Лазеры с вертикальным резонатором на основе квантовых ям, страница 9

        На рис.23 представлены ватт-амперные зависимости для ЛВР с оксидной апертурой A=5мкм, измеренные при различных температурах. По мере уменьшения температуры происходит значительное снижение порогового тока и рост дифференциальной квантовой эффективности. Зависимость порогового тока от температуры ( рис. 24) имеет минимум вблизи Т=80К, что свидетельствует о наилучшем совпадении  положения максимума полосы квантового усиления и положения резонанса лазера в данном температурном диапазоне. Ватт-амперная зависимость ЛВР с апертурой А=5мкм, работающего в режиме непрерывной накачки при Т=80К, представлена на рис.25. Лазер демонстрирует рекордно низкий пороговый ток I_th=15мкА, при этом дифференциальная  внешняя  квантовая  эффективность лазера составляет  h_е = 26%.

       Таким образом, в данной работе представлены характеристики ЛВР на основе GaAs квантовых ям и результаты исследования генерационных характеристик ЛВР на основе InGaAs квантовых ям. Совокупность представленных экспериментальных результатов (рекордно высокая выходная мощность, высокая внешняя квантовая эффективность, хорошая однородность генерационных параметров матриц ЛВР-1, а также сверхмалые пороговые и рабочие токи в ЛВР-2)  демонстрирует большие возможности использования такого рода устройств в современных быстродействующих системах отображения, передачи и обработки информации.

ПОДПИСИ К РИСУНКАМ

Рис.1. Общая схема лазера с вертикальным резонатором.

Рис.2. Спектр отражения брэгговского зеркала лазера с вертикальным   резонатором.

Рис.3.  Спектр отражения полной лазерной структуры.

Рис.4. Профиль показателя преломления n(z) и  распределение квадрата амплитуды электрического поля световой волны  E²(z) для коммерческого ЛВР с длиной волны генерации 850нм.

Рис.5. Профиль показателя преломления n(z) и  распределение квадрата амплитуды электрического поля световой волны  E²(z) для центральной области ЛВР с длиной волны генерации 850нм.

Рис.6. Ватт-амперная зависимость для ЛВР на основе GaAs квантовыъ ям с оксидной апертурой 16мкм.

Рис.7. Схема ЛВР-1.

Рис.8. Ватт-амперные характеристики ЛВР-1 с  апертурой А=4мкм.

Рис.9. Зависимость внешней дифференциальной   квантовой эффективности  ЛВР-1 от апертуры А.

Рис.10. Ватт-амперные характеристики ЛВР-1 с  апертурой А=500мкм.

Рис.11. Диаграмма направленности излучения ЛВР-1 с апертурой А=4мкм. На вставке приведена картина дальнего поля.

Рис.12. Диаграмма направленности излучения ЛВР-1 с апертурой А=500мкм при выходной мощности лазера 5Вт.

Рис.13. Ватт-амперные зависимости для ЛВР-1 с апертурой 3, 5, 7 и 9мкм  для поляризаций  излучения вдоль кристаллографических направлений [110] и [1¯10].

Рис.14. Микрофотография фрагмента матрицы ЛВР, содержащей 8´8=64 излучателя.

Рис.15. Семейство ватт-амперных зависимостей для матрицы ЛВР.

Рис.16. Конфигурация зонных диаграмм для ЛВР-2 при подаче на структуру положительного смещения.

Рис.17.  Профиль показателя преломления n(z) и   распределение квадрата амплитуды электрического поля световой волны  E²(z) в лазерном резонаторе ЛВР-2. На вставке в увеличенном масштабе изображен профиль показателя преломления n(z) центральной части лазерного резонатора.

Рис.18. Микрофотография ЛВР-2 (а) и схема ЛВР-2 (б).

Рис.19. Спектры отражения верхнего и нижнего зеркал структуры ЛВР-2.

Рис.20. Спектр отражения полной лазерной структуры ЛВР-2.

Рис.21. Спектры генерации и электролюминесценции ЛВР-2.

Рис.22. Ватт-амперные  характеристики ЛВР-2 с апертурой А=8мкм при Т=300К и Т=80К .

Рис.23. Семейство ватт-амперных характеристик ЛВР-2 с апертурой А=5мкм, измеренных при различных температурах.

Рис.24. Зависимость порогового тока генерации от температуры для ЛВР-2 с апертурой А=5мкм.

Рис.25. Ватт-амперная зависимость ЛВР-2 с апертурой А=5мкм измеренная при Т=80К.