Neue Konzepte zur gepulsten Lichterzeugung mittels Halbleiterquantenpunktlasern

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Stefan Breuer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389193326

Wissenschaftliches Ziel dieses Vorhabens ist die erstmalige experimentelle Demonstration hoch-stabiler gepulster Mehrwellenlängen-Emission von Mikro-Lasern basierend auf maßgeschneiderten Halbleiterquantenpunkten. Diese neuartigen Laser zeichnen sich durch Ihre einzigartige spektrale Bandbreite sowie durch die Ihnen zugrundeliegende ultra-schnelle Ladungsträgerdynamik aus. Hierzu ist zunächst die Entwicklung neuer numerischer und analytischer Modellierungs-Ansätze und Grundlagen zur Beschreibung der Erzeugung ultrakurzer Pulse erforderlich. Die experimentelle Realisierung und Charakterisierung neuartiger quantenpunkt-basierter Pulslaser wie Mikroring- und Mikroscheibenlasern steht dabei ebenso im Mittelpunkt des Antrags wie die Untersuchung von kanten-emittierenden Quantenpunktlasern und deren nichtlinearer Emission-Dynamik. Hier werden neue Konzepte des selektiven Dotierens der laser-aktiven Zone während des Halbleiterwachstums sowie der gezielten spektralen Verbreiterung des Gewinnspektrums der Quantenpunkte untersucht. Des Weiteren sollen umfangreiche Charakterisierungen der Frequenz- und Amplitudenstabilität der erzeugten optischen Puls-Züge durchgeführt werden, auch unter Einfluss verzögerter optischer oder elektrischer Rückkopplungen, um so das Verständnis und Potential von halbleiter-quantenpunkt-basierten Wellenlängen-versatilen Mikroring- und Mikroscheiben-Lasern als neue Generation hoch-kompakter halbleiter-optischer gepulster Quantenpunktlaser zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Kooperationspartner: Dr. Artem V. Savelyev