Исследование полупроводникового дискового лазера, излучающего на длине волны 780 нм, на основе гетероструктуры с квантовыми ямами AlxGa1 – xAs/AlyGa1 – yAs при оптической накачке с различной длиной волны излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован полупроводниковый дисковый лазер (ПДЛ) на основе гетероструктуры AlxGa1 – x As/AlyGa1 – y As, излучающий на длине волны вблизи 780 нм, при накачке импульсным лазером на красителе с длинами волн излучения 601 и 656 нм. Использовалась структура с встроенным брэгговским зеркалом и 10 квантовыми ямами (КЯ), расставленными по глубине с периодом, равным половине длины волны излучения лазера в структуре. При накачке с l = 601 нм достигнута мощность 9.3 Вт на длине волны 782 нм при дифференциальном коэффициенте полезного действия (КПД) 12 %. При накачке с l = 656 нм дифференциальный КПД практически не изменился, хотя поглощение накачки по глубине было более однородным. Эти результаты сравниваются с результатами, полученными ранее при накачке лазерами с длинами волн 450 и 532 нм, а также при накачке электронным пучком. Делается заключение, что распределение неравновесных носителей по КЯ в значительной степени определяется их длиной диффузии, которая в данной структуре равна примерно 1 мкм.

Об авторах

В. И. Козловский

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

С. М. Женишбеков

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

Я. К. Скасырский

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

М. П. Фролов

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

А. Ю. Андреев

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

И. В. Яроцкая

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

А. А. Мармалюк

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Россия, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

Список литературы

  1. Jetter M., Michler P. Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers: VECSEL Technology and Applications (Wiley, 2021).
  2. Hastie J.E., Calvez S., Dawson M.D., in Semiconductor lasers (Woodhead Publishing Limited, 2013, p. 341).
  3. Baumgärtner S., Kahle H., Bek R., Schwarzbäck T., Jetter M., Michler P. J. Crystal Growth, 414, 219 (2015).
  4. Sirbu A., Volet N., Mereuta A., Lyytikainen J., Rautiainen J., Okhotnikov O., Walczak J., Wasiak M., Czyszanowski T., Caliman A., Zhu Q., Iakovlev V., Kapon E. Advances in Optical Technologies, 2011, 209093 (2011).
  5. Бутаев М.Р., Скасырский Я.К., Козловский В.И., Андреев А.Ю., Яроцкая И.В., Мармалюк А.А. Квантовая электроника, 52 (4), 362 (2022) [Quantum Electron., 52 (4), 362 (2022)].
  6. Kahle H., Penttinen J.-P., Phung H.-M., Rajala P., Tukiainen A., Ranta S., Guina M. Opt. Lett., 44 (5), 1146 (2019).
  7. Aspnes D.E., Kelso S.M., Logan R.A., Bhat R. J. Appl. Phys., 60, 754 (1986).
  8. Wittryand D.B., Kyser D.F. J. Appl. Phys., 38, 375 (1967).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Схематическое изображение зонной диаграммы исследуемой гетероструктуры для ПДЛ (брэгговская решетка показана частично).

Скачать (48KB)
Метаданные
3. Рис.2. Оптическая схема ПДЛ: 1 – лазер на красителе; 2 – оптический делитель; 3 – оптический ослабитель; 4 – фокусирующая линза; 5 – структура, закрепленная на медной подложке; 6 –внешнее зеркало; 7 – фотоэлемент коаксиальный ФЭК-29; 8 – осциллограф.

Скачать (42KB)
Метаданные
4. Рис.3. Спектры излучения ПДЛ при двух различных длинах волн накачки.

Скачать (62KB)
Метаданные
5. Рис.4. Пятно люминесценции на поверхности структуры (а) и угловое распределение излучения ПДЛ в дальней зоне (б) при накачке излучением с длиной волны 601 нм и вложенной пиковой мощности 50 Вт.

Скачать (863KB)
Метаданные
6. Рис.5. Осциллограммы импульсов излучения ПДЛ и накачки при длине волны 601 нм и значениях пиковой поглощенной мощности накачки 10 и 70 Вт.

Скачать (74KB)
Метаданные
7. Рис.6. Зависимости пиковой мощности излучения ПДЛ от пиковой поглощенной мощности накачки для длин волн накачки 601 и 656 нм.

Скачать (65KB)
Метаданные
8. Рис.7. Зависимости темпа генерации неравновесных носителей ∆n/∆t от глубины структуры z для длин волн накачки 450 (зеленая кривая), 601 (красная кривая) и 656 нм (синяя кривая), а также распределение ширины запрещенной зоны по глубине структуры (черная кривая).

Скачать (104KB)
Метаданные
9. Рис.8. Квазистационарное распределение концентрации диффундирующих неравновесных носителей по глубине структуры для длин волн накачки 601 и 656 нм в случае отсутствия диффузии и при разных эффективностях захвата носителей квантовыми ямами (параметр k в уравнении (3)).

Скачать (109KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».