Terahertz quantum cascade laser frequency combs with engineered operation frequency around 4.0 THz

作者
Shumin Wu,Kang Zhou,Ziping Li,Xuhong Ma,Chenjie Wang,Binbin Liu,Wenjian Wan,Zhenzhen Zhang,Hua Li
出处
期刊:AIP Advances [American Institute of Physics]
卷期号:14 (2) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0188322
摘要

Freely engineering the operation frequency of frequency comb sources is crucial for various applications, e.g., high-precision spectroscopy, ranging, communications, and so on. Here, by employing band structure simulations, group velocity dispersion (GVD) analysis, and experimental verifications, we demonstrate that the operation frequency of terahertz (THz) quantum cascade laser frequency combs can be engineered from 4.2 to 4.0 THz. First of all, from the viewpoint of the band structure engineering, we shift the frequency corresponding to the optical transitions in the active region from 4.2 to 4.0 THz by slightly altering the thicknesses of quantum wells. Meanwhile, a GVD analysis is applied to evaluate the potential comb performance. Finally, experimental characterizations, e.g., emission spectra, inter-mode beatnote, dual-comb operation, are performed to validate the exceptional comb operation at 4.0 THz. The advancement in simulations and experimental results present a comprehensive method to customize the desired THz radiative frequency for comb generation, which facilitates the practical development of broadband, high-precision THz comb sources.

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