The generation of cw Terahertz radiation from photomixing in low-temperature grown GaAs is limited by the thermal load for single emitters. We propose a new heat sinking scheme based on high thermal conductivity, transparent crystalline heat spreaders as diamond in direct contact with the active zone. A first working device based on recessed electrodes is demonstrated and has a significant power dissipation capability of more than 0.75 W (average). The electrical and terahertz characteristics are analyzed.
REFERENCES
1.
2.
P. U.
Jepsen
, D. G.
Cooke
, and M.
Koch
, Laser Photonics Rev.
5
, 124
(2011
).3.
E. R.
Brown
, K. A.
McIntosh
, K. B.
Nichols
, and C. L.
Dennis
, Appl. Phys. Lett.
66
, 285
(1995
).4.
K. A.
McIntosh
, E. R.
Brown
, K. B.
Nichols
, O. B.
McMahon
, W. F.
DiNatale
, and T. M.
Lyszczarz
, Appl. Phys. Lett.
67
, 3844
(1995
).5.
I. S.
Gregory
, W. R.
Tribe
, C.
Baker
, B. E.
Cole
, M. J.
Evans
, L.
Spencer
, M.
Pepper
, and M.
Missous
, Appl. Phys. Lett.
86
, 204104
(2005
).6.
S.
Preu
, G. H.
Döhler
, S.
Malzer
, L. J.
Wang
, and A. C.
Gossard
, J. Appl. Phys.
109
, 061301
(2011
).7.
I. S.
Gregory
, C.
Baker
, W. R.
Tribea
, M. J.
Evans
, H. E.
Beere
, E. H.
Linfield
, A. G.
Davies
, and M.
Missous
, Appl. Phys. Lett.
83
, 4199
(2003
).8.
S.
Verghese
, K. A.
McIntosh
, and E. R.
Brown
, Appl. Phys. Lett.
71
, 2743
(1997
).9.
S.
Matsuura
and H.
Ito
, “Generation of cw terahertz radiation with photomixing
,” in Terahertz Optoelectronics
, Springer, Topics in Applied Physics, Vol. 97
, edited by K.
Sakai
(Springer
, 2005
), pp. 157
–202
.10.
P.
Kordŏs
, M.
Marso
, and M.
Mikulics
, Appl. Phys. A
87
, 563
(2007
).11.
H.
Ito
, F.
Nakajima
, T.
Furuta
, and T.
Ishibashi
, Semicond. Sci. Technol.
20
, S191
(2005
).12.
E.
Rouvalis
, C. C.
Renaud
, D. G.
Moodie
, M. J.
Robertson
, and A. J.
Seeds
, Opt. Express
18
, 11105
(2010
).13.
M. I.
Amanti
, G.
Scalari
, M.
Beck
, and J.
Faist
, Opt. Express
20
, 2772
(2012
).14.
Y.
Sasaki
, H.
Yokoyama
, and H.
Ito
, Electron. Lett.
41
, 712
(2005
).15.
M.
Scheller
, J. M.
Yarborough
, J. V.
Moloney
, M.
Fallahi
, M.
Koch
, and S. W.
Koch
, Opt. Express
18
, 27112
(2010
).16.
J.
Kiessling
, F.
Fuchs
, K.
Buse
, and I.
Breunig
, Opt. Lett.
36
, 4374
(2011
).17.
M.
Scheller
, S. W.
Koch
, and J. V.
Moloney
, Opt. Lett.
37
, 25
(2012
).18.
A. J.
Deninger
, T.
Göbel
, D.
Schönherr
, T.
Kinder
, A.
Roggenbuck
, M.
Köberle
, F.
Lison
, T.
Müller-Wirts
, and P.
Meissner
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 044702
(2008
).19.
D.
Stanze
, A. J.
Deninger
, A.
Roggenbuck
, S.
Schindler
, M.
Schlak
, and B.
Sartorius
, J. Infrared Millim. Terahertz Waves
32
, 225
(2011
).20.
N.
Kim
, S.-P.
Han
, H.
Ko
, Y.
Leem
, H.-C.
Ryu
, C.
Lee
, D.
Lee
, M.
Jeon
, S.
Noh
, and K. H.
Park
, Opt. Express
19
, 15397
(2011
).21.
