Monolithic frequency comb spectrometers

Información del proyecto

MonoComb

Identificador del acuerdo de subvención: 853014

DOI

10.3030/853014

Proyecto cerrado

Fecha de la firma de la CE 10 Diciembre 2019

Fecha de inicio 1 Febrero 2020

Fecha de finalización 31 Enero 2025

Financiado con arreglo a

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coste total

€ 1 498 230,00

Aportación de la UE

€ 1 498 230,00

Coordinado por

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Austria

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Publicaciones

Peer reviewed articles (28)

Spectrally resolved linewidth enhancement factor of a semiconductor frequency comb

Autores: Nikola Opačak; Florian Pilat; Dmitry Kazakov; Sandro Dal Cin; Georg Ramer; Bernhard Lendl; Federico Capasso; Benedikt Schwarz
Publicado en: Optica, Edición 8/9, 2021, Página(s) 1227, ISSN 2334-2536
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.428096

Silicon integrated terahertz quantum cascade ring laser frequency comb

Autores: 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
Publicado en: Applied Physics Letters, Edición 120, 2022, ISSN 0003-6951
Editor: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0078749

Synchronization of frequency combs by optical injection

Autores: Johannes Hillbrand, Mathieu Bertrand, Valentin Wittwer, Nikola Opačak, Filippos Kapsalidis, Michele Gianella, Lukas Emmenegger, Benedikt Schwarz, Thomas Südmeyer, Mattias Beck, and Jérôme Faist
Publicado en: Optics Express, Edición 30, 2022, Página(s) 36087-36095, ISSN 1094-4087
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.456775

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

Autores: Sandro Dal Cin, Florian Pilat, Aleš Konečný, Nikola Opačak, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Publicado en: Applied Physics Letters, Edición 121, 2022, Página(s) 071106, ISSN 0003-6951
Editor: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0098474

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

Autores: 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
Publicado en: Nanophotonics, Edición 13, 2024, Página(s) 1759-1764, ISSN 2192-8614
Editor: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2023-0762

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

Autores: L. M. Krüger, J. Hillbrand, J. Heidrich, M. Beiser, R. Weih, J. Koeth, C. R. Phillips, B. Schwarz, G. Strasser, U. Keller
Publicado en: Optics Express, Edición 29/9, 2021, Página(s) 14087, ISSN 1094-4087
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.423498

Fast Gain Dynamics in Interband Cascade Lasers

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

Comb operation in terahertz quantum cascade ring lasers

Autores: 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
Publicado en: Optica, Edición 8/6, 2021, Página(s) 780, ISSN 2334-2536
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.420674

Frequency Comb Generation by Bloch Gain Induced Giant Kerr Nonlinearity

Autores: Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Johannes Hillbrand, Benedikt Schwarz
Publicado en: Physical Review Letters, Edición 127/9, 2021, ISSN 0031-9007
Editor: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.127.093902

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

Autores: Andreas Windischhofer, Nikola Opačak, Benedikt Schwarz
Publicado en: Laser & Photonics Reviews, Edición 19, 2025, ISSN 1863-8880
Editor: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202400866

Active mid-infrared ring resonators

Autores: Dmitry Kazakov, Theodore P. Letsou, Maximilian Beiser, Yiyang Zhi, Nikola Opačak, Marco Piccardo, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Publicado en: Nature Communications, Edición 15, 2024, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-44628-7

On-chip liquid sensing using mid-IR plasmonics

Autores: B. Hinkov, M. David, G. Strasser, B. Schwarz, B. Lendl
Publicado en: Frontiers in Photonics, Edición 4, 2023, ISSN 2673-6853
Editor: Frontiers Media SA
DOI: 10.3389/fphot.2023.1213434

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

Autores: 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
Publicado en: APL Photonics, Edición 9, 2024, ISSN 2378-0967
Editor: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0221189

Hot-cavity linewidth enhancement factor of a quantum cascade laser

Autores: Florian Pilat, Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Andreas Windischhofer, Etienne Giraud, Sargis Hakobyan, Richard Maulini, Antoine Muller, Pierre Jouy, Pitt Allmendinger, Benedikt Schwarz
Publicado en: Optics & Laser Technology, Edición 182, 2024, Página(s) 112112, ISSN 0030-3992
Editor: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.112112

Defect-engineered ring laser harmonic frequency combs

Autores: Dmitry Kazakov; Nikola Opačak; Maximilian Beiser; Alexey Belyanin; Benedikt Schwarz; Marco Piccardo; Federico Capasso
Publicado en: Optica, Edición 8/10, 2021, Página(s) 1277, ISSN 2334-2536
Editor: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/optica.430896

