室温连续量子级联激光器择性控制与应用

中远红外量子级联激光器(QCL)在气体检测、自由空间通信、医疗诊断等方面具有潜在的应用前景。本项目主要研究室温连续工作QCL相关的物理过程及其衍生的新现象，加强对QCL结构中复杂物理过程的了解、重正化性能的有效利用和控制；以分子束外延技术为依托，实现QCL材料层厚、界面、应力、组份均匀性、调制掺杂的精确控制；突破器件研制的关键工艺，研制出室温连续工作、大功率、低阈值QCL；研究QCL的电场、热场、应力场、光场分布及其关联，有效利用热场、应力场对有源区材料性能的影响，实现QCL的场致调控，并弱化、避免连续工作时热积累导致的器件损伤；揭示不同形式的分布反馈结构对QCL的调控原理，实现室温连续单模工作；在此基础上，探索QCL在气体检测中的应用。基于应力组配思想，以应变自组装量子点取代量子阱，利用量子点结构中的声子瓶颈效应，提高粒子数反转效率，探索研制量子点级联激光器。