Monolithic frequency comb spectrometers

Informazioni relative al progetto

MonoComb

ID dell’accordo di sovvenzione: 853014

DOI

10.3030/853014

Progetto chiuso

Data della firma CE 10 Dicembre 2019

Data di avvio 1 Febbraio 2020

Data di completamento 31 Gennaio 2025

Finanziato da

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Costo totale

€ 1 498 230,00

Contributo UE

€ 1 498 230,00

Coordinato da

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Austria

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Pubblicazioni

Peer reviewed articles (28)

Spectrally resolved linewidth enhancement factor of a semiconductor frequency comb

Autori: Nikola Opačak; Florian Pilat; Dmitry Kazakov; Sandro Dal Cin; Georg Ramer; Bernhard Lendl; Federico Capasso; Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Optica, Numero 8/9, 2021, Pagina/e 1227, ISSN 2334-2536
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.428096

Silicon integrated terahertz quantum cascade ring laser frequency comb

Autori: 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
Pubblicato in: Applied Physics Letters, Numero 120, 2022, ISSN 0003-6951
Editore: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0078749

Synchronization of frequency combs by optical injection

Autori: Johannes Hillbrand, Mathieu Bertrand, Valentin Wittwer, Nikola Opačak, Filippos Kapsalidis, Michele Gianella, Lukas Emmenegger, Benedikt Schwarz, Thomas Südmeyer, Mattias Beck, and Jérôme Faist
Pubblicato in: Optics Express, Numero 30, 2022, Pagina/e 36087-36095, ISSN 1094-4087
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.456775

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

Autori: Sandro Dal Cin, Florian Pilat, Aleš Konečný, Nikola Opačak, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Applied Physics Letters, Numero 121, 2022, Pagina/e 071106, ISSN 0003-6951
Editore: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0098474

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

Autori: 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
Pubblicato in: Nanophotonics, Numero 13, 2024, Pagina/e 1759-1764, ISSN 2192-8614
Editore: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2023-0762

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

Autori: L. M. Krüger, J. Hillbrand, J. Heidrich, M. Beiser, R. Weih, J. Koeth, C. R. Phillips, B. Schwarz, G. Strasser, U. Keller
Pubblicato in: Optics Express, Numero 29/9, 2021, Pagina/e 14087, ISSN 1094-4087
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.423498

Fast Gain Dynamics in Interband Cascade Lasers

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

Comb operation in terahertz quantum cascade ring lasers

Autori: 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
Pubblicato in: Optica, Numero 8/6, 2021, Pagina/e 780, ISSN 2334-2536
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/optica.420674

Frequency Comb Generation by Bloch Gain Induced Giant Kerr Nonlinearity

Autori: Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Johannes Hillbrand, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 127/9, 2021, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.127.093902

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

Autori: Andreas Windischhofer, Nikola Opačak, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Laser & Photonics Reviews, Numero 19, 2025, ISSN 1863-8880
Editore: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/lpor.202400866

Active mid-infrared ring resonators

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

On-chip liquid sensing using mid-IR plasmonics

Autori: B. Hinkov, M. David, G. Strasser, B. Schwarz, B. Lendl
Pubblicato in: Frontiers in Photonics, Numero 4, 2023, ISSN 2673-6853
Editore: Frontiers Media SA
DOI: 10.3389/fphot.2023.1213434

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

Autori: 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
Pubblicato in: APL Photonics, Numero 9, 2024, ISSN 2378-0967
Editore: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0221189

Hot-cavity linewidth enhancement factor of a quantum cascade laser

Autori: Florian Pilat, Nikola Opačak, Sandro Dal Cin, Andreas Windischhofer, Etienne Giraud, Sargis Hakobyan, Richard Maulini, Antoine Muller, Pierre Jouy, Pitt Allmendinger, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Optics & Laser Technology, Numero 182, 2024, Pagina/e 112112, ISSN 0030-3992
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.112112

Defect-engineered ring laser harmonic frequency combs

Autori: Dmitry Kazakov; Nikola Opačak; Maximilian Beiser; Alexey Belyanin; Benedikt Schwarz; Marco Piccardo; Federico Capasso
Pubblicato in: Optica, Numero 8/10, 2021, Pagina/e 1277, ISSN 2334-2536
Editore: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/optica.430896

