選択注入機構1.9THz量子カスケードレーザの高温動作

摘要

テラヘルツ量子カスケードレーザ（THz-QCL）は連続動作可能，高田力，狭線幅などの特長を有する小型のテラヘルツ光源として期待されている．しかしながらその最高動作温度は200K（3.2THz）と低く室温での動作には至っていない．その原因の一つに発光エネルギーが小さいことによる発光上下準位への同時注入が挙げられる．THz-QCLで高温動作を得るためには，発光を対角遷移とし波動関数を空間的に分離することで電子の発光下位準位への注入を阻止し，発光上位準位への選択的注入を行うことが重要である．本研究では低周波数（＜2THz）THz-QCL の高温動作を目的とし，電子の注入機構に改良を加えた「選択注入型」のTHz-QCLを試作し，1.9THzにおいて最高動作温度160Kの発振を得た。本結果は、2THz以下の低周波数THz-QCLで安定動作が得られた最高動作温度であり，熱的な限界ライン（k_BT）を1.8倍上回る値が得られた．