Вышедшие номера
Home » Письма в журнал технической физики » Год 2026, выпуск 1 » Статья стр. 36
<<<>>>
Прямая токовая модуляция мощных полупроводниковых лазеров с помощью высокочастотных автоколебаний в арсенид-галлиевых лавинных диодах
Рожков А.В. 1, Родин П.Б. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: rozh@hv.ioffe.rssi.ru, rodin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 1 сентября 2025 г.
Принята к печати: 1 сентября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 ноября 2025 г.
PDF версия
Показано, что высокочастотные автоколебания, спонтанно возникающие в обратносмещенных высоковольтных лавинных диодах в простейшей электрической схеме, могут быть применены для прямой токовой модуляции мощных полупроводниковых лазеров. Частота автоколебаний примененного в эксперименте лавинного диода составляла 2.4 GHz. Лавинный диод был подключен последовательно с гетеролазером с тремя туннельно-связанными излучателями и нагрузкой 50 Ω с помощью полосковой линии. Экспериментально показано, что колебания сигнала фотоприемника, регистрирующего излучение лазера, следовали за колебаниями тока через лазер и происходили с частотой 2.4 GHz. Пиковая мощность оптического сигнала при максимальном токе через лазер ~ 2.0 A составила ~ 5.5 W при длительности оптического импульса на полувысоте амплитуды ~ 180 ps, энергия единичного импульса около 1 nJ. Ключевые слова: прямая токовая модуляция, ударно-ионизационная неустойчивость, лавинные диоды.
  1. E.U. Rafailov, E. Avrutin, in Semiconductor lasers, ed. by А. Baranov, Е. Tournie (Woodhead Publ., Oxford, 2013), p. 149. DOI: 10.1533/9780857096401.1.149
  2. N.Н. Zhu, Z. Shi, Z.K. Zhang, Y.M. Zhen, C.W. Zou, Z.P. Zhao, Y. Liu, W. Li, M. Li, IEEE J. Select. Top. Quantum Electron., 24 (1), 1500219 (2018). DOI: 10.1109/JSTQE.2017.2720959
  3. A.G. Deryagin, D.V. Kuksenkov, V.I. Kuchinskii, E.L. Portnoi, I.Yu. Khrushchev, Electron. Lett., 30 (4), 309 (1994). DOI: 10.1049/el:19940238
  4. X. Li, H. Wang, Z. Qiao, X. Guo, W. Wang, G.I. Ng, Yu. Zhang, Y. Xu, Z. Niu, C. Tong, C. Liu, Opt. Express, 26 (7), 8289 (2018). DOI: 10.1364/OE.26.008289
  5. R. Morita, T. Inoue, M.De Zoysa, K. Ishizaki, S. Noda, Nat. Photon., 15, 311 (2021). DOI: 10.1038/s41566-021-00771-5
  6. H. Wang, L. Kong, A. Forrest, D. Bajek, S.E. Haggett, X. Wang, B. Cui, J. Pan, Y. Ding, M.A. Catalung, Opt. Express, 21 (22), 25940 (2014). DOI: 10.1364/OE.22.025940
  7. И.М. Гаджиев, М.С. Буяло, А.С. Паюсов, А.Е. Губенко, С.С. Михрин, В.Н. Неведомский, Е.Л. Портной, Письма в ЖТФ, 44 (21), 30 (2018). DOI: 10.21883/PJTF.2018.21.46853.17440 [I.M. Gadzhiyev, M.S. Buyalo, A.S. Payusov, A.E. Gubenko, S.S. Mikhrin, V.N. Nevedomsky, E.L. Portnoi, Tech. Phys. Lett., 44 (11), 965 (2018). DOI: 10.1134/S1063785018110068]
  8. M. Hintikka, J. Kostamovaara, IEEE Sens. J., 18 (3), 1047 (2018). DOI: 10.1109/JSEN.2017.2777501
