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Observing the intrinsic linewidth of a quantum-cascade laser: beyond the Schawlow-Townes limit

  Articoli su Riviste JCR/ISI  (anno 2010)

Autori:  Bartalini S., Borri S., Cancio P., Castrillo A., Galli I., Giusfredi G., Mazzotti D., Gianfrani L., De Natale P

Affiliazione Autori:  Istituto Nazionale di Ottica (INO)–CNR, Largo Fermi 6, 50125 Firenze FI, Italy; European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS), Via Carrara 1, 50019 Sesto Fiorentino FI, Italy; Dipartimento di Scienze Ambientali–Seconda Universita` di Napoli, Via Vivaldi 43, 81100 Caserta CE, Italy

Riassunto:  A comprehensive investigation of the frequency-noise spectral density of a free-running midinfrared quantum-cascade laser is presented for the first time. It provides direct evidence of the leveling of this noise down to a white-noise plateau, corresponding to an intrinsic linewidth of a few hundred hertz. The experiment is in agreement with the most recent theory on the fundamental mechanism of line broadening in quantum-cascade lasers, which provides a new insight into the Schawlow-Townes formula and predicts a narrowing beyond the limit set by the radiative lifetime of the upper level.

Rivista/Giornale:  PHYSICAL REVIEW LETTERS
Volume n.:  104 (8)      Pagine da: 083904  a: 083904
Ulteriori informazioni:  We gratefully acknowledge M. Yamanishi, Hamamatsu Photonics, for his invaluable support on the theory, F. Marin, University of Firenze, for fruitful discussions, and M. Giuntini and A. Montori, LENS, for their help on driving electronics. We thank Alpes Laser for providing additional information on the laser. This work was partially supported by Ente Cassa di Risparmio di Firenze, Centro Regionale di Competenza INNOVA, and CNR and the other European research funding Agencies participating in the European Science Foundation EUROCORES Program EUROQUAM-CIGMA.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.083904

*Impact Factor della Rivista: (2010) 7.622   *Citazioni: 97
data tratti da "WEB OF SCIENCE" (marchio registrato di Thomson Reuters) ed aggiornati a:  19/05/2019

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