D.
Saeedkia
, R. R.
Mansour
, and S.
Safavi-Naeini
, IEEE Trans. Antennas Propag.
53
, 4044
(2005
).22.
A.
Dreyhaupt
, S.
Winnerl
, T.
Dekorsy
, and M.
Helm
, Appl. Phys. Lett.
86
, 121114
(2005
).23.
G.
Matthäus
, S.
Nolte
, R.
Hohmuth
, M.
Voitsch
, W.
Richter
, B.
Pradarutti
, S.
Riehemann
, G.
Notni
, and A.
Tünnermann
, Appl. Phys. Lett.
93
, 091110
(2008
).24.
A. W.
Jackson
, “Low-temperature-grown GaAs photomixers designed for increased terahertz output power
”, Ph.D. dissertation (University of California at Santa Barbara, 1999
), cited in Matsuura 2005
.25.
S.
Verghese
, E. K.
Duerr
, K. A.
McIntosh
, S. M.
Duffy
, S. D.
Calawa
, C. -Y. E.
Tong
, R.
Kimberk
, and R.
Blundell
, IEEE Microw. Guid. Wave Lett.
9
, 245
(1999
).26.
27.
M.
Kuznetsov
, F.
Hakimi
, R.
Sprague
, and A.
Mooradian
, IEEE Sel. Top. Quantum Electron.
5
, 561
(1999
).28.
M.
Grabherr
, M.
Miller
, R.
Jäger
, R.
Michalzik
, U.
Martin
, H. J.
Unold
, and K. J.
Ebeling
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
5
, 495
(1999
).29.
N. S.
Daghestani
, G. S.
Sokolovskii
, N. E.
Bazieva
, A. V.
Tolmatchev
, and E. U.
Rafailov
, Semicond. Sci. Technol.
24
, 095025
(2009
).30.
J.-M.
Hopkins
, S.
Smith
, C.
Jeon
, H.
Sun
, D.
Burns
, S.
Calvez
, M.
Dawson
, T.
Jouhti
, and M.
Pessa
, Electron. Lett.
40
, 30
(2004
).31.
R. H.
Abram
, K. S.
Gardner
, E.
Riis
, and A. I.
Ferguson
, Opt. Exp.
22
, 5434
(2004
).32.
A. J.
Kemp
, G. J.
Valentine
, J.-M.
Hopkins
, J. E.
Hastie
, S. A.
Smith
, S.
Calvez
, M. D.
Dawson
, and D.
Burns
, IEEE J. Quantum Electron.
41
, 148
(2005
).33.
A. J.
Maclean
, R. B.
Birch
, P. W.
Roth
, A. J.
Kemp
, and D.
Burns
, J. Opt. Soc. Am. B
26
, 2228
(2009
).34.
A. W.
Jackson
, J. P.
Ibbetson
, A. C.
Gossard
, and U. K.
Mishrab
, Appl. Phys. Lett.
74
, 2325
(1999
).35.
M.
Mikulics
, S.
Wu
, M.
Marso
, R.
Adam
, A.
Förster
, A.
Hart
, P.
Kordos
, H.
Lüth
, and R.
Sobolewski
, IEEE Photon. Tech. Lett.
18
, 820
(2006
).36.
37.
T.
Rössler
, R. A.
Indik
, G. K.
Harkness
, and J. V.
Moloney
, Phys. Rev. A
58
, 3279
(1998
).38.
E. R.
Brown
, K. A.
McIntosh
, F. W.
Smith
, K. B.
Nichols
, M. J.
Manfra
, C. L.
Dennis
, and J. P.
Mattia
, Appl. Phys. Lett.
64
, 3311
(1994
).39.
BATOP GmbH, “PCA-44-16-16-800-h” (
2008
); available at http://www.batop.com.40.
D.
Saeedkia
, R. R.
Mansour
, and S.
Safavi-Naeini
, IEEE J. Quantum Electron.
41
, 1188
(2005
).41.
I. S.
Gregory
, C.
Baker
, W. R.
Tribe
, I. V.
Bradley
, M. J.
Evans
, E. H.
Linfield
, A. G.
Davies
, and M.
Missous
, IEEE J. Quantum Electron.
41
, 717
(2005
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.