Lasing of whispering‐gallery modes in GaInP waveguide micro‐discs and rings with InP quantum dots

Chu, Yen-Ming; Mintairov, A. M.; He, Yahua; Merz, J. L.; Kalugnyy, N. A.; Lantratov, V. M.; Mintairov, S. A.

doi:10.1002/pssc.201000537

Cited by 17 publications

(16 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Varying β near value of 0.2, obtained from time resolved measurements, we found β=0. 23 and ξ=8 using expression (2) to fit the experimental data in Fig.4a.…”

mentioning

confidence: 99%

Excitonic lasing of strain-free InP(As) quantum dots in AlInAs microdisk

Lebedev

Kulagina

Troshkov

et al. 2017

Applied Physics Letters

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Formation, emission, and lasing properties of strain-free InP(As)/AlInAs quantum dots (QDs) embedded in AlInAs microdisk (MD) cavity were investigated using transmission electron microscopy and photoluminescence (PL) techniques. In MD structures, the QDs have the nano-pan-cake shape with the height of similar to 2 nm, the lateral size of 20-50 nm, and the density of similar to 5-10(9) cm(-2). Their emission observed at similar to 940 nm revealed strong temperature quenching, which points to exciton decomposition. It also showed unexpected type-I character, indicating In-As intermixing as confirmed by band structure calculations. We observed lasing of InP(As) QD excitons into whispering gallery modes in MD having the diameter of similar to 3.2 lm and providing a free spectral range of similar to 27 nm and quality factors up to Q similar to 13 000. Threshold of similar to 50 W/cm(2Y) and spontaneous emission coupling coefficient of similar to 0.2 were measured for this MD-QD system. Published by AIP Publishing

show abstract

“…Varying β near value of 0.2, obtained from time resolved measurements, we found β=0. 23 and ξ=8 using expression (2) to fit the experimental data in Fig.4a.…”

mentioning

confidence: 99%

Excitonic lasing of strain-free InP(As) quantum dots in AlInAs microdisk

Lebedev

Kulagina

Troshkov

et al. 2017

Applied Physics Letters

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Так, можно ожидать, что для резонаторов, активная область которых содержит квантовые точки большого размера, будет наблюдаться низкий порог генерации в силу большего перекрытия с полем лазерной МШГ. Проведенные эксперименты по исследованию микро-дисков с самоорганизованными InP/GaInP квантовыми точками, имеющими большой размер (∼ 100 nm) и малую плотность (∼ 10 9 cm −2 ), подтверждают данную гипотезу [9], порог лазерной генерации, достигнутый на этом объекте, является наименьшим, и по абсолютной величине составляет ∼ 1 nW (при температуре 15 K).…”

Section: Introductionunclassified

Лазерная генерация в микродисках с активной областью на основе решеточно-согласованных InP/AlInAs наноструктур

