Monolithic frequency comb spectrometers

Projektinformationen

MonoComb

ID Finanzhilfevereinbarung: 853014

DOI

10.3030/853014

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 10 Dezember 2019

Startdatum 1 Februar 2020

Enddatum 31 Januar 2025

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Gesamtkosten

€ 1 498 230,00

EU-Beitrag

€ 1 498 230,00

Koordiniert durch

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Austria

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Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (28)

Spectrally resolved linewidth enhancement factor of a semiconductor frequency comb

Autoren: Nikola Opačak; Florian Pilat; Dmitry Kazakov; Sandro Dal Cin; Georg Ramer; Bernhard Lendl; Federico Capasso; Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Optica, Ausgabe 8/9, 2021, Seite(n) 1227, ISSN 2334-2536
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.428096

Silicon integrated terahertz quantum cascade ring laser frequency comb

Autoren: M. Jaidl; N. Opačak; M. A. Kainz; D. Theiner; B. Limbacher; M. Beiser; M. Giparakis; A. M. Andrews; G. Strasser; B. Schwarz; J. Darmo; K. Unterrainer
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 120, 2022, ISSN 0003-6951
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0078749

Synchronization of frequency combs by optical injection

Autoren: Johannes Hillbrand, Mathieu Bertrand, Valentin Wittwer, Nikola Opačak, Filippos Kapsalidis, Michele Gianella, Lukas Emmenegger, Benedikt Schwarz, Thomas Südmeyer, Mattias Beck, and Jérôme Faist
Veröffentlicht in: Optics Express, Ausgabe 30, 2022, Seite(n) 36087-36095, ISSN 1094-4087
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.456775

Coherent control of transverse modes in semiconductor laser frequency combs via radio-frequency injection

Autoren: Sandro Dal Cin, Florian Pilat, Aleš Konečný, Nikola Opačak, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 121, 2022, Seite(n) 071106, ISSN 0003-6951
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0098474

An interband cascade laser based heterodyne detector with integrated optical amplifier and local oscillator

Autoren: Sandro Dal Cin, Andreas Windischhofer, Florian Pilat, Michael Leskowschek, Vito F. Pecile, Mauro David, Maximilian Beiser, Robert Weih, Johannes Koeth, Georg Marschick, Borislav Hinkov, Gottfried Strasser, Oliver H. Heckl, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Nanophotonics, Ausgabe 13, 2024, Seite(n) 1759-1764, ISSN 2192-8614
Herausgeber: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2023-0762

High-speed interband cascade infrared photodetectors: photo-response saturation by a femtosecond oscillator

Autoren: L. M. Krüger, J. Hillbrand, J. Heidrich, M. Beiser, R. Weih, J. Koeth, C. R. Phillips, B. Schwarz, G. Strasser, U. Keller
Veröffentlicht in: Optics Express, Ausgabe 29/9, 2021, Seite(n) 14087, ISSN 1094-4087
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.423498

Fast Gain Dynamics in Interband Cascade Lasers

Autoren: Florian Pilat, Andreas Windischhofer, Maximilian Beiser, Vito F. Pecile, Elizaveta Gangrskaia, Audrius Pugžlys, Robert Weih, Johannes Koeth, Andrius Baltuška, Oliver H. Heckl, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Laser & Photonics Reviews, Ausgabe 19, 2025, ISSN 1863-8880
Herausgeber: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202400867

Comb operation in terahertz quantum cascade ring lasers

Autoren: M. Jaidl, N. Opačak, M. A. Kainz, S. Schönhuber, D. Theiner, B. Limbacher, M. Beiser, M. Giparakis, A. M. Andrews, G. Strasser, B. Schwarz, J. Darmo, K. Unterrainer
Veröffentlicht in: Optica, Ausgabe 8/6, 2021, Seite(n) 780, ISSN 2334-2536
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.420674

Frequency Comb Generation by Bloch Gain Induced Giant Kerr Nonlinearity

Autoren: Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Johannes Hillbrand, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Physical Review Letters, Ausgabe 127/9, 2021, ISSN 0031-9007
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.127.093902

Charge Transport in Interband Cascade Lasers: An Ab‐Initio Self‐Consistent Model

Autoren: Andreas Windischhofer, Nikola Opačak, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Laser & Photonics Reviews, Ausgabe 19, 2025, ISSN 1863-8880
Herausgeber: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202400866

Active mid-infrared ring resonators

Autoren: Dmitry Kazakov, Theodore P. Letsou, Maximilian Beiser, Yiyang Zhi, Nikola Opačak, Marco Piccardo, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 15, 2024, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-44628-7

