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冷指温度对2.59太赫兹量子级联激光器光学脉冲调制特性的影响

DOI：10.1088/1612-202X/ab7dcd 期刊：Laser Physics Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 太赫兹（THz）频段光源如量子级联激光器（QCLs）为远红外波段提供了多种新型应用。为深入理解其特性，本研究采用器件特异性建模方法预测电流调制和芯片温度下的光输出功率。本文报道了通过增益开关数值模拟评估QCLs短脉冲产生的温度依赖性，采用改进速率方程对QCLs发射的太赫兹光功率进行自洽计算。该器件工作波长116微米，施加半正弦波、双曲正切波及方波等不同电脉冲输入。仿真表明：在15K温度下，方波输入仅需最小电流幅值（0.83A）即可产生最窄脉宽（FWHM）的脉冲；当方波输入峰值幅值为1.01A时，在45K温度下可生成最短19.42ps FWHM的光学脉冲。对于峰值幅值1.8A的半正弦波输入，在15K温度下可获得27.86mW的峰值功率。
作者： P Ashok，M Ganesh Madhan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究冷指温度对2.59太赫兹量子级联激光器光学脉冲调制特性的影响。

研究成果

研究表明，在15K温度下，方波输入脉冲产生最小半高全宽（FWHM）时所需的电流幅值最低（0.83安培）。此外，当方波输入信号的峰值幅值为1.01安培时，可在45K温度下产生半高全宽最小为19.42皮秒的光学脉冲。对于峰值幅值为1.8安培的半正矢波输入信号，在15K温度下可产生27.86毫瓦的峰值功率。

研究不足

该研究仅限于数值模拟，未包含实验验证。关于波导对金属冷指有效温度影响甚微的假设，在所有情况下可能并不成立。

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