[发明专利]基于多层二维材料异质结的量子级联激光器

摘要

基于多层二维材料异质结的量子级联激光器，属于激光器技术领域。包括多层二维材料异质结的超晶格、由氮化硅和氢硅倍半环氧乙烷构成的光学谐振腔、硅衬底、沉积在衬底两侧的金电极和泵浦源；超晶格由为激光工作物质，电子在其中的子能级中跃迁并发出一定波长的激光；由氮化硅和氢硅倍半环氧乙烷构成的光学谐振腔使在超晶格中产生的光子在腔体中往复折射振荡产生高增益，并保证将所输出激光为高单色性和高方向性；衬底为高掺杂的n型硅；电极用以连接外接直流电源及工作物质；所述泵浦源为直流电源，对作为超晶格的工作物质时行激励，以实现粒子数反转。本发明量子级联激光器具有不考虑晶格失配降和材料选择丰富的优势。

主权项

1.基于多层二维材料异质结的量子级联激光器，其特征在于，包括由多层二维材料构成的超晶格、由氮化硅和氢硅倍半环氧乙烷构成的光学谐振腔、硅衬底、沉积在硅衬底两端的金属电极、泵浦源；硅衬底上是光学谐振腔的氮化硅，氮化硅上为超晶格，超晶格上为氢硅倍半环氧乙烷，超晶格位于氮化硅和氢硅倍半环氧乙烷之间；两金属电极与泵浦源连接；超晶格为产生激光的工作物质，其中的量子阱产生子能级能够使电子跃迁并发出一定波长的光子；由氮化硅和氢硅倍半环氧乙烷构成的光学谐振腔使超晶格中发出的光子在腔体中反复振荡产生高增益的激光，并保证将所输出激光为高单色性和高方向性；所述硅衬底对激光器起到力学支撑及传导电子的作用；所述电极用以连接外接直流电源并向工作物质注入电子；所述泵浦源为直流电源，对作超晶格产生激励，以实现粒子数反转；/n超晶格是由层与层之间依靠范德瓦尔斯力结合的二维材料构成，这类二维材料为层状结构，表面没有悬挂键，是由二硒化钼、二硒化钨、二碲化钼、二碲化钨、二硫化铼，二硒化铼、硒化镓、碲化镓、硒化铟、石墨烯、黑磷等二维材料中的两种层层交替层叠排列的；超晶格包括10-30个周期的异质结构层叠，每个周期中包括3个宽度为1-100纳米并且相互耦合的量子阱。/n