Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Antymonkowe lasery typu VCSEL emitujące promieniowanie o długości fali z zakresu 2,6−2,8 μm

Piskorski Ł., Walczak J., Beling P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

43--46

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej przeprowadzonej dla laserów półprzewodnikowych o emisji powierzchniowej z pionowym rezonatorem z obszarem czynnym GaInAsSb/GaSb emitujących promieniowanie o długości fali z zakresu 2,6–2,8 μm otrzymane za pomocą samouzgodnionego trójwymiarowego modelu obejmującego zjawiska elektryczne, termiczne, rekombinacyjne i optyczne. Przeprowadzone obliczenia pokazały, że wraz ze wzrostem długości fali emitowanego promieniowania coraz trudniej jest uzyskać stabilną pracę lasera na modzie podstawowym. Wyraźnemu zawężeniu ulega nie tylko przedział temperatur pracy przyrządu, ale także możliwość wyboru poprzecznych rozmiarów złącza tunelowego. Już dla lasera zaprojektowanego do emisji promieniowania o długości fali około 2,7 μm stosowanie złącza tunelowego o średnicy powyżej 4 μm sprawia, że preferowany jest mod LP11, natomiast w skrajnym przypadku, dla długości fali około 2,8 μm, praca na modzie LP01 występuje jedynie dla złącza tunelowego o średnicy 2 μm.

EN

In this work results of the computer simulation of semiconductor-based vertical-cavity surface-emitting lasers with GaInAsSb/GaSb active region and emission in the 2.6–2.8 μm wavelength range obtained with the use of comprehensive fully self-consistent optical-electrical-thermal -recombination numerical model have been presented. The resulting calculations showed that with the increasing emission wavelength the stable fundamental mode operation becomes more difficult to achieve due to reduction of the temperature operation range. Furthermore, the range of the lateral dimensions of the tunnel junction for which the LP01 mode operation can be obtained is also decreased. In the case of laser designed for 2.7-μm operation, using the tunnel junction with diameter wider than 4 μm leads to the situation when the LP11 mode is the preferred one. For the emission wavelength around 2.8 μm, the LP01 mode operation is limitted only to devices with tunnel junction with diameter equal to 2 μm.

2

Modelowanie i optymalizacja antymonkowych laserów typu VCSEL

Piskorski Ł., Walczak J., Dems M., Beling P., Sarzała R.. P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

150-153

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki komputerowej symulacji progowej pracy antymonkowego lasera o emisji powierzchniowej z pionową wnęką rezonansową z wykorzystaniem samouzgodnionego modelu lasera opisującego zjawiska elektryczne, termiczne, rekombinacyjne i optyczne. Obliczenia wykonano dla struktury dostosowanej do emisji promieniowania o długości fali 2,6 μm. Pokazane zostały zalety wprowadzenia ograniczenia dla rozpływu prądu w postaci złącza tunelowego oraz zbadano wpływ przesunięcia warstw powstałego na skutek jego wytworzenia na ograniczanie wzbudzania się modów wyższego rzędu. Zmniejszanie przesunięcia, o wartości początkowej wynoszącej 55 nm, o 35 nm spowodowało wzrost strat dla modów LP11 i LP21 odpowiednio 7 i 25 razy przy wzroście prądu progowego jedynie o 10%. Dalsza redukcja przesunięcia przyczynia się do wyraźnego wzrostu prądu progowego: 20% dla 40 nm oraz 50% dla 45 nm.

EN

In this work results of the threshold operation of antimonide-based vertical-cavity surface-emitting laser have been presented with the aid of the comprehensive fully self-consistent optical-electrical-thermal-recombination numerical model. Calculations have been carried out for the structure emitting at 2.6 μm. The advantages of incorporating the tunnel junction for current confinement have been shown and the influence of a layer shift caused by presence of the tunnel junction on the mode selectivity has been examined. It was shown that reducing the layer shift, with initial height equal to 55 nm, by the 35 nm leads to 7 and 25 times higher mode losses for LP11 and LP21 modes, respectively, and only 10% higher threshold current for the LP01 mode. Further reduction of the layer shift leads to high increment of the threshold current value: 20% for 40 nm reduction and 50% for 45 nm one.

3

Comparative analysis of GaAs- and GaSb-based active regions emitting in the mid-infrared wavelength range

Piskorski Ł., Frasunkiewicz L., Sarzała R. P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 3

597--603

EN

In the present paper the results of the computer analysis of the GaAs-based and GaSb-based active regions that can be applied in compact semiconductor laser sources of radiation at mid-infrared wavelengths are presented. Quantum well material contents and strain dependencies on the maximal gain are investigated. It is shown that above 3 μm the maximal gain obtained for GaInNAs/AlGaInAs active region is high only for thick, highly-strained GaInNAs QWs with N concentration higher than 2%. Much higher gain in this wavelength range can be obtained for GaInAsSb/AlGaAsSb active region, which offers relatively high gain even at 4.5 μm when the Sb content in GaInAsSb and compressive strain in this layer are equal to 50% and − 2%, respectively.

4

GaInNAs quantum-well vertical-cavity surface-emitting lasers emitting at 2.33 μm

Piskorski Ł., Sarzała R. P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 3

737--744

EN

In the present paper, the comprehensive fully self-consistent optical-electrical-thermal-recombination model is used to determine the optimal structure of the possible GaInNAs quantum-well (QW) tunnel-junction (TJ) vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) with single-fundamental-mode operation at 2.33 μm wavelength suited for carbon monoxide sensing applications. From among various considered structures, the diode laser with 4-μm TJ and two 6-nm Ga0.15In0.85N0.015As0.985/Ga0.327In0.673As0.71P0.29 QWs has the lowest threshold current and seems to be optimal for the above applications. Higher threshold currents are obtained for Ga0.15In0.85N0.015As0.985/Al0.138 -Ga0.332In0.530As QW structures but the latter can be grown in reactors without P source which are used for fabrication of GaAs-based devices. Both the modelled VCSELs offer a very promising room temperature continuous wave performance and may represent an alternative choice to GaSb-based lasers.