[發明專利]量子級聯激光元件

無效

• 申請號: 201280042684.0
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN103797668A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 平山秀樹;林宗澤
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人理化學研究所
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;李文嶼

1.一種量子級聯激光元件，具有一對電極和被該一對電極夾持的半導體超晶格結構，

該半導體超晶格結構具有活性區域，該活性區域在所述一對電極之間被施加了電壓時發射THz波段的電磁波，

該活性區域具有在厚度方向上重復設置的具有一定厚度的單位結構，該單位結構包括幾個交替層疊的勢阱層和勢壘層，

該勢阱層由作為AlAs和GaAs的混晶的Al_xGa_1-xAs構成，其中，0<x<1。

2.根據權利要求1所述的量子級聯激光元件，其中，

所述半導體超晶格結構的材質被確定為：

當施加了發射所述電磁波的工作時的電壓時，滿足E_LO>k_BT+E₃₂，

其中，E_LO是在所述半導體超晶格結構的內部能夠被激發的縱光學聲子的能量，E₃₂是激光上能級的最小能量值E₃與激光下能級的最小能量值E₂之差，T是工作溫度，單位為K，k_B是玻爾茲曼常數。

3.根據權利要求2所述的量子級聯激光元件，其中，

所述半導體超晶格結構的材質被確定為：

當施加了發射所述電磁波的工作時的電壓時，滿足E_LO>k_BT_electron+E₃₂，其中，E_electron是電子溫度，單位為K，

由此，在所述激光上能級被熱激發的電子通過用與縱光學聲子之間的電子-聲子散射作為介導而從所述激光上能級非輻射躍遷到所述激光下能級的概率減小。

4.根據權利要求2或3所述的量子級聯激光元件，其中，

所述半導體超晶格結構構成為：當被施加了所述電壓時，滿足E_LO≥E₂₁，其中，E₂₁是激光下能級的最小能量E₂與曳引能級的最小能量E₁之差。

5.根據權利要求1所述的量子級聯激光元件，其中，

作為在所述半導體超晶格結構的內部能夠被激發的縱光學聲子的能量的所述E_LO是比該半導體超晶格結構的所述勢阱層由GaAs構成時的縱光學聲子的能量大的值。

6.根據權利要求1所述的量子級聯激光元件，其中，

所述半導體超晶格結構具有由AlAs構成的能量勢壘層。