акож з-за можливого зростання послідовного опору. У своїх дослідженнях я використовував РБО AlAs/GaAs для приладів з активною областю на основі КЯ InGaAsN і оксидовані дзеркала для створення ВІЛ на основі КТ InAs/InGaAs.
Малюнок 34. Схематичне зображення поперечного перерізу ( a ) і характеристики ВІЛ з активною областю на основі двох квантових ям (QW) INGaAsN ( b ), л=1.29 мкм , імпульсний режим
На рис. 34 представлені конструкція і основні характеристики ВІЛ з активною областю на основі двох КЯ InGaAsN. Прилади з розміром оксидированной апертури 3 Ч 7 мкм2 мають пороговий струм 3.3 мА при зовнішній квантової ефективності з d =18% (висновок випромінювання через верхнє дзеркало) [4]. Максимальна вихідна потужність у безперервному режимі при температурі 10? C перевищує 1 мВт, що є кращим опублікованими результатом для довгохвильових ВІЛ на підкладках GaAs.
a - РБО AlAs/GaAs, GaAs-резонатор товщиною 5л c / n GaAs; b - РБО AlAs/GaAs, GaAs-резонатор товщиною 4л c / n GaAs з одного оксидированной апертурою; c - РБО AlGaO/GaAs, GaAs-резонатор товщиною 5л c / n GaAs з двома оксидованими апертурами.
Малюнок 35. Нормовані просторові розподіли квадрата амплітуди оптичного поля для трьох мікрорезонаторів
При дослідженні конструкції оптичного резонатора враховувалася необхідність щодо товстого контактного p -шар через порівняно низькою рухливості дірок в GaAs. Для зниження внутрішніх оптичних втрат, в першу чергу обумовлених поглинанням на вільних носіях в p -шар, використовується відносно товстий апертурний шар AlGaAs, який дозволяє частково перерозподілити оптичне поле в резонаторі в порівнянні зі структурою без апертури (рис. 35, a і b ). При номінальній товщині резонатора L c GaAs=4л c / n GaAs маємо L c eff? 2 750 нм.
Розрахункові значення коефіцієнтів відбиття для обох дзеркал на резонансній довжині хвилі складають 0.9977, що дає оцінку втрат на висновок оптичного випромінювання? 8 см? 1. Припускаючи, що струм рівномірно розподілений по перетину активної області (апертури) і справедливе співвідношення (25), одержуємо, що граничної щільності струму? 15 кА/см 2 відповідає Модовая оптичне посилення Полоскова лазера? 140 см? 1. Зі співвідношення (24) випливає, що умовою початку генерації відповідають внутрішні втрати? 35 см? 1. Таке значення внутрішніх втрат при заданому рівні втрат на висновок випромінювання дозволяє оцінити величину внутрішньої квантової ефективності: з i ? 1. Таким чином, отримані результати підтверджують високу якість активного матеріалу і дозволяють розраховувати на істотне поліпшення характеристик приладу при подальшій оптимізації конструкції мікрорезонатора.
Оскільки рівень оптичного посилення структур з КТ обмежений, при реалізації ВІЛ на основі КТ InAs/InGaAs був вивчений оптичний мікрорезонатором з РБО Al x O y /GaAs, попередньо оптимізований для зниження оптичних втрат. Схематичне зображення перетину і основні характеристики ВІЛ представлені на рис. 36. Для приладів з розміром оксидированной апертури 8 Ч 8 мкм 2 пороговий струм складає 1.8 мА при зовнішній квантової ефективності 41% (при виведенні випромінювання через верхнє дзеркало), що є найкращими опублікованими значеннями для ВІЛ діапазону л=1.3 мкм на підкладках GaAs. У безперервному режимі при кімнатній температурі максимальна вихідна потужність перевищує 0.6 мВт при зовнішньої квантової ефективності 39%. Порогові щільності струму ВІЛ перевершують характерні значення, при яких досягається насичення посилення основного стану КТ. Можливо, це пов'язано з неоднорідним розподілом щільності струму за площею апертури.
Малюнок 36. Схематичне зображення поперечного перерізу ( a ) і характеристики ВІЛ з активною областю на основі 3 шарів квантових точок (QD) InAs/InGaAs (< i align="justify"> b ), л=1.30 мкм, імпульсний режим
Дві Al x O y -апертури, отримані частковим оксидуванням шарів AlGaAs, забезпечують не тільки обмеження струму, але і додаткове перерозподіл оптичного поля в резонаторі. У порівнянні з напівпровідниковими резонаторами амплітуда оптичного поля в активній області істотно зростає, а глибина проникнення ...
