Исследование эффектов пространственной неоднородности накачки и оптического поля в полосковых инжекционных лазерах и полупроводниковых оптических усилителях

• Автор: Шаталов, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Оглавление
Введение
Глава 1. Влияние процессов бокового дрейфа и диффузии носителей и растекания тока накачки на статические и динамические характеристики
полосковых лазеров
Введение
§1.1. Общий подход к анализу характеристик полупроводниковых
лазеров
§ 1.2. Количественная динамическая модель полоскового лазера
§ 1.3. Дрейф и диффузия носителей в активной области
§ 1.4. Электронная и дырочная компоненты тока в распределенной
лазерной структуре
§ 1.5. Динамическое влияние профиля распределения концентрации
носителей на форму поперечной моды в гребневом волноводе
§ 1.6. Сравнение экспериментальных данных и результатов расчета
§ 1.7. Влияние процессов дрейфа и диффузии носителей на
характеристики лазеров гребневого типа
Глава 2. Высокочастотная модуляция излучения полупроводниковых полосковых лазеров посредством изменения фактора оптического
ограничения
Введение
§2.1. Лазерная структура
§ 2.2. Статические и динамические характеристики

§ 2.3. Анализ работы 4-х контактного лазера в динамическом
режиме
§ 2.4. Модуляция фактора оптического ограничения
§ 2.5. Двойная модуляция тока накачки и фактора оптического
ограничения
§ 2.6. Детальный анализ работы 4-х контактного лазера в режимах
прямой и боковой модуляции
§ 2.7. Двойная модуляция 4-х контактного лазера
Глава 3. Влияние перекрытия профиля распределения носителей и основной поперечной моды на статические и динамические
характеристики полупроводниковых оптических усилителей
Введение
§ 3.1. Количественная двумерная модель полупроводникового
оптического усилителя. Основные уравнения
§ 3.2. Продольные и поперечные изменения концентрации носителей
и плотности фотонов
§ 3.3. Граничные условия
§ 3.4. Сдвиг фазы входного сигнала в оптическом усилителе
§ 3.5. Статические и динамические характеристики оптического
усилителя с гребневым волноводом
§ 3.6. Анализ характеристик оптических усилителей различных
конструкций
Заключение
Приложение
Таблица 1. Параметры, используемые в расчете характеристик лазеров гребневого типа, и их численные значения

Таблица 2. Параметры, используемые в расчете характеристик 4-х
контактных лазеров, и их численные значения
Таблица 3. Параметры, используемые в расчете характеристик
оптических усилителей, и их численные значения
Литература

Профили распределения напряжения смещения, концентрации носителей в волноводном слое и в КЯ, аналогичные изображенным на рис. 1.3, но рассчитанные с учетом выражений (1.12) - (1.24) показаны на рис. 1.7. Для сравнения точками показаны также профили распределений, полученные ранее (см. рис. 1.3). Легко видеть, что дрейф и диффузия сильно влияют на распределения носителей в активной и волноводной областях. При этом, изменяется значение порогового тока и, из-за этого, величина полной мощности при постоянном токе накачки. При расчете профилей распределения напряжения и концентрации величина тока была подобрана так, чтобы мощность была постоянной (~ 5 мВт) в обоих случаях (с учетом диффузии и без учета диффузии). Величина внешней квантовой эффективности при этом практически не изменяется. Подробнее мы обсудим вопрос об эффективности в § 1.7.
Изменение концентрации носителей в КЯ под воздействием ступенчатого изменения тока с 30 мА до 60 мА показано на рис. 1.8. На рис. 1.8. виден процесс формирования пространственной дыры в распределении концентрации, которая возникает при больших мощностях излучения.