Charakterystyki mocy lasera VECSEL w funkcji relaksacji sieci krystalicznej

• Autorzy: Jasik A. , Sankowska I. , Broda A. , Kubacka-Traczyk J. , Trajnerowicz A. , Wójcik-Jedlińska A. , Muszalski J. , Wasiak M. , Sokół A.

Warianty tytułu

EN

VECSEL - laser power vs strain relaxation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki badań wpływu naprężenia sieci struktury lasera z pionową wnęką rezonansową VECSEL (vertical external cavity surface emitting laser) na jego własności. Badane były struktury z różną liczbą studni kwantowych w obszarze aktywnym. Pozostałe parametry były stałe. Naprężenie w strukturze określane było na podstawie pomiarów map węzłów sieci odwrotnej wykonanych wokół dwóch refleksów: 004 i -2-24. Stwierdzono, że stopień relaksacji sieci w zależności od liczby studni kwantowych można opisać za pomocą funkcji liniowej. Z porównania wyników numerycznych i eksperymentalnych wynika, że dyslokacje niedopasowania są źródłem rekombinacji niepromienistej, silnie wpływającym na redukcję mocy wyjściowej z lasera. Biorąc za kryterium oceny jakości lasera moc zewnętrzną, określiliśmy optymalną liczbę studni kwantowych w obszarze aktywnym równą 12, co jest związane z relaksacją sieci równą 27%. Stosując diament jako medium rozpraszające ciepło, uzyskaliśmy maksymalną moc równą 4,5 W.

EN

We have investigated the influence of strain built into the periodic gain structure of Vertical External Cavity Surface-Emitting Lasers on the laser properties. Laser structures with different numbers of quantum wells (QWs) in the active region were grown using molecular beam epitaxy. The strain was analyzed by reciprocal space maps taken around two reflections of 004 and -2-24. It was found that the dependence of strain relaxation caused by misfit dislocation on the number of quantum wells can be described by a linear function. Fitting the numerical simulations to the experimentally-obtained output power characteristics revealed that misfit dislocations are the non-radiative recombination defects and are responsible for suppressing output power. Taking as a criterion the output power, we determined the optimal number of QWs as 12 and the maximal tolerable relaxation value as 0.27 for InGaAs/GaAs VECSEL structures with uniformly distributed quantum wells in a microcavity. Using diamond heat spreader bonded to the laser surface we obtained output power of 4.5 W.

Słowa kluczowe

PL

VECSEL; epitaksja MBE; relaksacja sieci; MDS

EN

VECSEL; MBE epitaxy; strain relaxation; MDS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 9
• Strony: 81--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7, rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jasik A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Sankowska I.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Broda A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Kubacka-Traczyk J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Trajnerowicz A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Wójcik-Jedlińska A.

autor

Muszalski J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-660 Warszawa

autor

Wasiak M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Sokół A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Calvez S., Hastie J.E., Guina M., Okhotnikov O.G., and Dawson M., Semiconductor disk lasers for the generation of visible and ultraviolet radiation, Laser Photon. Rev., vol. 3, 407-434, 2009
• [2] Chilla J.L.A., Zhou H., Weiss E., Caprara A.L., Shou Q., Govorkov S.V., Reed M.K., Spinelli L., Blue and green optically pumped semiconductor lasers for display, Proc. SPIE, vol. 5740, 41-47, 2005
• [3] Wilcox K.G., Quarterman A.H., Beere H., Ritchie D.A. and Tropper A.C., High peak power femtosecond pulse passively mode-locked vertical-external-cavity surface-emitting laser, IEEE Photon. Techn. Letters, vol. 22(14), 1021-1023, 2010
• [4] Chernikov A., Herrmann J., Koch M., Kunert B., Stolz W., Chatterjee S., Koch S.W., Wang T.-L., Kaneda Y., Yarborough J.M., Hader J., and Moloney J.V., Heat Management in High- Power Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Lasers, IEEE J. Selected Topics in Quantum Electron., vol. 17, 1772-1778, 2011
• [5] Matthews J.W., Blakeslee A.E., Defects in epitaxial multilayers: I. Misfit dislocations, J. Cryst. Growth, vol. 27, 118-125, 1974
• [6] Sokół A.K., and Sarzała R.P., Numerical analysis of optically pumped VECSELs, Proc. SPIE, vol. 8702 p. 870209, 2013
• [7] Sokół A.K., and Sarzała R.P., Influence of Pumping Beam Width on VECSEL Output Power, Intl. J. Elec. & Tele., vol. 60, 239-245, 2014