Einmodige Quantenkaskadenlaser für Anwendungen in der Spurenanalytik

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf, der Herstellung sowie der Charakterisierung von einmodigen DFB-Quantenkaskadenlasern für Anwendungen in der Spurengasanalytik. Die Laser eignen sich zur Detektion der fundamentalen Rotations-Schwingungs-Übergänge von Stickstoffmonoxid im Wellenlängenbereich um 5,35 µm (1870 cm-1) und von Kohlenmonoxid um 4,67 µm (2140 cm-1) mittels hochauflösender Absorptionsspektroskopie. Im Pulsbetrieb ist die Seitenmodenunterdrückung > 27 dB und die maximale Betriebstemperatur > 400 K (127 °C). Typische Linienbreiten liegen bei etwa 100 MHz.

Single-mode DFB quantum cascade lasers for applications in trace-gas sensing were designed, fabricated, and characterized. The devices can be applied for the detection of the fundamental rotational-vibrational transitions of nitric oxide in the wavelength range around 5.35 µm (1870 cm-1) and of carbon monoxide at about 4.67 µm (2140 cm-1) by high-resolution absorption spectroscopy. Driven in pulsed-mode the side mode suppression ratio is > 27 dB and the maximum operating temperature amounts to > 400 K (127 deg C). Typical linewidths are in the 100 MHz range.