На сегодняшний день квантовые каскадные лазеры (ККЛ)являются наиболее эффективным источниками когерентного излучения в среднем инфракрасном диапазоне длин волн, в котором находится большое количество наиболее интенсивных линий поглощения различных газов, и многокомпонентных органических соединений. Помимо газового анализа наличие больших спектральных окон прозрачности атмосферы в средней ИК области открывает широкие перспективы для применения ККЛ в беспроводных оптических линиях связи, а также в системах оптического обнаружения (LIDAR) нового поколения для которых не являются препятствием мелкодисперсные загрязнения атмосферы (дым, туман и т.д.). Одним из ключевых показателей для успешного функционирования подобных устройств является быстродействие конечного прибора. Основной фактор, определяющий эту величину - задержка включения ККЛ, которая зависит от внутренней динамики носителей заряда. Исследованию динамики ККЛ посвящено немало теоретических исследований, которые основаны на решении системы скоростных уравнений с большим количеством параметров, которые, в большинстве случаев, невозможно определить в конкретном поставленном эксперименте. Система скоростных уравнений в значительной мере упрощена: в частности, система составлена в приближении "среднего поля", а также, в первом приближении, её решение предполагает под собой динамику системы при нулевой температуре. В реальности это означает, что при изучении динамики ККЛ не учитываются, или неверно учитываются процессы, связанные с фононным рассеянием, которые принципиально зависят от температуры. Одновременно с этим, те немногие экспериментальные исследования, которые на данный момент проведены не подтверждают теоретические выводы, предсказывающие ультракороткие времена задержки включения. Данный проект нацелен на решение фундаментальной проблемы рассогласования между существующей теорией и экспериментальными данными, а так же на исследование влияния температурных эффектов на различные режимы работы ККЛ, в том числе процессы включения при глубокой модуляции, что является крайне важным для применения ККЛ в системах беспроводной оптической связи, а также LIDAR системах. Результаты исследований, поставленных в данном проекте, будут иметь и прикладное и фундаментальное значение. Результаты выполнения проекта будут важны для физики лазеров и существенно дополнят фундаментальную базу знаний о наногетероструктурных материалах, и фундаментальных эффектах, влияющих на режим работы ККЛ.
