Разработана самосогласованная модель для расчета пороговых и мощностных характеристик полупроводниковых лазеров на квантовой яме с асимметричными барьерными слоями. Модель, основанная на системе скоростных уравнений, использует универсальное условие глобальной зарядовой нейтральности в лазерной структуре. Рассчитаны концентрации электронов и дырок в волноводной области и в квантовой яме и концентрация фотонов стимулированного излучения. Показано, что локальная нейтральность в квантовой яме сильно нарушена, особенно при высоких токах инжекции. Нарушение нейтральности в квантовой яме приводит к зависимости концентраций электронов и дырок в ней от тока инжекции в режиме лазерной генерации-в рассмотренной нами структуре концентрация электронов в квантовой яме уменьшается, а концентрация дырок увеличивается с ростом тока инжекции. В условиях идеального функционирования асимметричных барьерных слоев, когда имеет место полное подавление электроннодырочной рекомбинации в волноводной области, нарушение нейтральности в квантовой яме практически не сказывается на зависимости мощности выходного оптического излучения от тока инжекции-квантовая эффективность близка к единице, а ватт-амперная характеристика линейна. Нарушение нейтральности в квантовой яме приводит, тем не менее, к ослаблению температурной зависимости порогового тока и, таким образом, повышению характеристической температуры T 0 лазера.

The static and dynamic characteristics of waveguide photodetectors with an absorbing region based on InGaAs/GaAs quantum well-dots were studied at room temperature. The absorption band of InGaAs/GaAs quantum well-dots is in the spectral range from 900 to 1100 nm. The waveguide photodetectors have a width of 50 µm and a length of the absorbing region from 92 µm to 400 µm. A low dark current density (1.1 и 22 μA/cm^2 at -1 и -20 V) and cut off frequency of 5.6 GHz, limited by the time constant of a parasitic equivalent electric RC circuit, were obtained.

In a laser with asymmetric barrier layers (ABLs) two thin barrier layers adjacent to the active region on both sides are aimed at prevention of bipolar population of the waveguide layers and, accordingly, at suppression of parasitic recombination in them. In the present work, a theoretical model of the laser with ABLs based on rate equations is proposed, which includes unwanted carrier leakage that inevitably occurs in lasers with ABLs implemented in practice. Solutions of the equations for the steady-state mode are obtained. Using an example of a laser based on an InGaAs/GaAs quantum well (lasing wavelength λ = 980 nm) the effect of the leakage through ABLs on device characteristics is studied. The parasitic fluxes suppression ratios C of ABLs that are required for prevention of unwanted impact of waveguide recombination are estimated. For the case under consideration the effect of using ABLs becomes pronounced at the suppression ratios C ≥ 102. To suppress 90% of the parasitic current, C should be equal to 2.3 · 10^4. In the work, we also study the influence of ABLs on the useful fluxes of carriers entering the active region.