高速量子级联激光与探测器件及其在自由空间激光通信中的应用

摘要

本文通过优化量子级联激光器结构和制备工艺技术,研制出了一系列具有高频响应特征的中远红外量子级联激光芯片.经过微波整流技术测试,腔长0.3mm芯片3dB带宽达5.6GHz,腔长2mm芯片3dB带宽达1.7GHz.在国际上首次实现了高速量子级联激光芯片微波封装,激光波长4.7μm,最高室温连续波功率超过200mW.由高速封装的量子级联激光器与3dB带宽为500MHz的碲镉汞红外探测器组成收发系统,获得了背靠背数据率为900Mbps的清晰眼图.利用该系统实现了目前世界综合指标最好的长距离量子级联空间激光通信结果.本文还利用半导体探测器与微波技术的集成,研制出系列高速中远红外量子级联探测器,最高3dB带宽达9GHz.