Lebedev¹,

Mintairov²,

Vlasov³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Исследованы излучающие свойства ненапряженных квантово-размерных наноструктур InP/AlInAs и лазер-ная генерация этих наноструктур в микродисковых резонаторах, сформированных мокрым травлением. Для исходных структур было обнаружено, что их излучение обусловлено квантово-размерными InP-островками с диаметром 50−300 nm. Для микродисков мы наблюдали моды шепчущей галереи при температурах ниже 160 K. Эксперименты по измерению зависимости интенсивности фотолюминесценции мод микрорезонатора от мощности накачки, проведенные при температуре жидкого гелия, позволили установить величину порога лазерной генерации, который составил 50 W/cm 2 . Полуширина лазерной линии при мощностях, превышающих пороговые, составляла 0.06 nm, что соответствует добротности 15000. DOI: 10.21883/JTF.2017.07.44680.1881 Введение В работе [1] было обнаружено, что при определен-ных условиях роста осаждение 1−8 nm InP на слой AlInAs толщиной ∼ 100 nm, выращенный на (100) грани ориентированной InP-подложки, при помощи металло-органической эпитаксии из газовой фазы не приводит к послойному росту InP, а приводит к собиранию осажденного материала в островки и нити. Отработка воспроизводимости режимов роста позволила получать новый тип низкоразмерных наноструктур с низкой плот-ностью ∼ 10 8 cm −2 , называемый также агрегационными квантовыми точками, несмотря на их широкое распре-деление по латеральному размеру ∼ 20−250 nm. Обра-зование таких наноструктур предположительно обуслов-лено локальными напряжениями, возникающими вслед-ствие неравномерного распределения атомов твердого раствора AlInAs. При этом было установлено, что кри-тическое влияние на морфологию поверхности и вид наноструктур оказывает грань роста и разориентация подложки [1,2]. Также следует особо отметить, что обра-зование именно островков происходит в диапазоне тем-ператур 565−630• C, причем было обнаружено влияние температуры роста на плотность и высоту получаемых наноструктур. Особенностью полученной нанострукту-ры является согласованность параметров кристалличе-ской решетки материала точки и подложки. При этом, несмотря на то что образование каждой отдельной точ-ки обусловлено локальными напряжениями, в среднем сама наноструктура является ненапряженной. Поскольку гетеропереход InP/AlInAs относится ко второму типу [3], то использование таких наноструктур позволяет со-здавать ограничивающий потенциал для электронов в области точки, при этом рекомбинация сопровождается излучением в области ближнего ИК диапазона.В силу большого латерального размера такие кванто-вые островки представляют определенный интерес при использовании их в качестве активной области лазеров на основе микродисковых резонаторов. Преимущества использования таких резонаторов в лазерах обуслов-лены их малым размером, высокой добротностью, а также возможностью достижения низкопороговой гене-рации [4,5], что является следствием существования в них собственных мод шепчущей галереи (МШГ).Известно, что порог лазерной генерации для мик-рорезонаторов [6] определяется такими факторами, как добротность и вклад спонтанного излучения...

show abstract

“…Whispering gallery mode (WGM) semiconductor microdisk (MD) cavities with embedded quantum dots (QDs) represent modern nano-photonic platform for the realization of low-threshold lasers [1], single photon sources [2] and experiments on cavity quantum electrodynamics [3] and quantum optics [4]. For these cavities which have sizes of few micrometers and quality factors Q from 10 3 -10 5 , lasing under optical pumping from cryogenic to room temperatures was demonstrated in the spectral range 0.32 -1.3 μm using InGaAs/GaAs [5], InP/GaInP [1], CdSe/ZnSe [6] and GaN/AlN [7] QD systems having a type-I band alignment.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…For these cavities which have sizes of few micrometers and quality factors Q from 10 3 -10 5 , lasing under optical pumping from cryogenic to room temperatures was demonstrated in the spectral range 0.32 -1.3 μm using InGaAs/GaAs [5], InP/GaInP [1], CdSe/ZnSe [6] and GaN/AlN [7] QD systems having a type-I band alignment. Recently MD lasers with GaAs/GaSb [8] QDs having a band alignment type-II were also reported.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Lasing of InP/AlInAs quantum dots in AlInAs microdisk cavity

Lebedev

Mintairov

Kulagina

et al. 2016

J. Phys.: Conf. Ser.

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. AlInAs microdisk cavities having quality factor Q ~ 15 000 were fabricated from lattice-matched InP/AlInAs (interface/aggregation) quantum dot (QD) structures using wet chemical etching. The QD emission coupled to whispering gallery modes was observed at spectral range 920 -1000 nm at temperatures of 10 -160 K. The laser generation with threshold power density of 50 W/cm 2 at T = 10 K was observed under optical pumping. It was found that the spontaneous emission coupling factor β equals 0.23 for these microdisks. The low temperature lasing operation and the small coupling factors observed suggest the existence of small QDs formed at the InP/InAlAs interface as the main active elements.

show abstract

Lasing of whispering‐gallery modes in GaInP waveguide micro‐discs and rings with InP quantum dots

Cited by 17 publications

References 11 publications

Excitonic lasing of strain-free InP(As) quantum dots in AlInAs microdisk

Excitonic lasing of strain-free InP(As) quantum dots in AlInAs microdisk

Лазерная генерация в микродисках с активной областью на основе решеточно-согласованных InP/AlInAs наноструктур

Lasing of InP/AlInAs quantum dots in AlInAs microdisk cavity

Contact Info

Product

Resources

About