Вышедшие номера
Оптимизация дизайна гетероструктуры InGaAsP/InP мощных лазерных диодов, излучающих на длине волны 1.55 мкм
РНФ, 22-79-10159
Ризаев А.Э.1, Подоскин А.А.1, Шушканов И.В.1, Капитонов В.А.1, Шашкин И.С.1, Вавилова Л.С.1, Слипченко С.О.1, Пихтин Н.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: rizartem@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 22 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 5 мая 2025 г.
Принята к печати: 3 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 10 августа 2025 г.

Исследование направлено на оптимизацию дизайна гетероструктуры полупроводниковых лазеров на основе гетероструктур InGaAsP/InP, излучающих в безопасном для глаз диапазоне на длине волны 1.55 мкм в импульсном режиме. Исследования проводились в рамках разработанной двумерной модели лазерного диода, учитывающей дрейф-диффузионный транспорт носителей заряда в направлении, перпендикулярном слоям гетероструктуры и неоднородное распределение фотонов вдоль оси резонатора. Для модельных лазерных диодов с шириной излучающей апертуры 100 мкм исследовались основные механизмы потерь, а также их влияние на выходную оптическую мощность при импульсном токе накачки 150 А. В работе проводилась многопараметрическая оптимизация, учитывающая влияние ширины запрещенной зоны и толщины волновода, а также положение активной области в волноводном слое. Установлена сильная зависимость оптимальной ширины волновода от его ширины запрещенной зоны, а также оптимальная ширина запрещенной зоны, обеспечивающая баланс между основными механизмами ограничения мощности. Показано, что независимо от прочих параметров предпочтительно расположение активной области вблизи p-эмиттера. Ключевые слова: полупроводниковый лазер, ток утечки, потери на свободных носителях заряда, дрейф-диффузионный транспорт, лазерный диод.
  1. E. Agrell, M. Karlsson, A.R. Chraplyvy, D.J. Richardson, P.M. Krummrich, P. Winzer, K. Roberts, J.K. Fischer, S.J. Savory, B.J. Eggleton, M. Secondini, F.R. Kschischang, A. Lord, J. Prat, I. Tomkos, J.E. Bowers, S. Srinivasan, M. Brandt-Pearce, Gisin. J. Optics, 18 (6), 063002 (2016)
  2. G.P. Agrawal. Fiber-Optic Communication Systems (John Wiley \& Sons, 2012)
  3. S. Royo, M. Ballesta-Garcia. Appl. Sci., 9 (19), 4093 (2019)
  4. J. Piprek. Optical Quant. Electron., 51 (2), 60 (2019)
  5. B.S. Ryvkin, E.A. Avrutin, and J.T. Kostamovaara. Semicond. Sci. Technol., 32 (12), 125008 (2017)
  6. А.Э. Ризаев, А.А. Подоскин, И.В. Шушканов, В.А. Крючков, С.О. Слипченко, Н.А. Пихтин. Квант. электрон., 55 (3), 141 (2025)
  7. S.O. Slipchenko, O.S. Soboleva, V.S. Golovin, N.A. Pikhtin. Bull. Lebedev Physics Institute, 50 (5), 535 (2023)
  8. С.О. Слипченко, В.С. Головин, О.С. Соболева, И.А. Ламкин и Н.А. Пихтин. Квант. электрон., 52 (4), 343 (2022)
  9. Y.A. Goldberg, N.M. Schmidt. Handbook series on semiconductor parameters, v. 2, 1-36 (1999)
  10. L.A. Coldren, S.W. Corzine, M.L. Mashanovitch. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits (John Wiley \& Sons, 2012)
  11. S. Adachi. Optical Properties of Crystalline and Amorphous Semiconductors: Materials and Fundamental Principles (Springer Science \& Business Media, 2012)
  12. B.S. Ryvkin, E.A. Avrutin, J.T. Kostamovaara. Semicond. Sci. Technol., 35 (8), 085008 (2020)
  13. S. Adachi. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors (John Wiley \& Sons, 2009)
  14. S.O. Slipchenko, A.D. Bondarev, D.A. Vinokurov, D.N. Nikolaev, N.V. Fetisova, Z.N. Sokolova, N.A. Pikhtin, I.S. Tarasov. Semiconductors, 43 (43), 112 (2009)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.