nowy, efektywny sposób obliczeń parametrów transportowych, kwantowych laserów kaskadowych, z wykorzystaniem sond Büttikera. Obliczenia przeprowadzono dla modelu nieskończonego supersieci półprzewodnikowej, wykorzystującego właściwości funkcji Wanniera. Zastosowanie formalizmu nierównowagowych funkcji Greena oraz dwóch baz stanów kwantowych: bazy Wanniera i bazy Wanniera – Starka pozwoliło na dokładną ocenę poprawności i efektywności uzyskiwanych rezultatów w odniesieniu do publikowanych wcześniej prac prezentujących inne metody symulacji laserów kaskadowych.
EN
In the paper an efficient method of quantum cascade laser (QCL) simulation is presented. The calculations of selected QCL parameters are realized by using Büttiker probes. The numerical study were made for the infinite model of semiconductor superlattices using properties of Wannier functions. Formalism of non-equilibrium Green's functions (NEGF) is used in order to determine the transport parameters in the researched device. The density of states and occupation functions as well as the current-voltage characteristic are presented, as the results of simulations for the typical structure of terahertz laser.
EN
The work presents doping characteristics and properties of high Si-doped InGaAs epilayers lattice-matched to InP grown by low pressure metal-organic vapour phase epitaxy. Silane and disilane were used as dopant sources. The main task of investigations was to obtain heavily doped InGaAs epilayers suitable for usage as plasmon-confinement layers in the construction of mid-infrared InAlAs/InGaAs/InP quantum-cascade lasers (QCLs). It requires the doping concentration of 1×10¹⁹ cm⁻³ and 1×10²⁰ cm⁻³ for lasers working at 9 μm and 5 μm, respectively. The electron concentration increases linearly with the ratio of gas-phase molar fraction of the dopant to III group sources (IV/III). The highest electron concentrations suitable for InGaAs plasmon-contact layers of QCL was achieved only for disilane. We also observed a slight influence of the ratio of gas-phase molar fraction of V to III group sources (V/III) on the doping efficiency. Structural measurements using high-resolution X-ray diffraction revealed a distinct influence of the doping concentration on InGaAs composition what caused a lattice mismatch in the range of –240 ÷ –780 ppm for the samples doped by silane and disilane. It has to be taken into account during the growth of InGaAs contact layers to avoid internal stresses in QCL epitaxial structures.
EN
Quantum cascade laser is one of the most sophisticated semiconductor devices. The active region of the quantum cascade laser consists of hundreds thin layers, thus the deposition precision is the most crucial. The main technique for the fabrication of quantum cascade laser structure is molecular beam epitaxy, however, the prevalence of metalorganic vapour phase epitaxy techniques in the fabrication of semiconductor structures causes a perpetual work on the improvement production of the entire quantum cascade laser structure by the metalorganic vapour phase epitaxy. The paper presents technological aspects connected with the metalorganic vapour phase epitaxy growth of InGaAs/AlInAs low-dimensional structures for quantum cascade laser active region emitting ~9.6 μm radiation. Epitaxial growth of superlattice made of InGaAs/AlInAs lattice matched to InP was conducted at the AIXTRON 3x2″ FT system. Optical and structural properties of such heterostructures were characterised by means of high resolution X-ray diffraction, photoluminescence, contactless electroreflectance and scanning electron microscope techniques. Epitaxial growth and possible solutions of structure improvements are discussed.
PL
Prezentowana praca zawiera opis opracowania i optymalizacji technologii wzrostu heterostruktur kwantowych laserów kaskadowych emitujących promieniowanie z zakresu 9÷10 µm wykonanych w oparciu o układ materiałowy In0.52Al.0.48As/In0.53Ga0.47As oraz z zakresu 4÷5,5 µm bazujących na naprężonym skompensowanym obszarze aktywnym z In0.36Al.0.64As/In0.68Ga0.32As. Do wzrostu heterostruktur półprzewodnikowych wykorzystano technikę epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Dzięki tej metodzie wytworzono pełne struktury przyrządowe jak również obszary aktywne, przeznaczone do wzrostu falowodów z InP metodą epitaksji z fazy gazowej ze związków metalo-organicznych MOVPE. Przeprowadzono charakteryzację heterostruktur oraz przeprowadzono dyskusję stabilność i powtarzalność wykonanych procesów epitaksjalnych. Pomiary charakterystyk elektrooptycznych kwantowych laserów kaskadowych wykazały pracę impulsową w temperaturach powyżej 300K, co umożliwia zastosowanie ich w układach do detekcji śladowej ilości substancji gazowych.
EN
In this paper we present an optimization of growth process technology of quantum cascade lasers (QCL). Heterostructures were based on a lattice matched active region grown of In0.52Al.0.48As/In0.53Ga0.47As with emitting range of 9÷10 µm or, alternatively, a strain compensated active region of In0.36Al.0.64As/In0.68Ga0.32As emitting in 4÷5,5 µm range. For growing the laser heterostructures, solid state molecular beam epitaxy (MBE) was used. This method allows to grow full laser heterostructures and also the active regions for the regrowth of InP waveguide by metalo-organic vapor phase deposition (MOVPE). The characterization of achieved structures parameters and discussion about the growth processes stability and reproducibility is presented. Electro-optical measurements of the quantum cascade lasers demonstrate their operation in the temperature higher than 300 K in the pulse mode, which gives possibility to use such devices in trace gas sensing.