On-chip liquid sensing using mid-IR plasmonics

Autoren: B. Hinkov, M. David, G. Strasser, B. Schwarz, B. Lendl
Veröffentlicht in: Frontiers in Photonics, Ausgabe 4, 2023, ISSN 2673-6853
Herausgeber: Frontiers Media SA
DOI: 10.3389/fphot.2023.1213434

Compact vertical emitting ring interband cascade lasers for isotope-resolved CO2 sensing

Autoren: Georg Marschick, Stefania Isceri, Rolf Szedlak, Harald Moser, Johannes P. Waclawek, Elena Arigliani, Robert Weih, Werner Schrenk, Gottfried Strasser, Borislav Hinkov, Aaron Maxwell Andrews, Bernhard Lendl, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: APL Photonics, Ausgabe 9, 2024, ISSN 2378-0967
Herausgeber: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0221189

Hot-cavity linewidth enhancement factor of a quantum cascade laser

Autoren: Florian Pilat, Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Andreas Windischhofer, Etienne Giraud, Sargis Hakobyan, Richard Maulini, Antoine Muller, Pierre Jouy, Pitt Allmendinger, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Optics & Laser Technology, Ausgabe 182, 2024, Seite(n) 112112, ISSN 0030-3992
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.112112

Defect-engineered ring laser harmonic frequency combs

Autoren: Dmitry Kazakov; Nikola Opačak; Maximilian Beiser; Alexey Belyanin; Benedikt Schwarz; Marco Piccardo; Federico Capasso
Veröffentlicht in: Optica, Ausgabe 8/10, 2021, Seite(n) 1277, ISSN 2334-2536
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/optica.430896

Engineering the spectral bandwidth of quantum cascade laser frequency combs

Autoren: Maximilian Beiser, Nikola Opačak, Johannes Hillbrand, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Optics Letters, Ausgabe 46/14, 2021, Seite(n) 3416, ISSN 0146-9592
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.424164

Interband cascade technology for energy-efficient mid-infrared free-space communication

Autoren: Pierre Didier, Hedwig Knötig, Olivier Spitz, Laurent Cerutti, Anna Lardschneider, Elie Awwad, Daniel Diaz-Thomas, A. N. Baranov, Robert Weih, Johannes Koeth, Benedikt Schwarz, Frédéric Grillot
Veröffentlicht in: Photonics Research, Ausgabe 11, 2023, Seite(n) 582, ISSN 2327-9125
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/prj.478776

Direct measurement of current-dependent optical losses in interband cascade lasers

Autoren: Mikołaj Piotrowski, Andreas Windischhofer, Johannes Fuchsberger, Elena Arigliani, Mauro David, Kristina Herzanova, Josephine Nauschütz, Robert Weih, Rolf Szedlak, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 125, 2024, ISSN 0003-6951
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0243370

High-speed quantum cascade detector characterized with a mid-infrared femtosecond oscillator

Autoren: Johannes Hillbrand, Léonard Matthieu Krüger, Sandro Dal Cin, Hedwig Knötig, Jonas Heidrich, Aaron Maxwell Andrews, Gottfried Strasser, Ursula Keller, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Optics Express, Ausgabe 29/4, 2021, Seite(n) 5774, ISSN 1094-4087
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.417976

Hybridized Soliton Lasing in Coupled Semiconductor Lasers

Autoren: Theodore P. Letsou, Dmitry Kazakov, Pawan Ratra, Lorenzo L. Columbo, Massimo Brambilla, Franco Prati, Cristina Rimoldi, Sandro Dal Cin, Nikola Opačak, Henry O. Everitt, Marco Piccardo, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Veröffentlicht in: Physical Review Letters, Ausgabe 134, 2025, ISSN 0031-9007
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.134.023802

Intensity noise and modulation dynamics of an epitaxial mid-infrared interband cascade laser on silicon

Autoren: H. Kim, P. Didier, S. Zaminga, D. A. Díaz-Thomas, A. N. Baranov, J. B. Rodriguez, E. Tournié, H. Knötig, B. Schwarz, L. Cerutti, O. Spitz, F. Grillot
Veröffentlicht in: APL Photonics, Ausgabe 9, 2024, ISSN 2378-0967
Herausgeber: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0214252

Beyond Karl Fischer titration: a monolithic quantum cascade sensor for monitoring residual water concentration in solvents