Engineering the spectral bandwidth of quantum cascade laser frequency combs

Autori: Maximilian Beiser, Nikola Opačak, Johannes Hillbrand, Gottfried Strasser, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Optics Letters, Numero 46/14, 2021, Pagina/e 3416, ISSN 0146-9592
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.424164

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

Autori: 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
Pubblicato in: Photonics Research, Numero 11, 2023, Pagina/e 582, ISSN 2327-9125
Editore: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/prj.478776

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

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

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

Autori: Johannes Hillbrand, Léonard Matthieu Krüger, Sandro Dal Cin, Hedwig Knötig, Jonas Heidrich, Aaron Maxwell Andrews, Gottfried Strasser, Ursula Keller, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Optics Express, Numero 29/4, 2021, Pagina/e 5774, ISSN 1094-4087
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.417976

Hybridized Soliton Lasing in Coupled Semiconductor Lasers

Autori: 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
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 134, 2025, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.134.023802

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

Autori: 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
Pubblicato in: APL Photonics, Numero 9, 2024, ISSN 2378-0967
Editore: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0214252

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

Autori: Florian Pilat, Benedikt Schwarz, Bettina Baumgartner, Daniela Ristanić, Hermann Detz, Aaron M. Andrews, Bernhard Lendl, Gottfried Strasser, Borislav Hinkov
Pubblicato in: Lab on a Chip, Numero 23, 2024, Pagina/e 1816-1824, ISSN 1473-0197
Editore: 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

Autori: Josephine Nauschütz, Hedwig Knötig, Robert Weih, Julian Scheuermann, Johannes Koeth, Sven Höfling, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Laser & Photonics Reviews, Numero 2200587, 2023, Pagina/e 1-6, ISSN 1863-8899
Editore: John Wiley & Sons, Ltd
DOI: 10.1002/lpor.202200587

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers

Autori: Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Lorenzo L. Columbo, Maximilian Beiser, Theodore P. Letsou, Florian Pilat, Massimo Brambilla, Franco Prati, Marco Piccardo, Federico Capasso, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Nature, Numero 625, 2024, Pagina/e 685-690, ISSN 0028-0836
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-023-06915-7

Cluster synchronization in a semiconductor laser

Autori: Dmitry Kazakov, Nikola Opačak, Florian Pilat, Yongrui Wang, Alexey Belyanin, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Pubblicato in: APL Photonics, Numero 9, 2024, Pagina/e 026104, ISSN 2378-0967
Editore: API Publisching
DOI: 10.1063/5.0187078

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

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

Mitigating Valence Intersubband Absorption in Interband Cascade Lasers

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

Impact of higher-order dispersion on frequency-modulated combs

Autori: Nikola Opačak, Barbara Schneider, Jérôme Faist, Benedikt Schwarz
Pubblicato in: Optics Letters, Numero 49, 2024, Pagina/e 794, ISSN 0146-9592
Editore: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.509529

Thesis and dissertations (7)

Numerical aspects of QCL frequency comb modeling

Autori: Roland Strieder
Pubblicato in: Master thesis, 2024
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2024.122363

Interband cascade Infrared photodetectors for high-speed applications

Autori: Anna Lardschneider
Pubblicato in: Master thesis, 2022
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.107221

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

Autori: Hedwig Knötig
Pubblicato in: PhD thesis, 2022
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.104662

Engineering high bandwidth semiconductor mid-infrared frequency combs

Autori: Maximilian Beiser
Pubblicato in: PhD Thesis, 2023
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.113224

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

Autori: Nikola Opacak
Pubblicato in: PhD thesis, 2022
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2022.103442

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

Autori: Johannes Fuchsberger
Pubblicato in: Master thesis, 2023
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2023.114404

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

Autori: Georg Marschick
Pubblicato in: PhD Thesis, 2025
Editore: TU Wien
DOI: 10.34726/hss.2025.127681

Other (2)

High-power quantum walk frequency combs

Autori: Theodore P. Letsou, Johannes Fuchsberger, Nikola Opačak, Dmitry Kazakov, Benedikt Schwarz, Federico Capasso
Pubblicato in: arxiv, 2025
Editore: Cornell University

Driven bright solitons on a mid-infrared laser chip

Autori: 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
Pubblicato in: Accepted for publication by Nature, 2025, ISSN 0028-0836
Editore: Arxiv (Accepted for publication by Nature)