Optical characteristics of cavity structures with Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As distributed Bragg reflectors and In0.37Ga0.63As quantum dots as the active region

• Autorzy: Kamiński Bartosz , Zielińska Agata , Musiał Anna , Shih Ching-Wen , Limame Imad , Rodt Sven , Reitzenstein Stephan , Sęk Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.10.62

Warianty tytułu

PL

Właściwości optyczne wnęki optycznej utworzonej przez zwierciadła Bragga Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As z obszarem aktywnym w postaci kropek kwantowych In0.37Ga0.63As/GaAs

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We characterized optically a structure with Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As distributed Bragg reflector (DBR) based planar cavity with In0.37Ga0.63As/GaAs quantum dots (QDs) in the active region. Optimization of the active region requires identification of the main quenching mechanisms of photoluminescence from QDs. To maximize efficiency of QD emission coupling into the cavity mode, a spectral matching condition between the cavity and the emitter needs to be fulfilled. This was checked by comparing the reflectance spectrum of the cavity with the QD emission spectrum. Reflectivity spectra allowed us to verify the investigated structure by comparing them with simulations.

PL

Scharakteryzowano optycznie strukturę z planarną wnęką optyczną utworzoną przez zwierciadła Bragga z Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As oraz z kropkami kwantowymi In0.37Ga0.63As/GaAs jako obszarem aktywnym. Optymalizacja obszaru aktywnego wymaga zidentyfikowania głównych mechanizmów wygaszania fotoluminescencji. W celu zapewnienia wysokiego współczynnika sprzęgania emisji do modu wnęki, konieczne jest spełnienie warunku dopasowania spektralnego wnęki i emitera, co określono poprzez porównanie widm odbicia z wnęki optycznej i fotoluminescencji z obszaru aktywnego. Pomiar odbicia pozwolił na zweryfikowanie badanej struktury poprzez porównanie z symulacją.

Słowa kluczowe

EN

distributed Bragg reflector; quantum dot; optical cavity; semiconductor laser; near infrared spectral range

PL

zwierciadło Bragga; kropka kwantowa; wnęka optyczna; laser półprzewodnikowy; bliska podczerwień

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 10
• Strony: 294--297
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kamiński Bartosz

• Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0009-0007-0640-6369

autor

Zielińska Agata

• Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7568-5257

autor

Musiał Anna

• Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/+0000-0001-9602-8929

autor

Shih Ching-Wen

• Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0009-0003-6483-7862

autor

Limame Imad

• Institute of Solid State Physics, Technical University of Berlin, Hardenbergstraße 36, D 10623 Berlin, Germany

• https://orcid.org/0009-0003-2807-8424

autor

Rodt Sven

• Institute of Solid State Physics, Technical University of Berlin, Hardenbergstraße 36, D 10623 Berlin, Germany

• https://orcid.org/0000-0001-6275-4965

autor

Reitzenstein Stephan

• Institute of Solid State Physics, Technical University of Berlin, Hardenbergstraße 36, D 10623 Berlin, Germany

• https://orcid.org/0000-0002-1381-9838

autor

Sęk Grzegorz

• Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7645-8243

Bibliografia

• [1] Reitzenstein S., et al., Low threshold electrically pumped quantum dot-micropillar lasers, Appl. Phys. Lett., 93 (2008), no.6, 061104
• [2] Andreoli L., et al., Optical pumping of quantum dot micropillar lasers, Opt. Express, 29 (2021), no.6, 9084-9097
• [3] Pammi V.A., et al., Photonic Computing With Single and Coupled Spiking Micropillar Lasers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Elec., 26 (2020), no.1, 1-7
• [4] Muriel M.A. and Carballar A., Internal field distributions in fiber Bragg gratings, IEEE Photon. Technol. Lett., 9 (1997), no.7, 955-957
• [5] Sajal P., et al., Empirical expressions for the alloy composition and temperature dependence of the band gap and intrinsic carrier density in GaxIn1−xAs, J. Appl. Phys., 69 (1991), no.2, 827-829
• [6] Gaskill D. K., et al., Band-gap determination by photoreflectance of InGaAs and InAlAs lattice matched to InP, Appl. Phys. Lett., 56 (1990), no.13, 1269-1271
• [7] Lai C.M., et al., A study of optical properties of InGaAs/GaAs quantum dots, Journal of the Korean Physical Society, 42 (2003), S114-S119
• [8] Arrhenius S., Über die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Inversion von Rohrzucker durch Säuren, Z. fur Phys. Chem., 4U (1889), no.1, 226-248
• [9] Olbrich F., et al., Temperature-dependent properties of single long-wavelength InGaAs quantum dots embedded in a strain reducing layer, J. Appl. Phys., 121 (2017), no.18, 184302
• [10] Jenkins D. W., Optical constants of AlxGa1−xAs, J. Appl. Phys., 68 (1990), no.4, 1848-1853
• [11] Marple D.T.F., Refractive Index of GaAs, J. Appl. Phys., 35 (1964), no.4, 1241-1242
• [12] Shih C. W., et al., Low-threshold lasing of optically pumped micropillar lasers with Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As distributed Bragg reflectors, Appl. Phys. Lett., 122 (2023), no.15, 151111-1 - 151111-6