"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Конечное время рассеяния энергии носителей заряда как причина ограничения оптической мощности полупроводниковых лазеров
Слипченко С.О.1, Соколова З.Н.1, Пихтин Н.А.1, Борщев К.С.2, Винокуров Д.А.1, Тарасов И.С.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
Поступила в редакцию: 20 декабря 2005 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2006 г.

Установлено, что причиной, ограничивающей максимально достижимую мощность оптического излучения в полупроводниковых лазерах, является конечная величина времени рассеяния энергии электронов на неравновесных оптических фононах в квантово-размерной активной области. Экспериментально исследованы мощностные и спектральные характеристики полупроводниковых лазеров при высоких уровнях возбуждения (до 100 кА/см2) в импульсном режиме генерации (100 нс, 10 кГц). Получено, что с увеличением тока накачки максимальная интенсивность стимулированного излучения насыщается, а рост излучаемой мощности происходит за счет расширения спектра в коротковолновую область. Насыщение интенсивности излучения обусловлено ограничением скорости стимулированной рекомбинации. Фактором, ограничивающим скорость стимулированной рекомбинации, является конечная величина времени рассеяния энергии электронов на полярных оптических фононах. Обнаружено, что расширение спектра стимулированного излучения связано с ростом концентрации носителей тока в активной области, что приводит к усилению выброса электронов в волноводные слои. С ростом тока накачки концентрация носителей тока в волноводе достигает порогового значения и возникает эффективный канал токовых утечек из активной области. Экспериментально показано, что появление волноводной полосы генерации коррелирует с резким снижением дифференциальной квантовой эффективности полупроводникового лазера. PACS: 42.55.Px, 78.45.th, 63.40.Kr
  1. J.K. Wade, L.J. Mawst, D. Botez, J.A. Morris. Electron. Lett., 34, 1100 (1998)
  2. J. Sebastian, G. Beister, F. Bugge, F. Buhrandt, G. Erbert, H.G. Hansel, R. Hulsewede, A. Knauer, W. Pittroff, R. Staske, M. Schroder, H. Wenzel, M. Weyers, G. Trankle. IEEE J. Select. Topics Quant. Electron., 7, 334 (2001)
  3. X. He, S. Srinivasan, S. Wilson, C. Mitchell, R. Patel. Electron. Lett., 34, 2126 (1998)
  4. A. Al-Muhanna, L.J. Mawst, D. Botez, D.Z. Garbuzov, R.U. Martinelli, J.C. Connolly. Appl. Phys. Lett., 73, 1182 (1998)
  5. F. Bugge, G. Erbert, J. Fricke, S. Gramlich, R. Staske, H. Wenzel, U. Zeimer, M. Weyers. Appl. Phys. Lett., 79, 1965 (2001)
  6. N.A. Pikhtin, S.O. Slipchenko, Z.N. Sokolova, A.L. Stankevich, D.A. Vinokurov, I.S. Tarasov, Zh.I. Alferov. Electron. Lett., 40, 1413 (2004)
  7. D.Z. Garbuzov, R.J. Menna, R.U. Martinelli, J.H. Abeles, J.C. Connolly. Electron. Lett., 33, 1635 (1997)
  8. Е.Г. Голикова, В.А. Курешов, А.Ю. Лешко, Д.А. Лившиц, А.В. Лютецкий, Д.Н. Николаев, Н.А. Пихтин, Ю.А. Рябоштан, С.О. Слипченко, И.С. Тарасов, Н.В. Фетисова. Письма ЖТФ, 26, 40 (2000)
  9. Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 38, 374 (2004)
  10. С.О. Слипченко, Д.А. Винокуров, Н.А. Пихтин, З.Н. Соколова, А.Л. Станкевич, И.С. Тарасов, Ж.И. Алфёров. ФТП, 38, 1477 (2004)
  11. Д.З. Гарбузов, А.В. Овчинников, Н.А. Пихтин, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов, В.Б. Халфин. ФТП, 25, 928 (1991)
  12. Н.А. Пихтин, И.С. Тарасов, М.А. Иванов. ФТП, 28, 1983 (1994)
  13. B.S. Ryvkin, E.A. Avrutin. J. Appl. Phys., 97, 123103 (2005)
  14. B.S. Ryvkin, E.A. Avrutin. J. Appl. Phys., 97, 113106 (2005)
  15. L.V. Asryan, N.A. Gun'ko, A.S. Polkovnikov, G.G. Zegrya, R.A. Suris, P.-K. Lau, T. Makino. Semicond. Sci. Technol., 15, 1131 (2000)
  16. Г.Г. Зегря, И.Ю. Соловьев. ФТП, 39, 636 (2005)
  17. Е.Г. Голикова, В.А. Курешов, А.Ю. Лешко, А.В. Лютецкий, Н.А. Пихтин, Ю.А. Рябоштан, Г.А. Скрынников, И.С. Тарасов, Ж.И. Алфёров. ФТП, 34, 886 (2000)
  18. Д.А. Винокуров, С.А. Зорина, В.А. Капитонов, А.В. Мурашова, Д.Н. Николаев, А.Л. Станкевич, М.А. Хомылев, В.В. Шамахов, А.Ю. Лешко, А.В. Лютецкий, Т.А. Налет, Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, Н.Ф. Фетисова, И.С. Тарасов. ФТП, 39, 388 (2005)
  19. Al-Muhanna, A. Mawst, L.J. Botez, D.Z. Garbuzov, R.U. Martinelli, J.C. Connolly. Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting. 1997. LEOS '97 10 th Annual Meeting. Conf. Proc. IEEE, 2, 205 (1997)
  20. J.G. Kim, L. Shterengas, R.U. Martinelli, G.L. Belenky, D.Z. Garbuzov, W.K. Chan. Appl. Phys. Lett., 81, 3146 (2002)
  21. A.A. Chelny, M.Sh. Kobyakova, P.G. Eliseev. IEEE J. Quant. Electron., 40, 113 (2004)
  22. Y. Nishimura. IEEE J. Quant. Electron., 9, 1011 (1973)
  23. B. Zee. IEEE J. Quant. Electron., 14, 727 (1978)
  24. T. Honc, J. Zavadil. J. Appl. Phys., 73, 7978 (1993)
  25. M.P. Kesler, C.S. Harder, E.E. Latta. Appl. Phys. Lett., 59, 2775 (1991)
  26. Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 36, 364 (2002)
  27. Д.З. Гарбузов, А.В. Тикунов, В.Б. Халфин. ФТП, 21, 1085 (1987)
  28. L.A. Coldren, S.W. Corzine. Diode lasers and photonic integrated circuits (John Wiley and Sons, Inc., 1995)
  29. Ж.И. Алфёров, Д.З. Гарбузов, С.В. Зайцев, А.Б. Нивин, А.В. Овчинников, И.С. Тарасов. ФТП, 21, 825 (1987)
  30. A. Dargys, J. Kundrotas. Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs and InP (Vilnius, Science and Encyclopedia Publishers, 1994)
  31. Л.Е. Воробьев, С.Н. Данилов, В.Л. Зерова, Д.А. Фирсов. ФТП, 37, 604 (2003)
  32. Л.Е. Воробьев, С.Н. Данилов, Е.Л. Ивченко, М.Е. Левинштейн, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин. Кинетические и оптические явления в сильных электрических полях в полупроводниковых наноструктурах (СПб., Наука, 2000).

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.