Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Перестраиваемые лазеры на основе гетероструктур InAsSb/InAsSbP, работающие в спектральном диапазоне 3-4 мкм

Диссертация: Перестраиваемые лазеры на основе гетероструктур InAsSb/InAsSbP, работающие в спектральном диапазоне 3-4 мкм
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Перестраиваемые полупроводниковые лазеры, работающие в спектральном диапазоне 3−4 мкм, становятся в последнее время ключевым элементом молекулярной спектроскопии высокого разрешения. Дело в том, что в данная область спектра уникальна. С одной стороны, здесь находится большее количество характеристических линий поглощения природных и промышленных газов таких, как метан СИ", сероводород НгБ, аммиак… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Перестраиваемые по частоте диодные лазеры в средней ИК области спектра. Обзор литературы
    • 1. 1. Предварительные замечания. Полупроводниковые диодные лазеры средней ИК области спектра
      • 1. 1. 1. Лазеры на основе соединений А1УВУ
      • 1. 1. 2. Лазеры на основе соединений АШВ
    • 1. 2. Тепловая перестройка частоты диодных лазеров
    • 1. 3. Применение лазеров в диодно-лазерной спектроскопии
    • 1. 4. Выводы
    • 1. 5. Постановка задачи
  • Глава 2. Методика изготовления диодных лазеров на основе гетероструктур
    • 1. пА$ 8Ь/1пА$$ЬР
  • Предварительные замечания
    • 2. 1. Технология выращивания лазерных гетероструктур ЬгАзБЬ/ЬгАБЗЬР
      • 2. 1. 1. Использование твердых растворов соединений А3В5 для 51 изготовления полупроводниковых приборов
      • 2. 1. 2. Методы получения твердых растворов А3В
      • 2. 1. 3. Технология постростовой обработки лазерных гетероструктур 53 ЬгАзЗЬЛпАзБЬР
      • 2. 2. Конструкция гетеролазеров
      • 2. 3. Описание исследованных образцов
      • 2. 3. 1. Лазеры на основе двойных гетероструктур
      • 2. 3. 2. Лазеры с раздельным электрическим и оптическим ограничением
      • 2. 4. Методика измерений спектрального и пространственного распределения 62 излучения лазеров
      • 2. 4. 1. Схема питания и модуляции
      • 2. 4. 2. Схема механической развертки по длинам волн
      • 2. 4. 3. Схема механической развертки по углам
      • 2. 4. 4. Схема регистрации диаграмм направленности и спектров излучения
      • 2. 4. 5. Методика измерения перестройки лазера
  • Выводы
    • Глава 3. Токовая перестройка длины волны излучения диодных лазеров на 68 основе гетероструктур 1пА58Ь/1п
  • §-8ЬР
  • Предварительные замечания
    • 3. 1. Электрические и электролюминесцентные свойства лазерных диодов на 68 основе гетероструктур ГпАбЗЬРЛпАзЗЬЛпАзЗЬР
    • 3. 1. 1. Вольт-амперные характеристики лазеров на основе ДГС 68 ¡-пАбЗЬЛпАзЗЬР и лазеров с раздельным ограничением
    • 3. 1. 2. Вольт-фарадные характеристики гетеропереходов 70 ЬгАзЗЬРЛпАвЗЬЛпАзЗЬР
    • 3. 1. 3. Электролюминесцентные характеристики лазеров на основе 71 ЬгАвЗЬРЛпАзБЬЛпАзЗЬР
  • 3. 2. Зависимость порогового тока диодных лазеров от геометрии меза-полоска 74 и от температуры
    • 3. 2. 1. Зависимость порогового тока лазеров на основе ДГС 74 ШАзЗЬЛпАвЗЬР от геометрических параметров мезаполоска
    • 3. 2. 2. Максимальная рабочая температура лазеров
    • 3. 2. 3. Поляризация когерентного излучения лазеров на основе 79 гетероструктур Ь^вЗЬЛпАвБЬР
    • 3. 2. 4. Дифференциальная квантовая эффективность лазеров
  • 3. 3. Перестройка диодных лазеров на основе двойных гетероструктур 83 Ь^ЗЬЛпАвЗЬР
    • 3. 3. 1. Температурная перестройка спектра излучения лазеров
  • 3. 4. Токовая перестройка спектра излучения лазеров. 89 Предварительные замечания
    • 3. 4. 1. Пространственное распределение лазерного излучения в 90 зависимости от тока (пространственные колебания,)
    • 3. 4. 2. Быстрая перестройка длины волны излучения лазеров с током
  • Выводы
  • Глава 4. Применение диодных лазеров на основе гетероструктур
    • 1. пА$ 8Ь/1пА$$ЬР для записи линий поглощения газов. Предварительные замечания
      • 4. 1. Основные требования, предъявляемые диодно-лазерной спектроскопией 116 высокого разрешения к перестраиваемым диодным лазерам
      • 4. 2. Ширина лазерной линии в перестраиваемых диодных лазерах
      • 4. 3. Методика исследований
      • 4. 4. Диодная лазерная спектроскопия на основе одномодового перестраиваемого на 100А лазера
        • 4. 4. 1. Характеристики одномодового перестраиваемого на 100A лазера на 123 основе InAsSb/InAsSbP
        • 4. 4. 2. Спектры пропускания газов вблизи длины волны 3,2^т, измеренные 128 при сканировании лазерным лучом
      • 4. 5. Диодная лазерная спектроскопия в двух модах на основе лазера
    • I. nAsSb/InAsSbP вблизи длины волны 3,6мкм
      • 4. 5. 1. Характеристики перестраиваемого в двух модах лазера на основе 131 InAsSb/InAsSbP
      • 4. 5. 2. Спектры пропускания газов вблизи длины волны 3,6цт, измеренные 134 при сканировании лазерным лучом
  • Выводы

