Objetivo
The aim of the project is to exploit fully the technological potential of quantum cascade lasers and open the way to entirely new mid-infrared applications, conceivable only if implemented with high performance mid-ir semiconductor sources. Quantum cascade lasers, based on intraband transitions, form a new class of devices, which are revolutionizing the world of mid-infrared sources. To date, QC lasers are already functioning in pulsed operation at room temperature and above, over a very broad spectral range (5-12 µm). Single frequency QC-DFB lasers are available. However, the maximum operating temperature for continuous wave operation is still ~ 150 K, imposing a strong technological limitation for all systems which require high frequency modulation and/or narrow line width. We propose to develop and fabricate QC lasers operating in continuous wave mode on thermoelectric cooling elements, which meet the requirements of compact systems and could become the essential device for a new technology based on mid-infrared radiation. The aim of the project is to exploit fully the technological potential of quantum cascade lasers and open the way to entirely new mid-infrared applications, conceivable only if implemented with high performance mid-ir semiconductor sources. Quantum cascade lasers, based on intraband transitions, form a new class of devices, which are revolutionizing the world of mid-infrared sources. To date, QC lasers are already functioning in pulsed operation at room temperature and above, over a very broad spectral range (5-12 µm). Single frequency QC-DFB lasers are available. However, the maximum operating temperature for continuous wave operation is still ~ 150 K, imposing a strong technological limitation for all systems which require high frequency modulation and/or narrow line width. We propose to develop and fabricate QC lasers operating in continuous wave mode on thermoelectric cooling elements, which meet the requirements of compact systems and could become the essential device for a new technology based on mid-infrared radiation.
OBJECTIVES
Improved atmospheric telecommunications: Mid-infrared wavelengths are much less sensitive to scattering centres in the atmosphere such as fog, smog and dust particles. This insensitivity will allow the replacement of microwave RF links by mid-infrared systems which are smaller, exhibit directional gain and can easily be focused. Large volume device production for narrow-band spectroscopy: Pulsed QC-DFB lasers are limited in linewidth. Continuous wave operation is therefore required. Cooling with closed-cycle cryocoolers is not feasible because of cost, volume, maintenance and energy requirements.
DESCRIPTION OF WORK
In the present project we plan to address the major challenge of developing advanced optoelectronic and photonic devices, semiconductor light sources for mid-infrared applications (range: 4-15 µm). Our aim is to lay down the foundations of a new technology, which can radically reform the available sources of infrared radiation by developing semiconductor lasers that are compact, efficient, robust and highly manufacturable. To achieve our objectives the scientific investigation will be divided into the following 6 fields of research:
1) Design of active regions, waveguide design and new solutions for low loss optical confinement (re-growth); conception of small area devices by selective etching, ion implantation and lateral oxidation; high reflectivity concepts (coatings, Bragg reflectors, photonic band gap structures);
2) Growth novel QC structures and will be mostly carried out by the university partners. During the third year of the project Thomson will participate in the growth of GaAs structures and Alpes Lasers in the growth of InP structures - to assure the transfer of know-how from university to industry. InP re-growth will be achieved by exploiting the existing expertise at Thomson;
3) Processing: Ridge structures for testing of devices; disk-like resonators (low threshold currents); mushroom-like ridge waveguides, with ultra narrow current; double-trench planar technology for junction-down mounting; ion implantation for planar technology of gain guided devices;
4) High reflectivity mirrors: distributed Bragg gratings for low threshold QCLs; High reflection coating of AlGaAs/GaAs QCLs; fabrication of two-dimensional photonic bandgap structures in QCLs; small area devices (ultra low currents) and specially shaped mirrors (using focused ion beam processing);
5) Characterization: integral and spectral light output of specially shaped resonators and mirrors; waveguide loss measurements in QCLs by a combination of multisectioned laser techniques and F. abry-Perot resonator Q measurements; rf modulation of Quantum Cascade lasers; reliability.6) Mounting/Packaging: thermal design: packages allowing the operation of QCLs in continuous wave mode on a Peltier element; encapsulation.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
- ciencias naturales ciencias químicas electroquímica electrólisis
- ingeniería y tecnología ingeniería de materiales recubrimiento y películas
- ciencias naturales ciencias físicas electromagnetismo y electrónica dispositivo semiconductor
- ingeniería y tecnología ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información ingeniería de la información telecomunicación
- ciencias naturales ciencias físicas óptica física del láser
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Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Datos no disponibles
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Coordinador
1040 WIEN
Austria
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.