量子级联激光器(QCL)是基于半导体多量子阱子带间电子跃迁的电泵浦半导体激光器。由于其体积小、功率大、效率高的特点,它是中红外和太赫兹重要的辐射源之一。它们的实际应用包括通信、数字信号处理、成像、传感和光谱学。与任何激光器一样,太赫兹量子级联激光器的输出特性取决于激光器谐振腔的设计,通常受到腔形状的强烈影响。一个新颖的和极有希望的设计元素是利用拓扑结构中的边缘态,它是具有鲁棒性的行波模式,受基础结构扰动的影响很小,并且可以有效地绕过缺陷(在制造和包装过程中可能出现的缺陷)和尖角。与常规电磁场模式不同的是,拓扑边缘态可以抵抗局部驻波模式的形成,这有助于抑制空间烧孔效应。这对于量子级联激光器来说是一个特别重要的考虑,因为它们的增益恢复速度比载流子扩散速度更快,这与传统半导体激光器有极大的不同。