PL
Kwantowe lasery kaskadowe są jednymi z najbardziej wyrafinowanych przyrządów półprzewodnikowych. Znajdują zastosowanie m. in. w spektroskopii fotoakustycznej, diagnostyce medycznej czy detekcji śladowych ilości niebezpiecznych gazów. Niektóre z tych aplikacji wymagają pracy ciągłej lasera, w temperaturze pokojowej. Aby zapewnić odpowiednie warunki pracy, niezbędne jest zastosowanie wydajnej techniki odprowadzania ciepła z obszaru rdzenia lasera. Jedną z możliwości jest osadzenie wysokorezystywnych warstw InP:Fe. W niniejszej pracy zaprezentowano etapy opracowywania technologii InP:Fe do zastosowań w kwantowych laserach kaskadowych. Warstwy były osadzone techniką LP-MOVPE na stanowisku firmy Aixtron. Jako źródeł materiałów grup III oraz V użyto odpowiednio: TMIn oraz PH3 (100%), natomiast atomy żelaza pozyskano z CP2 Fe. Przeprowadzono diagnostykę otrzymanych struktur za pomocą takich technik jak HRXRD, AFM czy pomiary elektryczne I-V.
EN
Quantum cascade lasers are one of the most sophisticated semiconductor devices. Their main applications are photoacoustic spectroscopy, medical diagnostics and harmful gas sensing. Some of them need continuous wavelength operation mode at room temperature. In order to assure proper working conditions it is necessary to apply efficient technics of heat dissipation from the laser core. One of the possibilities is to use highly-resistivity InP:Fe layers. In the present work there is elaboration of InP:Fe technology presented. Layers were deposited using LP-MOVPE technique at the AIXTRON system. There were TMIn, PH3 and Cp2Fe materials used as a group III, V and dopant sources. Test structures were investigated by the means of HRXRD, AFM and I-V measurement techniques.
PL
Na przestrzeni ostatnich lat nastąpił gwałtowny wzrost ilości gazów zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. Jest on skutkiem szybkiego rozwoju produkcji przemysłowej i wykorzystania w jej trakcie coraz większej liczby i ilości szkodliwych gazów. Monitorowanie poziomu zanieczyszczeń gazowych atmosfery będących skutkiem emisji ich przez zakłady przemysłowe wymaga stosowania bardzo czułych i niezawodnych systemów wykrywania i identyfikacji śladowych ilości gazów. W pracy przedstawiono wyniki badań nad poprawą czułości i dokładności pomiarów systemów detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery wykorzystujących komórki wieloprzejściowe. Na podstawie przeprowadzonych badań zoptymalizowano konstrukcję systemu pod kątem uzyskania maksymalnej czułości, dużej rozdzielczości spektralnej oraz wysokiej dokładności pomiaru stężenia gazów. Głównymi elementami systemu są: wykonany w Instytucie Technologii Elektronowej laser kaskadowy oraz komórka wieloprzejściowa. Działanie zoptymalizowanego systemu przedstawiono na przykładzie wykrywania i pomiaru stężenia tlenku węgla.
EN
In recent years there has been a sharp increase in the amount of gases polluting atmospheric air. It is a result of the rapid development of industrial production and use of increasing number of harmful gases and their various concentrations in the atmosphere. Therefore, monitoring the level of gaseous atmosphere pollutants resulting from emissions of industrial plants requires very sensitive and reliable detection systems enabling the trace gases to be identified. The paper presents the results of research aimed to improve the sensitivity and accuracy of the measuring systems detecting the trace concentrations of gaseous pollutants in the atmosphere. The improvement is based on applying the multi-path cells. Using the results of the studies, the design of the measuring system has been optimized in terms of maximum sensitivity, high spectral resolution and high-precision detection of gas concentrations. The main elements of the system are: a cascade laser, made at the Institute of Electron Technology (ITE), and the multi-path cell. The operation of the optimized system is exemplified by the detection and the concentration measurement of carbon monoxide.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych falowodów laserów kaskadowych emitujących promieniowanie o długości fali ok. 5 μm. Rozważano niesymetryczne falowody zawierające podłoże z InP oraz warstwy InGaAs i InAlAs dopasowane sieciowo do InP projektowane do wytworzenia poprzez wzrost epitaksjalny przy wykorzystaniu wyłącznie epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Wyznaczono teoretyczne wartości współczynnika przekrycia pola elektrycznego i obszaru czynnego oraz strat modów poprzecznych dla różnych grubości poszczególnych warstw falowodowych oraz ilości periodów obszaru czynnego. Uzyskane wyniki obliczeń zostały zweryfikowane dla jednej z rozważanych konstrukcji falowodu poprzez porównanie wyznaczonego teoretycznego rozkładu promieniowania w polu dalekim z rozkładem wyznaczonym eksperymentalnie przy użyciu szerokokątnego profilometru goniometrycznego. Względna różnica pomiędzy szerokościami połówkowymi rozkładów teoretycznego i doświadczalnego wyniosła 3,5%.
EN
In this paper, we present results of numerical calculations of quantum cascade laser waveguides emitting radiation with a wavelength of approx. 5 μm. Asymmetric waveguides containing InP substrate and InGaAs and InAlAs lattice matched to InP have been considered. The waveguides have been designed to be manufactured by using molecular beam epitaxy (MBE). We have determined theoretical values of confinement factor and loss of transverse modes for different thicknesses of each waveguide layer. The results of calculations have been verified for one waveguide design by comparing calculated far-field distribution with experimental distribution measured by using a wide-angle goniometric profiler. The relative difference between full width at half maximum of both distributions is 3,5%.
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.