This paper presents a model of the capacitance and electrical properties of semiconductor lasers biased with modulated voltage. The model is based on the finite-element method (FEM), which is widely used in computer modelling and is a natural generalisation of a wellknown constant-voltage FEM electrical model. In principle, the model can be applied to any kind of device where inductance can be neglected. Here, it is applied to simulate the complex impedance and other high-frequency electrical properties of a vertical-cavity surface-emitting laser. These properties are very important for the application of such lasers in optical data transfer systems. The results show that both the diameter of the top mesa and the surface area of the top electrical contact have a strong impact on the performance of the laser. This impact is analysed as a function of the modulation frequency.
The work focuses on vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) made of nitride materials that emit a wavelength of 445 nm. Two structures were examined: a laser with a tunnel junction and implantation (TJ VCSEL) and an ITO contact (ITO VCSEL). The analysis delves into capacitance phenomena influencing the modulation speed of these lasers. The results highlight differences in active currents between two structures, i.e., currents which contribute to the modulation of the laser emission. According to the authors’ simulations, the TJ VCSEL is more effective in modulating the number of carriers in the active region than the ITO VCSEL, assuming the same modulation amplitude of driving current.
Experimental methods are presented for determining the thermal resistance of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) and the lateral electrical conductivity of their p-type semiconductor layers. A VCSEL structure was manufactured from III-As compounds on a gallium arsenide substrate. Conductivity was determined using transmission line measurement (TLM). Electrical and thermal parameters were determined for various ambient temperatures. The results could be used for computer analysis of VCSELs.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono symulacje komputerowe azotkowych laserów o emisji powierzchniowej z pionową wnęką rezonansową, emitujących fale 405 nm. Analiza dotyczy zjawisk pojemnościowych zachodzących w tych laserach, istotnych z punktu widzenia ich potencjalnych zastosowań. Zauważono istotną różnicę w prądach czynnych między strukturami ze złączem tunelowym (TJ) i implantacją oraz strukturą z kontaktem ITO. Struktura TJ z grubą implantacją wydaje się najbardziej korzystna z punktu widzenia właściwości pojemnościowych.
EN
This paper presents computer simulations of nitride vertical-cavity surface-emitting lasers, emitting at 405 nm. The analysis is focused on capacitance phenomena occurring in these lasers, which are important for potential applications in optical links. A significant difference in the active currents is observed between the two analyzed structures with tunnel junction (TJ) and implantation, and the structure with an ITO electrode. The structure with TJ and thick implantation seems to be the most favorable from the point of view of capacitance properties.
This paper presents the results of a thermal computational analysis of a two-dimensional laser array emitting from a surface. The array consisted of eight equispaced ridge-waveguide edge-emitting nitride diode lasers. Surface emission of light was obtained using mirrors inclined at 45°. The authors investigate how the geometrical dimensions of the array emitters and their pitch in the array affect the increase and distribution of temperature in the device. They also examine the influence on the temperature increase and distribution of the thickness of the insulating SiO₂, the thickness of the gold layer forming the top contact of the laser, and the thickness of the GaN substrate, as well as the influence of the ridge-waveguide width.
The paper presents the first vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) designed, grown, processed and evaluated entirely in Poland. The lasers emit at »850 nm, which is the most commonly used wavelength for short-reach (<2 km) optical data communication across multiple-mode optical fiber. Our devices present state-of-the-art electrical and optical parameters, e.g. high room-temperature maximum optical powers of over 5 mW, laser emission at heat-sink temperatures up to at least 95°C, low threshold current densities (<10 kA/cm2) and wall-plug efficiencies exceeding 30% VCSELs can also be easily adjusted to reach emission wavelengths of around 780 to 1090 nm.
This paper presents results of numerical simulations of a nitride semiconductor vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) with a tunnel junction. The modeled laser is based on a structure created at the University of California in Santa Barbara. The analysis concerns the impact of the position of laser’s active area on the emitted power. Both small detunings from the standing waveanti-node, and positioning of the active area at different anti-nodes are considered.
The paper presents development of an experimental stand with centrally located specimen for the investigation of heating and drying processes in porous building materials. Additionally, the paper contains preliminary results of measurements which test and verify the assumed operation conditions of the stand. In order to control parameters of air which was used to heat and dry the specimen, the stand was operating in a closed loop and was equipped with several elements, i.e., the cooler (humidity condenser), fan with variable rotation speed, humidifier and heater. Moreover, the stand consisted of two square and parallel ducts with air streams which had identical parameters. This allowed for two measurements at the same time.
PL
W artykule przedstawiono prace nad stanowiskiem doświadczalnym z centralnie umieszczoną próbką do badań procesu grzania i suszenia porowatych materiałów budowlanych. Dodatkowo w artykule zawarto wstępne wyniki pomiarów, które weryfikują zakładane warunki pracy stanowiska. W celu kontroli parametrów powietrza wykorzystywanego do podgrzewania i suszenia próbki, stanowisko pracowało w pętli zamkniętej i było wyposażone w kilka elementów, tj. chłodnicę (jednocześnie osuszacz powietrza), wentylator o zmiennej prędkości obrotowej, nawilżacz i nagrzewnicę. Aby uzyskać dwa strumienie powietrza o identycznych parametrach, pozwalające na wykonanie dwóch pomiarów w tym samym czasie i weryfikację powtarzalności proponowanej metody badawczej, układ składał się z dwóch kwadratowych i równoległych kanałów pomiarowych. Próbka została umieszczona w środku każdego kanału, co pozwoliło na wielowymiarowy transport ciepła i wilgoci wewnątrz próbki. W trakcie pomiarów zmierzono wilgotność w różnych położeniach i całkowitą wilgotność próbki, stosując odpowiednio system mierników rezystancji i siłomierza. Zmienność temperatury próbki mierzono kilkoma termoparami typu K i termografią w podczerwieni. Pomiary eksperymentalne przeprowadzono dla następujących zakresów prędkości powietrza, temperatury i wilgotności względnej: 0,1-10 m/s, 15o-60o i 10-90%. Podczas pomiarów rejestrowano i analizowano czasowe zmiany temperatury i wilgotności w kilku punktach próbki oraz zmiany całkowitej ilości wilgoci w próbce.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.