    • Перестраиваемые лазеры на основе гетероструктур InAsSb/InAsSbP, работающие в спектральном диапазоне 3-4 мкм (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

    Данная работа посвящена как исследованию частотной перестройки лазеров на основе двойных гетероструктур ЬгАвЗЬЯпАзБЬР для спектрального диапазона 3−4мкм и выяснению ее природы, так и разработке нового физического подхода к быстрой перестройке частоты генерации лазера.

    Актуальность темы

    .

    Перестраиваемые полупроводниковые лазеры, работающие в спектральном диапазоне 3−4 мкм, становятся в последнее время ключевым элементом молекулярной спектроскопии высокого разрешения. Дело в том, что в данная область спектра уникальна. С одной стороны, здесь находится большее количество характеристических линий поглощения природных и промышленных газов таких, как метан СИ", сероводород НгБ, аммиак ЫНз, пропан СгНб и других [1], чем в ближней инфракрасной области, для которой имеются высококачественные лазерные диоды. С другой стороны, в этом диапазоне отсутствуют сильные линии поглощения воды, что важно для дальнометрии. Поэтому источники излучения на спектральную область 3−4 мкм могут использоваться для решения многих научных и практических задач молекулярной спектроскопии, таких как создание газовых анализаторов высокой чувствительности и быстродействия, химического анализа, активного мониторинга окружающей среды, медицинской диагностики, контроля за технологическими процессами. В некоторых случаях для газоанализа достаточно использовать и светодиоды. Хотя их мощность и невелика (несколько мкВт), они способны работать при комнатной температуре в непрерывном режиме (С\0, гораздо дешевле по стоимости и проще в эксплуатации. Однако для молекулярной спектроскопии высокого разрешения (на уровне ррЬ) требуется узкая ширина линии 1−10МГц, которую могут обеспечить только когерентные источники излучения. Использование в качестве источника излучения перестраиваемого лазерного диода дает возможность не только определить присутствие газа в смеси и сделать вывод о его концентрации, но и прописать профиль линии поглощения его молекул.

    Кроме того, излучение в этой области спектра имеет низкие оптические потери во флюоритных стеклах. Такой эффект связан с тем, что с ростом длины волны уменьшаются потери на релеевское рассеяние (~1А, 4). Применение этих лазеров в средствах волоконно-оптической связи нового поколения на основе флюоритных стекол позволяет уменьшить величину оптических потерь до 2.5*10″ 4 дБ/км, благодаря чему становится возможным увеличить протяженность световодных линий без ретрансляторов на большие расстояния вплоть до 1000 км.

    Поэтому полупроводниковые диодные лазеры в этой спектральной области очень перспективны, несмотря на то, что работают при температурах, близких к криогенным.

    Целью настоящей работы являлось исследование перестройки длины волны излучения лазеров на основе ДГС ЬгАзБМпАвЗЬР, излучающих в спектральном диапазоне 3−4мкм, и разработке нового метода перестройки частоты генерации лазера.

    Научная новизна.

    1. Исследована тепловая перестройка длины волны излучения в сторону больших длин волн диодного лазера на основе гетероструктур ГпАзЗЬРЛпАзБЬЛпАзЗЬР при изменении температуры.