  9. В.М. Андреев, Д.Ф. Зайцев, Н.Ю. Новиков, В.С. Калиновский, Д.В. Мордасов, С.О. Слипченко, И.С. Тарасов, А.И. Фадеев, Радиотехника, 80 (11), 177 (2016)
  10. S. Vainshtein, V. Zemlyakov, V. Egorkin, A. Maslevtsov, A. Filimonov, IEEE Trans. Power Electron., 34 (4), 3689 (2019). DOI: 10.1109/TPEL.2018.2853563
  11. A. Liero, A. Klehr, S. Schwertfeger, T. Hoffmann, W. Heinrich, in 2010 Proc. IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. (Anaheim, CA, 2010), p. 1110. DOI: 10.1109/MWSYM.2010.5517952
  12. S. Vainshtein, I. Prudaev, G. Duan, T. Rahkonen, Solid State Commun., 365 (7), 115111 (2023). DOI: 10.1016/j.ssc.2023.115111
  13. S.O. Slipchenko, A.A. Podoskin, V.S. Golovin, D.N. Romanovich, V.V. Shamakhov, D.N. Nikolaev, I.S. Shashkin, N.A. Pikhtin, T.A. Bagaev, M.A. Ladugin, A.A. Marmalyuk, V.A. Simakov, Opt., Express, 27 (22), 31446 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.031446
  14. А.А. Подоскин, И.В. Шушканов, В.В. Шамахов, А.Э. Ризаев, М.И. Кондратов, А.А. Климов, С.В. Зазулин, С.О. Слипченко, Н.А. Пихтин, Квантовая электроника, 53 (1), 1 (2023). [A.A. Podoskin, I.V. Shushkanov, V.V. Shamakhov, A.E. Rizaev, M.I. Kondratov, A.A. Klimov, S.V. Zazulin, S.O. Slipchenko, N.A. Pikhtin, Bull. Lebedev Phys. Inst., 50 (Suppl. 5), S513 (2023). DOI: 10.3103/S1068335623170104]
  15. S. Slipchenko, A. Podoskin, I. Shushkanov, A. Rizaev, M. Kondratov, V. Shamakhov, V. Kapitonov, K. Bakhvalov, A. Grishin, T. Bagaev, M.A. Ladugin, A. Marmalyuk, V. Simakov, N. Pikhtin, Photonics, 12, 130 (2025). DOI: 10.3390/photonics12020130
  16. B. Ryvkin, E. Avrutin, J. Kostamovaara, J. Semicond. Sci. Technol., 32, 025015 (2017). DOI: 10.1088/1361-6641/32/2/025015
  17. А.В. Рожков, М.С. Иванов, П.Б. Родин, Письма в ЖТФ, 50 (20), 44 (2024). DOI: 10.61011/PJTF.2024.20.58938.19977 [A.V. Rozhkov, M.S. Ivanov, P.B. Rodin, Tech. Phys. Lett., 50 (10), 91 (2024). DOI: 10.61011/TPL.2024.10.60124.19977]
  18. С.К. Любутин, С.Н. Рукин, Б.Г. Словиковский, С.Н. Цыранов, ФТП 47 (5), 658 (2013). [S.K. Lyubutin, S.N. Rukin, B.G. Slovikovsky, S.N. Tsyranov, Semiconductors, 47 (5), 670 (2013). DOI: 10.1134/S1063782613050151]
  19. А.С. Тагер, УФН, 90 (12), 631 (1966). DOI: 10.3367/UFNr.0090.196612d.0631 [A.S. Tager, Sov. Phys. Usp., 9 (6), 892 (1967). DOI: 10.1070/PU1967v009n06ABEH003231]
  20. А.В. Рожков, М.С. Иванов, П.Б. Родин, Письма в ЖТФ, 48 (16), 25 (2022). DOI: 10.21883/PJTF.2022.16.53203.19271 [A.V. Rozhkov, M.S. Ivanov, P.B. Rodin, Tech. Phys. Lett., 48 (8), 61 (2022). DOI: 10.21883/TPL.2022.08.55065.19271]
  21. В.И. Корольков, А.В. Рожков, Л.А. Петропавловская, Письма в ЖТФ, 27 (17), 46 (2001). [V.I. Korol'kov, A.V. Rozhkov, L.A. Petropavlovskaya, Tech. Phys. Lett., 27 (9), 731 (2001). DOI: 10.1134/1.1405242]
  22. А.Е. Жуков, М.В. Максимов, Современные инжекционные лазеры (Изд-во Политехн. ун-та, СПб., 2009).

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme