THz 量子カスケードレーザ - terahertzjapan.com

1 THz * * ** * * ** Quantum Cascade Laser; QCL THz GaAs/AlGaAs 1) 1971 2) 1994 InGaAs/InAlAs m 3) LO 2002 CW 4) LO THz 2002 68 m 5) m6) ) THz 4 10 m 8) QCL (a) Open heat-sink package (b) CAN-package E3 (c) Butterfly package E2 (d)

2 High-Heat-Load (HHL) package for CW-QCL E1 E2 g E3 g (a) (b) (c) (d) E3-E2 E2-E1 LO 35 40meV pn THz GaAs InGaAs COD 9, 10) LD 11) thermmwpeffthenezLnJ223232032234211 (1) 1/ 3=1/ 31+1/ 32 0 neff Lp 32 EL e z32 w m thermn2 E2 kTnngtherm exp2 ng k T E2 E3 E2 32 E2 2 = 21 E2-E1 LO 32 2 E3 E2 (1)

3 32 2 2 E2 n2ther m THz 4 10 m CW THz 9 THz LO 100meV 1ps MIT 13) THz - - THz-QCL - - 13) 4V turn-ON 4A 10V turn-ON 6A 14, 15) 1-LO 1-LO E1 E4 E3 E2 E1 Tunnel-barrier dephdephdephseNJ 32222412 (2)

4 E Rabi 2 Ns E1 E3 0 deph 100fs 3 E3 E2 100 300meV LO Tunnel- barrier 1 E3 10meV THz E3 E2 10 15meV E3 1meV Indirect-pump scheme IDP QCL 100meV THz-QCL QCL diagonal transition E3 1-LO E4 LO E3 Indirect-pump scheme IDP 16, 17) IDP 15 m 20 THz 18) IDP 15 m IDP-QCL 18) E4 E4 LO E3 E4 E3 E1 E4 43 E4-E3 80meV = m 3 32 E1 -E4 7meV pump E3 15 m IDP-QCL - - 55 4mm HR epi-side up 15 m IDP-QCL - - 18) m 390K 300K 200mW T0 450K 18 z32 T0 IDP IDP THz-QCL19)

5 IDP QCL THz THz THz THz References 1) , , and , 17, 109(1970). 2) and , 5, 707(1971). 3) , , , , and , Science 264, 553(1994). 4) , , , , , , and , Science 295, 301(2002). 5) , , , , , , , and , Nature 417, 156(2002). 6) , , , and , 96, 141110 (2010). 7) , , , , and , 91, 131122 (2007). 8) , 9) , , , and , 44, 12(2008). 10) , , , , , and , 92, 121104(2008). 11) , , , , , , S-N and , 68, 3680(1996). 12) , and , 94, 131105(2009). 13) , , and , 83, 2124(2003). 14) , , , , and , 34, 1722(1998). 15) and , 98, 104505(2005). 16) , , , , US-PATENT 17) , , and , 16, 20748(2008).

6 18) , , , and , 97, 201109 (2010). 19) , , , , and , CLEO/QELS, CMF1 (Baltimore, 2011).