Gerichtete transversale Laseremission von elektrisch gepumpten Quantenpunkt-Mikrosäulen Resonatoren

• Applicants: Professor Dr. Stephan Reitzenstein; Professor Dr. Jan Wiersig
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 162761742

Quantenpunkt-Mikroresonator Strukturen stellen ein ausgezeichnetes System für die Realisierung hocheffizienter Mikrolaser dar. Im Hinblick auf einen ultimativen Halbleiterlaser versprechen sie beispielsweise außergewöhnlich geringe Laserschwellen verbunden mit der Möglichkeit, in Zukunft einen schwellenlosen Laser oder sogar einen Einzelquantenpunktlaser zu realisieren. Effiziente Mikro- und Nanolaser können auf der Basis von Resonatoren unterschiedlicher Geometrie realisiert werden, wobei hauptsächlich Photonic Crystal (PC) Membrankavitäten, Mikrosäulen und Mikrodisks zum Einsatz kommen. Für Anwendungen der Laser ist ein elektrischer Betrieb von entscheidenderBedeutung, welcher bereits bei PC Kavitäten und Mikrosäulen nicht aber für Mikrodisks hoher Güte(großer Q-Faktor) und kleinen Modenvolumen demonstriert werden konnte. Dabei könnten Mikrodiskseine entscheidende Rolle im Bereich planar emittierender Lichtquellen zukommen. Im Rahmendieses Projektes soll Lasing in Quantenpunkt-Mikrodisk Resonatoren hoher Güte und kleinenModenvolumen unter elektrischer Anregung realisiert und hinsichtlich einer gerichteten Lichtemissionoptimiert werden. Hierzu wird ein kürzlich demonstrierter Ansatz herangezogen, der darauf abzielt,eine dünne Mikrodisk in eine Mikrosäulen-Geometrie einzubetten. In dieser Geometrie, dieeine vertikale Strominjektion begünstigt und weiterhin einen für Laser wichtigen guten Wärmekontaktzum Substrat aufweist, bilden sich unter geeigneten Bedingungen zunächst isotrop emittierendeMikrodisk-typische Whispering-Gallery-Modes (WGMs) aus. Ein zentrales Ziel dieses Projektesist es, eine gerichtete WGM-Laseremission zu realisieren, was durch eine gezielte Variation desMikrodisk-Querschnittes erreicht werden soll.

• DFG Programme: Research Grants