Асимметричные гетероструктуры раздельного ограничения и мощные лазеры на их основе (λ=1.6-1.85 мкм

• Автор: Лютецкий, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Полупроводниковые лазеры на основе квантово-размерных 1пОаАзРЛпР и АЮа1пАз/1пР гетероструктур раздельного

ограничения (обзор литературы)

§1.1. Основные этапы создания гетеролазеров с квантовыми ямами

§1.1.1. Лазеры на основе двойных гетероструктур

§1.1.2. Лазеры с расширенным волноводом

§1.1.3. Внутренние потери в симметричных гетероструктурах с

расширенным волноводом

§1.1.4. Асимметричные лазерные гетероструктуры

§1.2. Гетеролазеры ближнего инфракрасного диапазона на основе

твердых растворов, изопериодических с 1пР
§1.2.1. Гетеролазеры с длиной волны излучения 1.3 — 1.55 мкм на
основе твердых растворов, изопериодических с 1пР
§ 1.2.2. Гетеролазеры с длиной волны излучения 1.7 - 2.2 мкм на
основе твердых растворов, изопериодических с 1пР
Выводы к главе
Глава 2. Исследование гетероструктур ЬтОаАэРЛпР и АЮаЬхАзЛпР с
напряженной квантово-размерной активной областью
§ 2.1. Влияние деформации на энергетическую зонную структуру
полупроводников со структурой цинковой обманки
§ 2.2. Влияние деформации на глубину квантовых ям и положения уровней; размерного квантования для электронов и дырок в
напряженной квантовой яме
§ 2.3. Влияние состава и деформации слоя квантовой ямы на длину
волны излучения
§ 2.4. Влияние состава твердого раствора волноводного слоя на длину волны излучения

§ 2.5. Критическая толщина активной области и выбор оптимальной
толщины активной области
Выводы к главе
Глава 3. Асимметричные ЬтОаАзРЯпР и АЮаЫАэЯпР гетероструктуры раздельного ограничения с расширенным волноводом и
непрерывные лазеры на их основе
§ 3.1. Внутренние оптические потери в гетероструктурах на основе
твердых растворах ТпОаАзРЯпР и АЮаТпАэЛпР
§3.1.1. Внутренние оптические потери
§3.1.2. Внутризонные переходы
§ 3.1.3. Внутренние оптические потери, обусловленные
межзонными переходами
§ 3.2. Симметричные и асимметричные гетероструктуры раздельного
ограничения в системе твердых растворах ЫСаАэРЛпР и
АЮаЬАзЯпР
§ 3.3. Исследования излучательных свойств симметричных и асимметричных АИпОаАэЯпР гетероструктур раздельного
ограничения
§ 3.4. Исследования излучательных свойств симметричных и
асимметричных ГпОаАзРЯпР гетероструктур раздельного
ограничения
Выводы к главе
Глава 4. Импульсные лазеры на основе асимметричных АЮа1пАзЯпР гетероструктур раздельного ограничения с расширенным
волноводом
§ 4.1. Импульсные лазеры на основе АЮаГпАвЯпР гетероструктур
раздельного ограничения
§ 4.2. Исследование спектральных характеристик импульсных лазеров
на основе АЮакьАяЛпР гетероструктур раздельного ограничения
§ 4.3. Исследование концентрации носителей заряда в активной
области за порогом генерации импульсных лазеров на основе
АЮаІпАз/ІпР гетероструктур раздельного ограничения
§ 4.4. Вклад оже-рекомбинации в насыщение ватт-амперных
характеристик мощных полупроводниковых лазеров
Выводы к главе
Заключение
Литература

определим, используя уравнение Шредингера для потенциальной ямы конечной глубины с учетом отличия эффективных масс электронов и дырок в квантовой яме и окружающем ее волноводе. Энергия уровня размерного квантования определяется из выражения:
р _ X2 ц-сI
Е~ Х=— <2Л4)-
где тдр д - эффективная масса и поперечный волновой вектор частицы в квантовой яме толщиной с1, С - константа, зависящая от единиц измерения входящих в формулу (2.14) величин. Если в (2.14) тд((/заменить на (тдц/ тп), а с/ на (<1/1 А), то С = 6.474 КГ5 (мэВ)“1.
Сшивая волновые функции на границах квантовой ямы конечной глубины при значении продольного волнового вектора кц=0, получим два дисперсионных уравнения для четных и нечетных уровней размерного квантования. Эти уравнения являются трансцендентными уравнениями для безразмерного поперечного волнового вектора х. Для четных уровней (Ы = О, 2, 4...) х определяется из уравнения:
х tgx = Ь л/и~х~/Ь (2.15),
а для нечетных уровней (Ы= 1, 3, 5...) из уравнения:
-Ь-у1и -X171 = -х (2.16),
Г т йШ ТТ _ Ш1У ’ ' АЕ
где £ - , и
т № 2-Н
игр - эффективная масса частиц в волноводе; АЕ - энергетическая, глубина
квантовой ямы. Из выражений (2Л 4) - (2.17) следует, что энергия уровней
размерного квантования зависит от толщины, и глубины квантовой ямы, а также от эффективных масс частиц в квантовой яме и в волноводе. Энергия уровней размерного квантования возрастает как с ростом глубины, так и с уменьшением толщины квантовой ямы.
Приведенные формулы показывают, что внесение дополнительных напряжений сжатия в активную область лазерной гетероструктуры