Optical power of semiconductor lasers with a low-dimensional active region

Asryan, Levon V.; Sokolova, Z. N.

doi:10.1063/1.4861408

Cited by 34 publications

(23 citation statements)

References 15 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Времена термических выбросов из КЯ в волноводную область могут быть выражены через скорости захвата из волноводной области в пустую КЯ [8,18]. В случае нелегированных волноводной области и КЯ эти выражения имеют следующий вид [8,18]:…”

Section: основные уравненияunclassified

Нарушение Локальной Электронейтральности В Квантовой Яме Полупроводникового Лазера С Асимметричными Барьерными Слоями

Асрян

Зубов²,

Балезина³

et al. 2018

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

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.

show abstract

Section: основные уравненияunclassified

Нарушение Локальной Электронейтральности В Квантовой Яме Полупроводникового Лазера С Асимметричными Барьерными Слоями

Асрян

Зубов²,

Балезина³

et al. 2018

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…При этом скорости захвата в заполненную КЯ [16], (9) согласно формулам (6) оказываются различными. В ра-боте [15] показано, что характеристики исследуемых лазеров сильно зависят от скорости захвата электронов и очень слабо от скорости захвата дырок.…”

Section: теоретическая модельunclassified

“…Ввиду немгновенности захвата носителей заряда из волноводной области в квантовые ямы концентрации этих носителей в волноводной области растут с уве-личением тока инжекции в режиме лазерной генера-ции [1][2][3][4]14,16]. Вследствие этого, как видно из (12), происходит увеличение внутренних оптических потерь в волноводной области лазерной структуры.…”

Section: обсуждение характеристик лазераunclassified

“…-плотность тока стимулированной излучательной ре-комбинации в двух квантовых ямах [16]. Таким образом, возрастание внутренних оптических потерь с увели-чением тока накачки приводит к ограничению роста выходного излучения лазера.…”

Section: рисunclassified

See 1 more Smart Citation

Рост Внутренних Оптических Потерь С Увеличением Тока Накачки И Выходная Мощность Лазеров На Квантовых Ямах

Соколова¹,

Веселов²,

Пихтин³

et al. 2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

Представлены результаты расчетов рабочих характеристик полупроводниковых лазеров на квантовых ямах с учетом роста внутренних оптических потерь в волноводной области с увеличением тока накачки. Использовано условие глобальной электронейтральности в структуре, которое заключается в равенстве суммарного заряда электронов в активной и волноводной областях суммарному заряду дырок в этих двух областях. Получено хорошее согласие измеренной и рассчитанной ватт-амперных характеристик. DOI: 10.21883/FTP.2017.07.44661.8522 ВведениеПовышение оптической мощности планарных полу-проводниковых лазеров инфракрасного диапазона с на-норазмерной активной областью все еще остается ак-туальной задачей, несмотря на достигнутые в этой об-ласти успехи. Одной из причин ограничения мощности является возрастание внутренних оптических потерь в лазерной структуре при увеличении тока накачки. Эта проблема исследовалась в различных работах. В част-ности, в работах [1-6] теоретически изучалось влияние роста внутренних оптических потерь с увеличением тока накачки на рабочие характеристики лазеров с квантово-размерными активными областями. Нами недавно были выполнены экспериментальные исследования этой проб-лемы в лазерных структурах с длиной волны излучения ∼ 1 мкм [7][8][9][10]. В работе [9] была разработана специ-альная методика измерения коэффициента поглощения в слоях полупроводникового лазера при импульсной токовой накачке.В современных полупроводниковых лазерах низкораз-мерная активная область окружена более широкозонным объемным материалом -волноводной областью (об-ластью оптического ограничения -optical confinement layer, OCL). Инжектированные из эмиттеров электроны и дырки сначала попадают в волноводную область, а далее с конечной скоростью захватываются в активную область [11]. Таким образом, захват носителей из волно-водной области лазера в активную область не является мгновенным процессом.При расчетах характеристик полупроводниковых ла-зеров, начиная со времен использования объемных (трехмерных) активных областей, принято считать, что концентрации электронов и дырок в активной обла-сти равны друг другу [12], т. е. в активной области имеет место локальная электронейтральность. Усло-вие локальной электронейтральности может перестать быть справедливым для квантово-размерных активных областей -концентрации носителей в активной об-ласти могут сильно различаться [13]. Таким образом, при расчетах характеристик полупроводниковых лазеров является более обоснованным использование условия глобальной электронейтральности, которое заключается в равенстве суммарного заряда электронов в активной и волноводной областях суммарному заряду дырок в этих двух областях [14,15].В настоящей работе мы изучаем влияние роста внут-ренних оптических потерь в волноводной области при увеличении тока накачки на характеристики полупро-водниковых лазеров с квантовыми ямами (КЯ). Мы используем здесь условие глобальной электронейтраль-ности и учитываем немгновенность захвата носителей в квантовые ямы. В [1-3] для построения аналитической модели использовалось услов...

show abstract

“…[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18] In Refs. [19][20][21], the lightcurrent characteristic (LCC) of semiconductor lasers (the optical power as a function of the pump current) was calculated considering only direct capture of carriers from the optical confinement layer (OCL) into the lasing state in a quantum-confined active region. In Ref.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Direct and indirect capture of carriers into the lasing ground state and the light-current characteristic of quantum dot lasers

Asryan

2014

Journal of Applied Physics

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Articles you may be interested inEffect of excited states on the ground-state modulation bandwidth in quantum dot lasers Appl. Phys. Lett. 102, 191102 (2013) We calculate the light-current characteristic (LCC) of a quantum dot (QD) laser under the conditions of both direct and indirect capture of carriers from the optical confinement layer into the lasing ground state in QDs. We show that direct capture is a dominant process determining the ground-state LCC. Only when direct capture is slow, the role of indirect capture (capture into the QD excited state and subsequent intradot relaxation to the ground state) becomes important. V C 2014 AIP Publishing LLC.

show abstract

Optical power of semiconductor lasers with a low-dimensional active region

Cited by 34 publications

References 15 publications

Нарушение Локальной Электронейтральности В Квантовой Яме Полупроводникового Лазера С Асимметричными Барьерными Слоями

Нарушение Локальной Электронейтральности В Квантовой Яме Полупроводникового Лазера С Асимметричными Барьерными Слоями

Рост Внутренних Оптических Потерь С Увеличением Тока Накачки И Выходная Мощность Лазеров На Квантовых Ямах

Direct and indirect capture of carriers into the lasing ground state and the light-current characteristic of quantum dot lasers

Contact Info

Product

Resources

About