Monolityczna siatka HCG jako zwierciadło w azotkowym laserze VCSEL

• Autorzy: Marciniak M. , Gębski M. , Sokół A. K. , Dems M. , Wojtatowicz T. , Sarzała R. P. , Czyszanowski T.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.9.8

Warianty tytułu

EN

Monolithic HCG as a mirror for nitride VCSEL

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy omówiona została możliwość wykorzystania monolitycznych podfalowych siatek dyfrakcyjnych o wysokim kontraście współczynnika załamania światła (siatek MHCG) jako zwierciadeł w azotkowych laserach VCSEL. Odpowiednio zaprojektowane siatki MHCG mogą cechować się bardzo wysoką odbijalnością. W pracy podano parametry geometryczne siatki MHCG wykonanej z azotku galu i zaprojektowanej na 414 nm, dla której odbijalność przekracza 99,99%. Zakres długości fal, dla których odbijalność takiego zwierciadła przekracza 99% jest wyraźnie większy niż dla zwierciadeł DBR wykonanych z materiałów azotkowych stosowanych w konstrukcjach niebieskich laserów VCSEL.

EN

In this paper we present idea of using monolithic high contrast grating (MHCG) as mirrors in nitride VCSELs. This solution can make nitride VCSEL production easier. Properly designed MHCG made of gallium nitride can be highly reflective structure. We present construction of GaN MHCG mirror designed for 414 nm which for reflectance is higher than 99.99%. The range, where reflectance of MHCG is higher than 99% is much wider than for nitride DBRs.

Słowa kluczowe

PL

lasery VCSEL; lasery azotkowe; siatki HCG; modelowanie komputerowe

EN

VCSEL; nitride lasers; HCG; computer modelling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 9
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Marciniak M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Gębski M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Sokół A. K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Dems M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Wojtatowicz T.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Sarzała R. P.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

autor

Czyszanowski T.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, Wydział FTIMS

Bibliografia

• [1] K. Iga, 2000: „Surface-Emitting Laser – Its Birth and Generation of New Optoelectronics Field”, IEEE J. Select. Top. Quamt. Electron, vol. 6(6), pp. 1201–1215.
• [2] T. Lu et al., 2008: „CW ling of current injection blue GaN-based vertical-cavity surface-emitting laser”, Appl. Phys. Lett., vol. 92, pp. 141102.
• [3] G. Cosendey et al. 2012: „Blue monolithic AlInN-based vertical cavity surface emittinh laser diode on free-standing GaN substrate”, appl. Phys. Lett., vol. 101, pp. 151113.
• [4] C. Holder et al., 2013: „Demonstration of nonpolar GaN-based vertical cavity surface emitting lasers”, Proc. SPIE 8639.
• [5] J. T. Leonard et al., 2016: „Nonpolar III-nitride vertical-cavity surface-emitting laser with a photoelectrochemically etched air-gap aperture”, Appl. Phys. Lett., vol. 108, pp. 031111.
• [6] D. Kasahara et al., 2011: „Demonstration of blue and green GaN-based vertical-cavity surface-emitting laser by current injection at room temperature”, Appl. Phys. Express, vol. 4, pp. 072103.
• [7] S. Izumi et al., 2015: „Room-temperature continous-wave operation of GaN-based vertical-cavity durface-emitting lasers fabricated using epitaxial lateral overgrowth”, Appl. Phys. Expressm vol. 8, pp. 072702.
• [8] V. Karagodsky et al., 2010: „Theoretical analysis of subwavelength high contrast grating reflectors”, Opt. Express, vol. 18, pp. 16973–16988.
• [9] C. J. Chang-Hasnain, W. Yang, 2012: „High-contrast gratings for integrated optoelectronics”, Adv. Opt. Photonics, vol. 4(3), pp. 379–440.
• [10] M. C. Y. Huang et al. 2007: „A surface-emitting laser incorporating a high index- contrast subwavelength grating”, Nat. Photonics, vol. 1(2), 119–122 .
• [11] E. Hashemi et al., 2015: „TiO2 membrane high-contrast grating reflectors for vertical-cavity light-emitters in the visible wavelength regime”, J. Vac. Sci. Technol., vol. B 33, pp. 050603.
• [12] I-S. Chung et al. 2008: „Subwavelength Grating-Mirror VCSEL With a Thin Oxide Gap”, IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 20(2), pp. 105–107.
• [13] C. Sciancelepore et al. 2012: „Quasi-3D Light Confinement in Double Photonic Crystal Reflectors VCSELs for CMOS-Compatible Integration”, IEEE J. Lightwave Technology, vol. 29(6), pp. 2015–2024.
• [14] S. Geoman et al. 1998: „First demonstration of highly reflective and highly polarization selective diffraction grating (GIRO-gratings) for long- wavelenght VCSELs”, IEEE Photon.Technol. Lett., vol. 10(9), pp. 1205–1207.
• [15] J. Lee et al. 2009: „Polarization-dependent GaN surface grating reflector for short wavelength applications”, Opt. Express, vol. 17(25), pp. 22535–22542.
• [16] M. Gębski et al. 2015: „Monolithic high-index contrast grating: a material independent high-reflectance VCSEL mirror”, Opt. Express, vol. 23(9), pp. 11674–11686.
• [17] C. Sciancelepore et al. 2012: „Quasi-3D Light Confinement in Double Photonic Crystal Reflectors VCSELs for CMOS-Compatible Integration”, IEEE J. Light wave Technology, vol. 29(6), pp. 2015–2024.
• [18] M. C. Y. Hueang et al., 2007: „Surface emitting laser incorporating a high-index-contrast subwavelength grating”, Nan. Photon, vol. 1(99), pp. 119–122.
• [19] C. Chase et al., 2010: „1550 nm high contrast grating surface-emitting lasers”, Opt. Express, vol. 18(15), pp. 15461–15466.
• [20] T. S. Wu et al., 2009: „Sub-wavelength GaN-based membrane high contrast grating reflectors”, Opt. Express, vol. 20(18), pp. 20551–20557.
• [21] M. Dems et al., 2005: „Plane Wave Admittance Method – a novel approach for determining the electromagnetic modes in photonic structures”, Opt. Express, 13(9), pp. 3196–3207.
• [22] M. Kuc, 2014: „Modelowanie zjawisk fizycznych w azotkowych laserach złączowych oraz ich matrycach”, rozprawa doktorska, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej.

Uwagi

PL

Praca została częściowo sfinansowana przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektów badawczych UMO-2014/15/B/ ST7/05258 oraz UMO-2014/13/B/ST7/00633.