Engineering the spectral bandwidth of quantum cascade laser frequency combs

Autores: Maximilian Beiser, Nikola Opačak, Johannes Hillbrand, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Publicado en: Optics Letters, Edición 46/14, 2021, Página(s) 3416, ISSN 0146-9592
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.424164

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

Autores: 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
Publicado en: Photonics Research, Edición 11, 2023, Página(s) 582, ISSN 2327-9125
Editor: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/prj.478776

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

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

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

Autores: Johannes Hillbrand, Léonard Matthieu Krüger, Sandro Dal Cin, Hedwig Knötig, Jonas Heidrich, Aaron Maxwell Andrews, Gottfried Strasser, Ursula Keller, Benedikt Schwarz
Publicado en: Optics Express, Edición 29/4, 2021, Página(s) 5774, ISSN 1094-4087
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.417976

Hybridized Soliton Lasing in Coupled Semiconductor Lasers

Autores: 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
Publicado en: Physical Review Letters, Edición 134, 2025, ISSN 0031-9007
Editor: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.134.023802

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

Autores: 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
Publicado en: APL Photonics, Edición 9, 2024, ISSN 2378-0967
Editor: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0214252

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

Autores: Florian Pilat, Benedikt Schwarz, Bettina Baumgartner, Daniela Ristanić, Hermann Detz, Aaron M. Andrews, Bernhard Lendl, Gottfried Strasser, Borislav Hinkov
Publicado en: Lab on a Chip, Edición 23, 2024, Página(s) 1816-1824, ISSN 1473-0197
Editor: 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

Autores: Josephine Nauschütz, Hedwig Knötig, Robert Weih, Julian Scheuermann, Johannes Koeth, Sven Höfling, Benedikt Schwarz
Publicado en: Laser & Photonics Reviews, Edición 2200587, 2023, Página(s) 1-6, ISSN 1863-8899
Editor: John Wiley & Sons, Ltd
DOI: 10.1002/lpor.202200587

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers

Autores: Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Lorenzo L. Columbo, Maximilian Beiser, Theodore P. Letsou, Florian Pilat, Massimo Brambilla, Franco Prati, Marco Piccardo, Federico Capasso, Benedikt Schwarz
Publicado en: Nature, Edición 625, 2024, Página(s) 685-690, ISSN 0028-0836
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-023-06915-7

Cluster synchronization in a semiconductor laser

Autores: Dmitry Kazakov, Nikola Opačak, Florian Pilat, Yongrui Wang, Alexey Belyanin, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Publicado en: APL Photonics, Edición 9, 2024, Página(s) 026104, ISSN 2378-0967
Editor: API Publisching
DOI: 10.1063/5.0187078

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

Autores: Johannes Hillbrand, Nikola Opačak, Marco Piccardo, Harald Schneider, Gottfried Strasser, Federico Capasso, Benedikt Schwarz
Publicado en: Nature Communications, Edición 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-19592-1

Mitigating Valence Intersubband Absorption in Interband Cascade Lasers

Autores: Hedwig Knötig; Josephine Nauschütz; Nikola Opačak; Sven Höfling; Johannes Koeth; Robert Weih; Benedikt Schwarz
Publicado en: Laser & Photonics Reviews, Edición 2200156, 2022, ISSN 1863-8880
Editor: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202200156

Impact of higher-order dispersion on frequency-modulated combs

Autores: Nikola Opačak, Barbara Schneider, Jérôme Faist, Benedikt Schwarz
Publicado en: Optics Letters, Edición 49, 2024, Página(s) 794, ISSN 0146-9592
Editor: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.509529

Thesis and dissertations (7)

Numerical aspects of QCL frequency comb modeling

Autores: Roland Strieder
Publicado en: Master thesis, 2024
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2024.122363

Interband cascade Infrared photodetectors for high-speed applications

Autores: Anna Lardschneider
Publicado en: Master thesis, 2022
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.107221

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

Autores: Hedwig Knötig
Publicado en: PhD thesis, 2022
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.104662

Engineering high bandwidth semiconductor mid-infrared frequency combs

Autores: Maximilian Beiser
Publicado en: PhD Thesis, 2023
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.113224

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

Autores: Nikola Opacak
Publicado en: PhD thesis, 2022
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.103442

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

Autores: Johannes Fuchsberger
Publicado en: Master thesis, 2023
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.114404

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

Autores: Georg Marschick
Publicado en: PhD Thesis, 2025
Editor: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2025.127681

Other (2)

High-power quantum walk frequency combs

Autores: Theodore P. Letsou, Johannes Fuchsberger, Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Publicado en: arxiv, 2025
Editor: Cornell University

Driven bright solitons on a mid-infrared laser chip

Autores: 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
Publicado en: Accepted for publication by Nature, 2025, ISSN 0028-0836
Editor: Arxiv (Accepted for publication by Nature)