Разработка, исследование свойств и оптимизация характеристик мощных InGaAsP/InP лазеров

• Автор: Лешко, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава1 Инжекционные гетеролазеры на основе четверных твёрдых
растворов ЕэСаАвР
§1.1 Основные конструкции одномодовых и многомодовых инжек-
ционных гетеролазеров в системе твёрдых растворов 1пОаАяР
п.п. 1.1.1 Разнообразие конструкций одномодовых и многомодовых гетеролазеров
п.п. 1.1.2 Зарощенная мезалолосковая конструкция одномодовых гетеролазеров
§1.2 Волноводный эффект в лазерах конструкции “мелкая меза”
§1.3 Лазеры с напряжёнными активными областями
§1.4 Лазеры с широким волноводом
Выводы к Главе
Глава2 Технология изготовления одномодовых лазеров конструкции
“мелкая меза”
Выводы к Главе2
ГлаваЗ Исследование МЗаАяРЛпР гетеролазеров с узким контактом конструкции “мелкая меза”, изготовленных на основе структур, полученных методами жидкофазной и газофазной МОС-
гидридной эпитаксий
§3.1 Особенности изготовления гетероструктур методом жидкофазной эпитаксии для лазеров конструкции “мелкая меза"
§3.2 Исследование излучательных характеристик одномодовых лазеров конструкции “мелкая меза и лазеров с широким контактом, полученных методом жидкофазной эпитаксии

§3.3 Исследование излучательных характеристик одномодовых лазеров конструкции “мелкая меза”, полученных методом
газофазной МОС-гидридной эпитаксии
Выводы к ГлавеЗ
Глава4 Исследование мощных ІпСаАзР/ІпР лазеров с широким контактом и малыми внутренними оптическими потерями
§4.1 Расчёт величины внутренних оптических потерь в
ЫЗаАзРЛпР лазерах с расширенным волноводом
§4.2 Исследование свойств МгаАвР/ІпР лазеров с расширенным
волноводом и широким мезаполосковым контактом
§4.3 Температурная зависимость дифференциальной квантовой эффективности квантоворазмерных ІпСаАзР/ІпР лазеров с
расширенным волноводом
§4.4 Температурный выброс носителей тока и стимулированный квантовый выход в квантоворазмерных ІпОаАзР/ІпР лазерах
с однородным и ступенчатым расширенным волноводом
Выводы к Г лаве
Заключение
Литература

Введение
Ширина запрещённой зоны четверных твёрдых растворов ТпОаАвР, изопериодических с фосфидом индия, при комнатной температуре может изменяться от 0.73 эВ до 1.35 эВ. Гетеролазеры на основе соединений ЫСаАвРДпР с использованием напряжённых квантоворазмерных слоев излучают в спектральном диапазоне 1.15-Л.85 мкм. Основные разработки в этом направлении связаны с применениями в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). И хотя успехи, достигнутые в этой области за два последних десятилетия, огромны, не ослабевает поток публикаций, посвящённых исследованию физических основ работы и разработке технологии изготовления приборов.
Решение более сложных задач ставит вопрос об улучшении характеристик лазерных диодов, таких как мощность излучения, дифференциальная квантовая эффективность, пороговая плотность тока, температурная стабильность и другие. К началу выполнения данной работы (1993г.) в результате применения в гетероструктурах напряжённых квантоворазмерных активных областей произошёл качественный скачок в улучшении основных характеристик лазерных диодов. В это время в ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН был разработан модифицированный метод жидкофазной эпитаксии [1]. Применение модифицированного метода показало преимущества двойных ГпОаАзР гетероструктур раздельного электронного и оптического ограничения (ДГС РО) с низкими внутренними оптическими потерями [2]. Однако разработанная технология жидкофазной эпитаксии не позволила в полной степени реализовать преимущества лазерных РО ГпваАзР ДГС с низкими внутренними оптическими потерями.
В связи с этим развитие данной концепции с использованием метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гидридной

со I
го 5 X г х о о- *

Э 40 го

I ' Г
Экспериментальные данные ОаАэ
1лСаАеР (1.53 эВ) аДэР (1.6 эВ)
Материал волновода
СаАБ
[пваАвР (1.53 эВ) 1пЭаАзР (1.6 эВ) -I I I ь_
0.2 0.4 0.6 0.8 1
Толщина волновода, Овол (мкм)

Рис. 1.4.5. Расчётная полная ширина на половине максимума картины дальнего поля в вертикальном направлении для лазера, излучающего на длине волны А,=0.98 мкм, как функция толщины волновода [64].