1．ま　え　が　き

　量子カスケードレーザ（QCL）は量子井戸構造内のサブバンド間遷移を用いた中赤外（MIR)～テラヘルツ（THz）領域の半導体レーザである^(1),(2)．QCLでは，バンド間遷移を用いて電子と正孔の再結合により光を放出する従来の半導体レーザとは異なり，放出するフォトンのエネルギーは活性層内の量子構造を設計することにより決定され，光出力はその活性層のカスケード結合の段数に比例するなどの特徴がある．また，各量子準位における電子の散乱時間など，キャリヤのトランスポートも同様に量子構造内の波動関数の状態に依存しており，これらはある程度デザインすることが可能である．このような量子構造設計の結果，QCLはMIR領域で非常に良好なデバイス特性が得られている．一方，meV単位での量子準位エネルギー位置の精密な設計により，2002年以降，THz領域でもQCLは実現され，最初の発振以降，カバーするスペクトル範囲と最高動作温度は大きく向上し，現在も特性向上が進められている．現状，THz-QCLの発振周波数範囲は1.2～5.4THzに及んでおり^(3)～(5)，これらデバイスから100mWを超えるCW出力と1Wを超えるピーク出力が報告されている⁽⁶⁾．一方で，半導体レーザとしての最も求められる性能の一つが室温動作であるが，THz-QCLでは室温動作はいまだ達成されていない．現在，実現されている最高動作温度はパルス動作時で199.5K⁽⁷⁾，CW動作では129K⁽⁸⁾である．QCLのTHz-QCLの最高動作温度の推移を図1に示す．THz-QCLの実現直後は動作温度の向上が成されているが，近年はほとんど動作温度の向上が見られていない．