[发明专利]用于测量太赫兹量子级联激光器增益的器件及测量方法

权利要求书

1.一种用于测量太赫兹量子级联激光器增益的器件，包括下电极(1)、下接触层(2)、有源区(3)、上接触层(4)及上电极(5)，其特征在于：

所述的器件采用双金属波导结构，其结构从下到上为下电极(1)、下接触层(2)、有源区(3)、上接触层(4)及上电极(5)；

所述的下电极(1)及上电极(5)的材料为Ti和Au，Ti与接触层相邻；

所述的下接触层(2)和上接触层的材料为n型掺杂的GaAs；

所述的有源区(3)是常规的太赫兹量子级联激光器所用的有源区；

在上电极中形成周期性的空气狭缝以构成三个光栅结构，上电极中的光栅结构将器件分为以下几个区域：Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6及Z7，其中：

Z1中的光栅为一级分布反馈光栅，周期长度为19.8-21μm，空气狭缝宽度为3-5μm，周期个数为30-45， 光栅结构使Z1成为一个一级分布反馈激光器；

Z2及Z5中的上电极中不包含光栅结构，其长度为100-1000μm；

Z3及Z6中的光栅结构相同，周期长度为42-50μm，空气狭缝宽度为14-16μm，周期个数为10-20，光栅结构使Z3和Z6成为光栅耦合器；

Z4及Z7的上接触层上方没有上电极覆盖，其长度为200-350μm，裸露的接触层使Z4和Z7成为吸收边界。

2.一种基于权利要求1所述的用于测量太赫兹量子级联激光器增益的器件的太赫兹量子级联激光器增益的测量方法，其特征包括以下步骤：

1)固定一级反馈激光器Z1的偏置电压使其激射，输出波长为λ₀，输出功率为P₀；

2)固定放大器Z 2的偏置电压V₀，测量光栅耦合器Z3的出射功率P₁；

3)固定放大器Z5的偏置电压，同样为V₀，测量光栅耦合器Z6的出射功率P₂；

4)根据以上测量结果得到波长为λ₀的太赫兹波在双金属波导中偏置电压为V₀的增益为：

其中L₁和L₂分别是Z2和Z5的长度，g为太赫兹波在双金属波导内的增益。