Динамические, шумовые и спектральные характеристики лазеров на квантовых точках

• Автор: Ковш, Алексей Русланович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 254 с. : ил.

Оглавление

Оглавление
Введение

Глава 1. Мощностные характеристики лазеров на квантовых точках и их надежность

1.1. Синтез структур с квантовыми точками на промышленных установках молекулярно-пучковой эпитаксии

1.2. Стабильность генерации через основное состояние квантовых точек

1.3. Мощные лазеры на квантовых точках

1.4. Надежность лазеров на квантовых точках

Выводы по Главе

Глава 2. Динамические характеристики лазеров на квантовых точках

2.1. Введение, методы измерения и анализа динамических лазерных характеристик
2.2. Модуляционные характеристики лазеров на квантовых точках.
Влияние компрессии усиления
2.3 Высокоскоростная передача данных с использованием лазеров на
квантовых точках
2.4. Влияние модулированного легирования активной области акцепторной примесью на температурную зависимость динамических характеристик и дифференциального усиления

2.5. Модуляционные характеристики лазеров с распределенной обратной
связью на квантовых точках
Выводы по Главе
Глава 3. Исследование коэффициента уширения липни генерации (ст-фактора) в лазерах на квантовых точках
3.1. Введение
3.2. Экспериментальное определение коэффициента уширения линии генерации в лазерах на квантовых точках спектрального диапазона
1.3 мкм
3.3. Влияние модулированного легирования акцепторной примесью на температурную зависимость коэффициента уширения линии генерации
3.4. Влияние паразитной оптической обратной связи на характеристики
лазеров на квантовых точках
Выводы по Главе
Глава 4. Полупроводниковые лазеры на основе квантовых точек со сверхширокими спектрами усиления и генерации
4.1. Введение
4.2. Формирование широких спектров усиления в массиве квантовых точек
4.3. Лазеры с широким диапазоном внешней перестройки на основе массивов квантовых точек с преднамеренно внесенной разупорядоченностью
4.4. Инжекционные лазеры на основе квантовых точек со сверхширокими спектрами генерации
Выводы по Главе
Глава 5. Широкополосные лазерные диоды на основе квантовых точек с низким шумом отдельных продольных мод для систем со спектральным уплотнением каналов
5.1. Введение: шумовые характеристики лазеров на квантовых точках
5.2. Анализ возможности использования индивидуальной продольной моды в системах высокоскоростной оптической связи
5.3. Высокоскоростная передача данных с помощью широкополосного лазера на квантовых точках
5.4. Система со спектральным уплотнением каналов на основе
многочастотного лазера на квантовых точках
Выводы по Главе
Заключение
Список основных публикаций по теме диссертации
Список цитированной литературы

меньше насыщенного усиления (показано стрелкой на рис. 6). Таким образом, в коротких лазерах из-за резкого уменьшения внутренней дифференциальной эффективности зависимость (тщ)'1 - L отклоняется от линейной. Существенный вывод из вышеизложенных, рассуждений заключается в том, что измерение внешней- дифференциальной эффективности позволяет согласно уравнениям (11) (12) получить точное значение внутренних потерь и оценить время релаксации носителей.
Близость внутренней дифференциальной эффективности к 100% означает, что релаксация носителей в исследованных лазерах достаточно быстрая для обеспечения близкой к идеальной характеристики квантовой эффективности. В то же время, плотность порогового тока в лазерах на квантовых точках обычно растет сверхлинейно с ростом потерь на зеркалах. На рис. 7а показаны расчетные зависимости пороговой плотности тока, JGSth, и ее компонент от нормированных потерь, q. Используя принятые выше параметры, получены компоненты плотности трока прозрачности для GS и ES состояний, J0 and J, равные 40 и
20.4 А/см2, соответственно. Уже при q ~ 0.5 ES компонента становится доминирующей, приводя к сверхлинейному росту пороговой, плотности тока.
Обратим внимание на то, что такое поведение не могло бы быть объяснено при пренебрежении термоионной эмиссии. Действительно, в случае полного отсутствия термоэмиссии (те = оо) и мгновенной релаксации носителей (то —> 0) пороговая плотность тока при генерации через основное состояние растет линейно с потерями и достигает максимальное (удвоенное) значение при а = GsatGS (q = 1). Ha самом деле