量子级联激光器中电流噪声与光子噪声的理论

本文提出了对量子级联激光器中光子数波动和电流噪声的完整模型。我们指出，量子级联激光器的光子强度噪声即使在驱动电流噪声被抑制到飞洛噪声以下时，也表现出很小的幅度压缩。这与间接型半导体二极管激光器不同后者在通过高阻抗抑制驱动电流波动以实现光子强度噪声可压缩到飞洛噪声限度以下。本文所提出的理论模型能够自洽地考虑由于各种电子关联导致的电子传输中电流噪声抑制。讨论了这些电子关联的性质。阐明了导致间接型激光器光子数压缩受限的机制。还描述了激光器强度噪声和电流噪声随级联增益阶段数目的标度。研究了量子级联激光器的直接电流调制响应，指出与文献中关于 terahertz 调制带宽的预测不同，几乎所有已报告的量子级联激光器的带宽受限于激光腔内光子寿命的倒数，为数十 GHz。