    2. Впервые экспериментально обнаружена и исследована быстрая перестройка длины волны излучения в сторону более коротких длин волн диодного лазера на основе гетероструктур ¡-пАзЗЬРЛпАзЗЬЛпАзБЬР при изменении величины питающего тока.

    3. Обнаружено сужение потока лазерного излучения (самофокусировка) в интервале токов, где наблюдался максимальный сдвиг длины волны излучения в сторону более коротких длин волн.

    4. Впервые установлено, что такой характер перестройки вызван влиянием нелинейных оптических эффектов, которые возникают в активной области по причине неоднородности инжекции по ширине полоска. Рассмотрена теоретическая модель явления.

    5. На основе расчетов произведена оценка скорости токовой перестройки длины волны излучения.

    6. Измерены спектры пропускания ряда природных газов таких как ОСБ, СО, НгО СНзС1, ЫгО при сканировании кюветы перестраиваемым диодным лазером.

    Научные положения.

    Результаты проведенных исследований позволили сформулировать следующие научные положения, выносимые на защиту:

    1. В лазерах на основе гетероструктур ЬгАзЗЬРЛпАзБЬЛпАзЗЬР, работающих в спектральном диапазоне 3−4 мкм при нагревании их импульсом тока или при изменении температуры происходит смещение длины волны излучения отдельной моды в сторону больших длин волн со скоростью 1−2 А/К. Эта перестройка носит название тепловой и вызвана, главным образом, зависимостью коэффициента преломления полупроводника от температуры. Быстродействие тепловой перестройки определяется временем тепловой релаксации кристалла и составляет десятки — сотни микросекунд.

    2. В полосковых лазерах на основе гетероструктур ГпАвЗЬРЛпАзЗМпАзБЬР с шириной полоска 10−5-40мкм и длиной резонатора 200-н500мкм при изменении величины питающего тока от одного до четырех пороговых значений наблюдается токовая перестройка длины волны излучения в коротковолновую сторону, обусловленная нелинейными оптическими эффектами. Выгорание носителей в середине полоска вследствие вынужденного лазерного излучения приводит к уменьшению их концентрации чуть ниже порогового значения и аккумуляции носителей на краях полоска выше пороговой концентрации. В результате этого показатель преломления изменяется по ширине полоска и формируется плавный поперечный волновод. Такой процесс приводит к увеличению скорости распространения лазерного излучения в резонаторе, и длина волны генерации плавно смещается в сторону более коротких длин волн при увеличении тока.

    3. В полосковых лазерах на основе гетероструктур ЬхАвЗЬРЯпАзЗЬЯпАзБЬР перестройка длины волны излучения в коротковолновую сторону сопровождается расширением диаграммы направленности в плоскости, параллельной р-п переходу вследствие самофокусировки лазерного потока за счет уменьшения коэффициента преломления от середины к боковым краям полоска и формирования плавного концентрационного волновода по ширине полоска. Впервые была показана связь самофокусировки с изменением длины волны излучения.

    4. Впервые обнаружено, что в образующемся плавном концентрационном волноводе происходят поперечные колебания лазерного потока, в результате которых диаграмма направленности излучения раздваивается, и поперечные моды резонатора подавляются.

    Практическое значение работы заключается в следующем:

    — созданы и исследованы перестраиваемые лазеры на основе двойных гетероструктур ГпАвЗЬЛпАвБЬР для спектрального диапазона 3−4мкм. Их плавная перестройка при изменении питающего тока и узкая ширина линии излучения делает возможным не только сканирование с из помощью газовых сред и идентификацию содержащихся в ней газов, но и определение профиля линии поглощения, что чрезвычайно важно для молекулярно-лазерной спектроскопии- - измерены линии поглощения газов сероокись углерода OCS, паров воды НгО, хлористого метила СН3С1, оксида азота N20 и аммиака NH3 при сканировании кюветы перестраиваемым диодным лазером.

    Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 150 страниц, включая 69 рисунков и 2 таблицы. Список цитируемой литературы включает 76 наименований и занимает 7 страниц.

    Выводы.

    1. Перестраиваемые током диодные лазеры на основе гетероструктур 1пАз8Ь/1пАз8ЬР удовлетворяют требованиям спектроскопии высокого разрешения:

    — ширина линии излучения достаточно узка и составляет 20МГц у лазеров с шириной полоска 15−40мкм и 10МГц у лазеров с шириной полоска ЮОмкм;

    — лазеры способны работать при различных способах питания током как в импульсном, так и в непрерывном режимах, в том числе и при питании импульсами тока пилообразной формы с постоянной составляющей, равной значению порогового тока генерации;

    — Длина волны излучения стабильна в течение импульса тока, благодаря тому, что не происходит нагрева активной области;

    — широкий диапазон плавной перестройки в одномодовом режиме генерации при изменении величины питающего тока (до 100А);

    — мощность излучения одной моды ~ЗмВт;

    — присутствие только одной продольной пространственной моды в диаграммах направленности лазеров.

