Dimensional resonance of intrinsic stimulated picosecond emission while it induces a photonic crystal and electron population oscillations in heterostructure Al x Ga 1–x As–GaAs–Al x Ga 1–x As

N. N. Ageeva; Агеева Н. Н.; I. L. Bronevoi; Броневой И. Л.; A. N. Krivonosov; Кривоносов А. Н.

doi:10.31857/S0033849424020106

Размерный резонанс собственного стимулированного пикосекундного излучения при наведении им фотонного кристалла и осцилляций населенности электронов в гетероструктуре Al_xGa_1–xAs–GaAs–Al_xGa_1–xAs

Авторы: Агеева Н.Н.¹, Броневой И.Л.¹, Кривоносов А.Н.¹
Учреждения:
1. Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Выпуск: Том 69, № 2 (2024)
Страницы: 187-198
Раздел: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ
URL: https://bakhtiniada.ru/0033-8494/article/view/265597
DOI: https://doi.org/10.31857/S0033849424020106
EDN: https://elibrary.ru/KMGYNI
ID: 265597

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Мощная пикосекундная оптическая накачка слоя GaAs гетероструктуры вызывает генерацию в нем стимулированного пикосекундного излучения. Благодаря своей высокой интенсивности излучение наводит брэгговскую решетку населенности электронов в активной области слоя, делая последнюю активным фотонным кристаллом. В поле излучения инверсная населенность электронов осциллирует со временем, что должно приводить к пространственно-временной модуляции излучения и этой населенности. Обнаружено, что, если расстояние Y между торцом гетероструктуры и центром активной среды и геометрические параметры указанной модуляции и движения излучения в фотонном кристалле удовлетворяют определенным условиям, то происходит размерный резонанс – возникает локально максимум модуляции зависимости энергии излучения, выходящего из торца, от Y и от энергии накачки.

Ключевые слова

размерный резонанс, гетероструктура, стимулированное пикосекундное излучение, фотонный кристалл, осцилляции населенности электронов в полупроводнике, пространственно-временная модуляция излучения

Полный текст

Об авторах

Н. Н. Агеева

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: bil@cplire.ru
Россия, Москва

И. Л. Броневой

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bil@cplire.ru
Россия, Москва

А. Н. Кривоносов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: bil@cplire.ru
Россия, Москва

Список литературы

Агеева Н.Н., Броневой И.Л., Кривоносов А.Н. и др.// ФТП. 2005. Т. 39. № 6. С. 681.
Агеева Н.Н., Броневой И.Л, Кривоносов А.Н. // ЖЭТФ. 2022. Т. 162. № 6. С. 1018.
Шадрина Г.В., Булгаков Е.Н. // ЖЭТФ. 2022. Т. 162. Вып. 5. С. 646.
Peschel T., Peschel U., Lederer F. // Phys. Rev. A. 1994. V.50. P. 5153.
Агеева Н.Н., Броневой И.Л., Кривоносов А.Н. // РЭ. 2023. Т. 68. № 3. С. 211.
Васильев П.П. // Квант. электроника. 1994. Т. 21. № 6. С. 585.
Агеева Н.Н., Броневой И.Л., Забегаев Д.Н., Кривоносов А.Н. // ФТП. 2020. Т. 54. № 10. С. 1018.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Зависимость энергии излучения WΣ, интегральной по спектру, от изменения δY расстояния между центром активной области и торцом гетероструктуры при энергии импульса накачки Wex: 3.96 (1), 3.75 (2), 3.6 (3), 3.46 (4) и 3.9 отн. ед. (5). Для наглядности спектры сдвинуты по оси ординат относительного своего истинного положения на величину, указанную справа от кривых. Пунктиром показан пример нивелирования зависимости WΣ(δY). Зависимости 1–4 (левая ось ординат) измерены в максимуме диаграммы направленности излучения, а 5 (правая ось) – на ее периферии (стрелки пояснены в тексте).

Скачать (123KB)

Метаданные

3. Рис. 2. Зависимость от δY модуляционной составляющей ΔWs энергии спектральной компоненты излучения: с ħω = 1.387 эВ при Wex = 3.96 (1), 3.75 (3), 3.6 отн. ед. (4); с ħω = 1.384 эВ при Wex = 3.9 отн. ед. (2), 3.46 отн. ед. (5); с ħω = 1.39 эВ при Wex = 3.32 отн. ед. (6). Стрелки пояснены в тексте.

Скачать (175KB)

Метаданные

4. Рис. 3. Ширина спектрального диапазона Δħωs, в котором заключены существенно модулированные зависимости Ws(δY), в функции Wex для измерений в максимуме (1) и на периферии (2) диаграммы направленности излучения.

Скачать (60KB)

Метаданные

5. Рис. 4. Зависимость энергии излучения WΣ от энергии накачки Wex при δY = 160 мкм; пунктиром показана линейная составляющая этой зависимости.

Скачать (59KB)

Метаданные

6. Рис. 5. Зависимость от Wex модуляционной составляющей ΔWs энергии спектральной компоненты излучения с ħω: 1.387 (1), 1.39 (2), 1.394 (3), 1.398 (4) и 1.403 эВ (5).

Скачать (117KB)

Метаданные

7. Рис. 6. Схематическое представление: а – движения в слое GaAs навстречу друг другу парциальных волн спектральной компоненты излучения; б – распределения населенности Р электронов в пространстве в моменты времени, разделенные интервалом То/4 (1), (2); в – изменения интенсивности IR отраженного излучения в пространстве, в моменты времени, разделенные интервалом То/2 (3), (4).

Скачать (125KB)

Метаданные

8. Рис. 7. Изменение с Wex максимальной относительной величины Md-Σ модуляции зависимости WΣ(δY) для измерений в максимуме (1) и на периферии (4) диаграммы направленности; то же, но для глубины Md-s зависимости Ws(δY) спектральной компоненты излучения с ħω = 1.387 (2) и 1.384 эВ (3). На вставке: фрагмент зависимости Ws(δY) – сплошная кривая; её гладкая составляющая – штрихпунктир; определение энергии Ws-aν для формулы (6) – пунктир.

Скачать (105KB)

Метаданные

9. Рис. 8. Спектры относительной высоты ΔWs/Ws-f локальных выступов на зависимости Ws(δY) при Wex = 3.46 отн. ед. и δY = 60 (1) и 100 мкм (2); Wex = 3.9 отн.ед и δY = 120 (3) и 150 мкм (4); Wex = 3.96 отн. ед. и δY = 90 мкм (5); на вставке – определение относительной высоты локальных выступов (см. текст статьи).