宽谱太赫兹量子级联激光器的自混合特性.pdf

第 20 卷 第 4 期 太赫兹科学与电子信息学报 ，
2022 年 4 月 Therefore, the broadband QCLs under strong feedback cannot be applied to spectral
measurement, but it can be applied to realize micron-magnitude range finding and imaging under certain
conditions. The study is helpful to the application of THz sensor technology based on self-mixing
interference in broadband THz QCLs.
Keywords： terahertz； quantum cascade lasers； self-mixing interference； broadband lasers；
transition matrix
太赫兹量子级联激光器(Terahertz Quantum Cascade Lasers，THz-QCLs)是太赫兹波段全固态、单极性激光器。
与传统半导体激光器相比，QCLs 具有多量子阱周期性级联结构，电子在有源区单个量子阱周期辐射光子，从高
能级跃迁到低能级并在弛豫区被抽取注入到下一个周期中，实现了单电子辐射多光子过程 [1-2] 。基于有源区以及
波导结构设计的不断改进，THz-QCLs 已经成为一种高效率、紧凑型太赫兹源 [3] 。由于其高相干、高功率、可设
计、可调控等优点受到了广泛的关注和研究，在 THz 高分辨成像 [4] 、气体光谱探测 [5] 、频率梳技术 [6] 和生物医疗
诊断 [7] 等领域有着广泛的应用前景。近年来随着 THz-QCLs 性能的改进，基于 THz-QCLs 的高分辨 THz 成像传感
技术获得了快速发展，其空间分辨力已达微米甚至亚微米级别 [8] 。
在基于 THz-QCLs 的成像技术中，激光自混合干涉成像技术是重要的研究方向之一。自混合干涉指利用激光
器出射光束，经外界物体反射后重新注入到激光腔内，并对腔内光场产生额外相干调制的技术 [9] 。通常把在光反
收稿日期：2020-12-16；修回日期：2021-03-05