Полупроводниковые лазеры среднего инфракрасного диапазона, работающие на модах шепчущей галереи

• Автор: Кислякова, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1. Современные представления о свойствах и механизмах генерации лазерного излучения
Раздел 1.1 Общие принципы действия лазеров
1.1.1 Свойства лазерного излучения
1.1.2 Роль оптического резонатора
1.1.3 Основные механизмы генерации оптического излучения лазером
1.1.4 Добротность оптического резонатора
Раздел 1.2 Полупроводниковые лазеры и светодиоды.
1.2.1 Источники вынужденного излучения
1.2.2 Условие наличия инверсии заселенностей
1.2.3 Методы создания инверсной заселенности в полупроводниках
1.2.4 Выходная мощность и коэффициент усиления полупроводникового
лазера
Раздел 1.3 Электрические свойства полупроводникового лазера
1.3.1 Зависимость постоянного тока через полупроводниковый диод от напряжения
1.3.2 Прямая ветвь вольтамперной характеристики
1.3.3 Обратная ветвь вольтамперной характеристики
Раздел 1.4 Достоинства и недостатки существующих конструкций лазеров среднего ИК диапазона
1.4.1 Достоинства полупроводниковых лазеров
1.4.2 Конструкции лазеров среднего ИК диапазона. Лазеры, работающие на модах шепчущей галереи
ГЛАВА 2. Теоретический анализ взаимосвязей между электрофизическими, оптическими и конструктивными характеристиками лазеров, работающих на модах шепчущей галереи.
Раздел 2.1 Теория цилиндрических волноводов. Анализ модовой структуры
излучения лазера
Раздел 2.2 Анализ электрических характеристик лазеров, работающих на модах
шепчущей галереи, на основе математической модели
Раздел 2.3 Анализ влияния размера мезы на характер протекания тока через структуры с дисковым резонатором

ГЛАВА 3. Конструкция дисковых лазеров и методика эксперимента.
Раздел 3.1 Конструкция лазеров, работающих на модах шепчущей галереи
Раздел 3.2 Изготовление образцов
3.2.1 Процесс эпитаксиального роста лазерных гетероструктур ЫАз/РгАзБЪР
3.2.2 Формирование дискового резонатора для полупроводниковых лазеров на основе гетероструктур 1пАз(БЬ)/1пАбБЬР
3.2.3 Формирование омических контактов на поверхности дисковой структуры
Раздел 3.3 Методика экспериментальных исследований дисковых лазеров
ГЛАВА 4. Результаты эксперимента и их обсуждение.
Раздел 4.1 Исследуемые группы дисковых лазеров
Раздел 4.2 Анализ электрических свойств дисковых лазеров
Раздел 4.3 Спектральные зависимости излучения дисковых лазеров с активной областью на основе 1пАз/1пАз5ЬР гетероструктур, выращенных методом МОГФЭ

запрещенной зоной и 2. оптическим ограничением за счет резкого уменьшения показателя преломления за пределами активной области.
Для гомоструктур (например, р-п переходов на основе ОаЛя) пороговая плотность тока быстро увеличивается с ростом температуры. При комнатной температуре типичное значение У,/, составляет порядка 5-104 А/см2. Большая плотность тока создает серьезные трудности для реализации режима непрерывной генерации при температурах порядка 300 К. С целью уменьшения пороговой плотности тока были предложены и реализованы с помощью эпитаксиальной технологии лазеры на гетероструктурах.
Раздел 1.3 Электрические свойства полупроводникового лазера.
1.3.1 Зависимость постоянного тока через полупроводниковый диод от напряжения.
Одним из важнейших электрических свойств полупроводникового лазера является его вольтамперная характеристика. Рассматриваемые в данной работе структуры признавали годными к дальнейшим исследованиям при наличии у них типичной для полупроводникового диода вольтамперной характеристики, что будет показано в третьей главе. При нарушении типичного характера вольтамперной характеристики диоды выбраковывали.
Зависимость постоянного тока через полупроводниковый диод от напряжения, или вольтамперная характеристика полупроводникового диода обычно имеет вид, показанный на рис. 1.2. На данном рисунке можно выделить прямую ветвь, когда на полупроводнике р-типа напряжение положительное, а на полупроводнике п-типа- отрицательное, и обратную ветвь, когда полярность напряжений противоположна.