Механизмы генерации излучения среднего и дальнего инфракрасных диапазонов при продольном транспорте электронов и смешении оптических мод в полупроводниковых микроструктурах А3В5

• Автор: Дубинов, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Глава 1. Глава 2. Глава 3. Приложение. В полях свыше 2 кВсм реализуется инверсная заселенность первой и второй подзон размерного квантования для структуры 1поСао9А5СаАз. Но благодаря использованию гетсропары АЮаАвСаАз вместо 1пСаАзСаА5 инверсная заселенность первой и второй подзон размерного квантования реализуется уже в полях 1. Всм для температуры К. Оценка возможного коэффициента усиления в такой структуре для длины волны излучения 0 мкм дает значение 4. Во второй части главы 2 рассмотрена модель продольного электронного транспорта в структуре, представляющей собой две туннельносвязанные квантовые ямы, как для Г, так и для Ьдолин. Волновые функции электронов Гдолины на двух нижних подзонах размерного квантования локализованы в разных квантовых ямах, поэтому обмен электронами между Г и Ггподзонами, изза рассеяния на полярных оптических фононах, подавлен. Важная особенность данной структуры состоит в том, что волновая функция нижней подзоны локализована в той же квантовой яме, где и волновая функция Ггподзоны.


Дзя возбуждения разностной низкочастотной моды прсдлагаегся использование двух фундаментальных высокочастотных мод с длинами волн около 1 мкм, и поэтому коэффициент перекрытия сторонних токов и волноводной моды для разностной частоты не мал. Результаты расчетов показали, что в лазере с шириной волновода 0 мкм при мощностях высокочастотных мод Вт мощность разностной моды может быть порядка мкВт в области длин волн мкм, 5 мкВт в области длин волн мкм и 1 мкВт в области длин волн мкм при комнатной температуре. В третьей части главы 3 рассмотрена возможность генерации излучения среднего ИК диапазона в волноводе полупроводникового лазера на основе СаАэ с металлической гофрировкой. Управление фазовой скоростью волны на разностной частоте осуществляется путем изменения периода и глубины гофрировки. Расчеты показали, что в лазере с шириной волновода 0 мкм при мощностях коротковолновых мод 1 мкм Вт мощность разностной моды может достигать до 2,5 мкВт в области длин волн мкм при комнатной температуре. В четвертой части главы 3 рассмотрена возможность генерации излучения среднего и дальнего ИК диапазона в полупроводниковом волноводе на основе СаАБ с металлической дифракционной решеткой рис. Эффективная генерация достигается вследствие фазового синхронизма между пространственными гармониками, локализованными около решетки, и волной поляризации на разностной частоте. Фазовые скорости пространственных гармоник определяются периодом решетки. Как показали расчеты, наибольшая эффективность генерации достигается, когда частота генерируемого излучения попадает в область фононного поглощения материала волновода. В этом случае значительно увеличивается решеточная нелинейность полупроводника.