The present invention is directed to the development of compact, coherent
sources emitting in the terahertz frequency region using interface
phonons. In accordance with a preferred embodiment, a semiconductor
heterostructure light emitting device includes a quantum cascade structure
having at least an upper lasing level and a lower lasing level. The system
uses heterostructure interface phonon bands to depopulate the lower lasing
level of at least a three level semiconductor device. The device includes
multiple coupled quantum well modules. In alternate preferred embodiments,
the device includes quantum dot layers and/or, quantum wire structures,
and/or mini-bands in a superlattice, for example, GaAs/AlGaAs
superlattice. The phonons in the device improve efficiency, decrease the
threshold current and result in system temperatures that are as high as
room temperature. The semiconductor device provides emission of terahertz
radiation. In a preferred embodiment the semiconductor device provides at
least one emission in the terahertz radiation region and in a far infrared
region of the electromagnetic spectrum. The emissions include a first
emission having a first energy level and a second emission having a second
energy level.
Η παρούσα εφεύρεση κατευθύνεται στην ανάπτυξη των συμπαγών, συνεπών πηγών εκπέμποντας στην περιοχή συχνότητας terahertz χρησιμοποιώντας phonons διεπαφών. Σύμφωνα με μια προτιμημένη ενσωμάτωση, μια ελαφριά εκπέμποντας συσκευή ετεροδομής ημιαγωγών περιλαμβάνει μια κβαντική δομή καταρρακτών που έχει τουλάχιστον ένα ανώτερο lasing επίπεδο και ένα χαμηλότερο lasing επίπεδο. Το σύστημα χρησιμοποιεί phonon διεπαφών ετεροδομής τις ζώνες στο depopulate το χαμηλότερο lasing επίπεδο τουλάχιστον μιας συσκευής ημιαγωγών τριών επιπέδων. Η συσκευή περιλαμβάνει συνδεμένες τις πολλαπλάσιο κβαντικές καλά ενότητες. Στις εναλλάσσομαι προτιμημένες ενσωματώσεις, η συσκευή περιλαμβάνει τα κβαντικά στρώματα σημείων ή/και, τις κβαντικές δομές καλωδίων, ή/και τις μίνι-ταινίες σε ένα υπέρπλεγμα, παραδείγματος χάριν, υπέρπλεγμα gaAs/$l*AlGaAs. Phonons στη συσκευή βελτιώνουν την αποδοτικότητα, μειώνουν το ρεύμα κατώτατων ορίων και το αποτέλεσμα στις θερμοκρασίες συστημάτων που είναι τόσο υψηλές όσο τη θερμοκρασία δωμάτιο. Η συσκευή ημιαγωγών παρέχει την εκπομπή της ακτινοβολίας terahertz. Σε μια προτιμημένη ενσωμάτωση η συσκευή ημιαγωγών παρέχει τουλάχιστον μια εκπομπή στην περιοχή ακτινοβολίας terahertz και σε μια περιοχή μακρινών υπέρυθρων ακτίνων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Οι εκπομπές περιλαμβάνουν μια πρώτη εκπομπή που έχουν ένα πρώτο ενεργειακό επίπεδο και μια δεύτερη εκπομπή που έχει ένα δεύτερο ενεργειακό επίπεδο.
