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Quantenkaskadenlaser


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Der Quantenkaskadenlaser (QKL) engl. Quantum Cascade Laser (QCL) ist ein Halbleiter laser für Wellenlängen im nahen und mittleren Infrarot . Im Gegensatz zu normalen Halbleiterlasern wird Laserlicht nicht durch die strahlende Rekombination eines des Leitungsbands mit einem Loch des Valenzbands des Halbleiters erzeugt (Interband-Übergang) sondern durch von Elektronen innerhalb des Leitungsbands.

Dazu wird eine Reihe von Halbleiterschichten zweidimensionale Quantentöpfe hergestellt die mehrere quantisierte Energieniveaus zum Material-Energieniveau haben. Durch Anlegen einer Spannung die absoluten quantisierten Energieniveaus angrenzender Quantentöpfe so ausgerichtet dass Elektronen durch quantenmechanisches Tunneln von niedrigen Energieniveau des einen Quantentopfs in ein Energieniveau eines anderen gelangen können. Dann kann Energieunterschied zwischen hohem und niedrigem Energieniveau in von Photonen abgegeben werden und die nächste gleichartige ( Kaskade ) durchlaufen werden.

Quantenkaskadenlaser sind noch weitgehend experimentell es aber bereits Exemplare die bei Zimmertemperatur im arbeiten.

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