Autoren: Florian Pilat, Benedikt Schwarz, Bettina Baumgartner, Daniela Ristanić, Hermann Detz, Aaron M. Andrews, Bernhard Lendl, Gottfried Strasser, Borislav Hinkov
Veröffentlicht in: Lab on a Chip, Ausgabe 23, 2024, Seite(n) 1816-1824, ISSN 1473-0197
Herausgeber: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d2lc00724j

Pushing the Room Temperature Continuous-Wave Operation Limit of GaSb-Based Interband Cascade Lasers beyond 6 µm

Autoren: Josephine Nauschütz, Hedwig Knötig, Robert Weih, Julian Scheuermann, Johannes Koeth, Sven Höfling, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Laser & Photonics Reviews, Ausgabe 2200587, 2023, Seite(n) 1-6, ISSN 1863-8899
Herausgeber: John Wiley & Sons, Ltd
DOI: 10.1002/lpor.202200587

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers

Autoren: Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Lorenzo L. Columbo, Maximilian Beiser, Theodore P. Letsou, Florian Pilat, Massimo Brambilla, Franco Prati, Marco Piccardo, Federico Capasso, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Nature, Ausgabe 625, 2024, Seite(n) 685-690, ISSN 0028-0836
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-023-06915-7

Cluster synchronization in a semiconductor laser

Autoren: Dmitry Kazakov, Nikola Opačak, Florian Pilat, Yongrui Wang, Alexey Belyanin, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Veröffentlicht in: APL Photonics, Ausgabe 9, 2024, Seite(n) 026104, ISSN 2378-0967
Herausgeber: API Publisching
DOI: 10.1063/5.0187078

Mode-locked short pulses from an 8 μm wavelength semiconductor laser

Autoren: Johannes Hillbrand, Nikola Opačak, Marco Piccardo, Harald Schneider, Gottfried Strasser, Federico Capasso, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-19592-1

Mitigating Valence Intersubband Absorption in Interband Cascade Lasers

Autoren: Hedwig Knötig; Josephine Nauschütz; Nikola Opačak; Sven Höfling; Johannes Koeth; Robert Weih; Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Laser & Photonics Reviews, Ausgabe 2200156, 2022, ISSN 1863-8880
Herausgeber: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202200156

Impact of higher-order dispersion on frequency-modulated combs

Autoren: Nikola Opačak, Barbara Schneider, Jérôme Faist, Benedikt Schwarz
Veröffentlicht in: Optics Letters, Ausgabe 49, 2024, Seite(n) 794, ISSN 0146-9592
Herausgeber: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.509529

Thesis and dissertations (7)

Numerical aspects of QCL frequency comb modeling

Autoren: Roland Strieder
Veröffentlicht in: Master thesis, 2024
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2024.122363

Interband cascade Infrared photodetectors for high-speed applications

Autoren: Anna Lardschneider
Veröffentlicht in: Master thesis, 2022
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.107221

Interband cascade lasers and detectors : from active region design to devices

Autoren: Hedwig Knötig
Veröffentlicht in: PhD thesis, 2022
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.104662

Engineering high bandwidth semiconductor mid-infrared frequency combs

Autoren: Maximilian Beiser
Veröffentlicht in: PhD Thesis, 2023
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.113224

The origin of frequency combs in free-running quantum cascade lasers

Autoren: Nikola Opacak
Veröffentlicht in: PhD thesis, 2022
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.103442

Monolithic integrated free standing waveguides for on-chip gas sensing applications based on quantum cascade devices

Autoren: Johannes Fuchsberger
Veröffentlicht in: Master thesis, 2023
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.114404

From High-Performance Detectors to Surface Emitting Rings: Integrating miniaturized Spectroscopic Technologies on a Chip

Autoren: Georg Marschick
Veröffentlicht in: PhD Thesis, 2025
Herausgeber: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2025.127681

Other (2)

High-power quantum walk frequency combs

Autoren: Theodore P. Letsou, Johannes Fuchsberger, Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Veröffentlicht in: arxiv, 2025
Herausgeber: Cornell University

Driven bright solitons on a mid-infrared laser chip

Autoren: Dmitry Kazakov, Theodore P. Letsou, Marco Piccardo, Lorenzo L. Columbo, Massimo Brambilla, Franco Prati, Sandro Dal Cin, Maximilian Beiser, Nikola Opačak, Pawan Ratra, Michael Pushkarsky, David Caffey, Timothy Day, Luigi A. Lugiato, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Veröffentlicht in: Accepted for publication by Nature, 2025, ISSN 0028-0836
Herausgeber: Arxiv (Accepted for publication by Nature)