Published January 2, 2024
| Version v1
Publication
Low-threshold 2 µm InAs/InP quantum dash lasers enabled by punctuated growth
Creators
- 1. University of Science and Technology
- 2. Electronics and Telecommunications Research Institute
Description
2 µm photonics and optoelectronics is promising for potential applications such as optical communications, LiDAR, and chemical sensing. While the research on 2 µm detectors is on the rise, the development of InP-based 2 µm gain materials with 0D nanostructures is rather stalled. Here, we demonstrate low-threshold, continuous wave lasing at 2 µm wavelength from InAs quantum dash/InP lasers enabled by punctuated growth of the quantum structure. We demonstrate low threshold current densities from the 7.1 µm width ridge-waveguide lasers, with values of 657, 1183, and 1944 A/cm2 under short pulse wave (SPW), quasi-continuous wave (QCW), and continuous wave operation. The lasers also exhibited good thermal stability, with a characteristic temperature T0 of 43 K under SPW mode. The lasing spectra is centered at 1.97 µm, coinciding with the ground-state emission observed from photoluminescence studies. We believe that the InAs quantum dash/InP lasers emitting near 2 µm will be a key enabling technology for 2 µm communication and sensing.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد الضوئيات والإلكترونيات الضوئية التي تبلغ مساحتها 2 ميكرومتر واعدة للتطبيقات المحتملة مثل الاتصالات البصرية والليدار والاستشعار الكيميائي. في حين أن الأبحاث على كاشفات 2 ميكرومتر آخذة في الازدياد، فإن تطوير مواد كسب 2 ميكرومتر المستندة إلى InP مع هياكل نانوية 0D متوقفة إلى حد ما. هنا، نعرض ليزر موجي مستمر منخفض العتبة بطول موجي 2 ميكرومتر من ليزر InAs الكمومي/InP الممكّن من خلال النمو المتقطع للبنية الكمومية. نظهر كثافة تيار حدية منخفضة من ليزر موجه الموجات المتطاولة بعرض 7.1 ميكرومتر، مع قيم 657 و 1183 و 1944 أمبير/سم 2 تحت موجة النبض القصير (SPW)، والموجة شبه المستمرة (QCW)، وتشغيل الموجة المستمر. أظهرت أشعة الليزر أيضًا ثباتًا حراريًا جيدًا، مع درجة حرارة مميزة T0 تبلغ 43 كلفن تحت وضع SPW. تتركز أطياف الليزر عند 1.97 ميكرومتر، بالتزامن مع انبعاث الحالة الأرضية الذي لوحظ من دراسات التلألؤ الضوئي. نعتقد أن ليزر InAs Quantum DASH/InP الذي ينبعث بالقرب من 2 ميكرومتر سيكون تقنية تمكين رئيسية للاتصالات والاستشعار 2 ميكرومتر.Translated Description (French)
La photonique et l'optoélectronique de 2 µm sont prometteuses pour des applications potentielles telles que les communications optiques, le LiDAR et la détection chimique. Alors que la recherche sur les détecteurs de 2 µm est à la hausse, le développement de matériaux à gain de 2 µm à base d'InP avec des nanostructures 0D est plutôt au point mort. Ici, nous démontrons un laser à onde continue à seuil bas à une longueur d'onde de 2 µm à partir de lasers InAs Quantum Dash/InP activés par une croissance ponctuée de la structure quantique. Nous démontrons de faibles densités de courant de seuil à partir des lasers à guide d'onde à crête de 7,1 µm de largeur, avec des valeurs de 657, 1183 et 1944 A/cm2 sous onde courte (SPW), onde quasi-continue (QCW) et fonctionnement en onde continue. Les lasers présentaient également une bonne stabilité thermique, avec une température caractéristique T0 de 43 K en mode SPW. Les spectres laser sont centrés à 1,97 µm, coïncidant avec l'émission à l'état fondamental observée à partir des études de photoluminescence. Nous pensons que les lasers InAs Quantum Dash/InP émettant près de 2 µm seront une technologie clé pour la communication et la détection de 2 µm.Translated Description (Spanish)
La fotónica y optoelectrónica de 2 µm es prometedora para aplicaciones potenciales como comunicaciones ópticas, LiDAR y detección química. Si bien la investigación sobre detectores de 2 µm está en aumento, el desarrollo de materiales de ganancia de 2 µm basados en InP con nanoestructuras 0D está bastante estancado. Aquí, demostramos un láser de onda continua de bajo umbral a una longitud de onda de 2 µm de los láseres InAs quantum Dash/InP habilitados por el crecimiento puntuado de la estructura cuántica. Demostramos densidades de corriente umbral bajas de los láseres de guía de onda de cresta de 7.1 µm de ancho, con valores de 657, 1183 y 1944 A/cm2 bajo onda de pulso corta (SPW), onda cuasi continua (QCW) y operación de onda continua. Los láseres también mostraron una buena estabilidad térmica, con una temperatura característica T0 de 43 K en modo SPW. Los espectros láser se centran en 1,97 µm, coincidiendo con la emisión en estado fundamental observada en los estudios de fotoluminiscencia. Creemos que los láseres cuánticos InAs Dash/InP que emiten cerca de 2 µm serán una tecnología clave para la comunicación y detección de 2 µm.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- عتبة منخفضة 2 ميكرومتر InAs/InP ليزر اندفاعي كمي ممكّن من خلال النمو المتقطع
- Translated title (French)
- Lasers à tableau de bord quantiques InAs/InP à seuil bas de 2 µm activés par croissance ponctuée
- Translated title (Spanish)
- Láseres de tablero cuántico InAs/InP de 2 µm de umbral bajo habilitados por crecimiento puntuado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4389739230
- DOI
- 10.1364/oe.509243
References
- https://openalex.org/W1552622995
- https://openalex.org/W1575250674
- https://openalex.org/W1970589202
- https://openalex.org/W1978908111
- https://openalex.org/W1985633548
- https://openalex.org/W2133903204
- https://openalex.org/W2583436698
- https://openalex.org/W2804099395
- https://openalex.org/W2809010284
- https://openalex.org/W2906765901
- https://openalex.org/W2938840058
- https://openalex.org/W2944080796
- https://openalex.org/W2956045380
- https://openalex.org/W2958456276
- https://openalex.org/W2971060199
- https://openalex.org/W3000095815
- https://openalex.org/W3025187144
- https://openalex.org/W3078946376
- https://openalex.org/W3097671068
- https://openalex.org/W3097727195
- https://openalex.org/W4285586872
- https://openalex.org/W4297094381
- https://openalex.org/W4306846217
- https://openalex.org/W4323271349
- https://openalex.org/W4323662981
- https://openalex.org/W4361216038
- https://openalex.org/W4362554351
- https://openalex.org/W4362703503
- https://openalex.org/W4376609096
- https://openalex.org/W4378802094
- https://openalex.org/W4379800181
- https://openalex.org/W4381737163
- https://openalex.org/W4384820483
- https://openalex.org/W4386002444
- https://openalex.org/W60757202