    2. Представлены первые результаты лабораторных экспериментов по диодной лазерной спектроскопии газов, где в качестве излучающего элемента использовались перестраиваемые током диодные лазеры на основе гетероструктур ГпАзБЬЯпАзБЬР для спектрального диапазона 3−4 мкм. Измерены спектры пропускания ряда природных газов таких как ОСБ, СО, НгО СНзС1, Ы20 при сканировании кюветы перестраиваемым диодным лазером. Полученные спектры имели прекрасное совпадение с данными атласа НГШАК.

    Заключение

    .

    Результаты проведенных исследований позволили сформулировать следующие основные выводы:

    1. Методом жидкофазной эпитаксии созданы перестраиваемые диодные лазеры на основе гетероструктур ЬгАзЗЬЛпАэБЬР с длиной резонатора 250−500мкм и шириной мезаполоска 10−100мкм.

    2. Максимальная рабочая температура составляла 170К для ДГС лазера, 145К для лазера с раздельным ограничением на основе гетероперехода I типа и 203К для лазера с раздельным ограничением на основе гетероперехода П типа.

    3. Вольт-амперные характеристики лазеров на основе ДГС ЬгАэЗЬЛпАвЗЬР и лазеров с раздельным ограничением имеют обычный диодный вид с напряжением отсечки 0,36 В при 77К. Последовательное сопротивление в прямой ветви составляло 0,55 Ом для лазера с раздельным ограничением на основе гетероперехода I типа и 0,45 Ом для лазера с раздельным ограничением на основе гетероперехода П типа.

    4. Исследована тепловая перестройка частоты генерации диодных лазеров на основе двойных гетероструктур 1пАз8ЬЯпАз8ЬР и температурном интервале 62−100К. С ростом температуры длина волны лазерного излучения увеличивается практически линейно, йХ/йТ ~ 1А/К за счет нагрева активной области и соответствующего сужения ширины запрещенной зоны. Перестраиваемые током лазеры работают в одномодовом режиме в интервале токов 1/1,н =1.15−3 ив интервале температур 62 — 98,5 К. Инерционность процесса тепловой перестройки очень велика, так как определяется временем тепловой релаксации носителей и составляет десяткисотни микросекунд.

    5. Предложен новый механизм быстрой перестройки частоты лазерного излучения в структурах с узким полоском (~15мкм) за счет создания плавного концентрационного волновода по ширине полоска. В процессе генерации когерентного излучения в середине полоска носители выгорают, а по краям их концентрация возрастает, вследствие чего показатель преломления изменяется по ширине полоска, формируя плавный концентрационный волновод. Это приводит к тому, что константа распространения электромагнитной волны зависит от величины относительного превышения тока над пороговым значением и от квадрата амплитуды электромагнитной волны, что отражает нелинейность оптической среды лазера и обусловливает перестройку лазерного спектра.

    Проведено исследование токовой перестройки лазеров на основе двойных гетероструктур 1пАз8ЬР/1пАз8Ь/1пАз8ЬР, излучающих в спектральной области 3−4 мкм. Смещение моды с ростом тока при Т=77 К составляет величину 50 -60 А, наибольшее смещение моды 104 А (10 см" 1) достигнуто при температуре 62К. Быстродействие перестраиваемых током лазеров определяемся временем жизни носителей заряда в условиях вынужденной рекобинации и лучше 10'9с. Установлено, что перестраиваемые током диодные лазеры на основе гетероструктур ГпАзЗЬЯпАзБЬР удовлетворяют требованиям диодно-лазерной спектроскопии высокого разрешения:

    — ширина линии излучения достаточно узка и составляет 20МГц у лазеров с шириной полоска 15−40мкм и 10МГц у лазеров с шириной полоска ЮОмкм;

    — лазеры способны работать при различных способах питания током как в импульсном, так и в непрерывном режимах, в том числе и при питании импульсами тока пилообразной формы с постоянной составляющей, равной значению порогового тока генерации;

    — Длина волны излучения стабильна в течение импульса тока, благодаря тому, что не происходит нагрева активной области;

    — широкий диапазон плавной перестройки в одномодовом режиме генерации при изменении величины питающего тока (до 100А);

    — мощность излучения одной моды ~ЗмВт;

    — присутствие только одной продольной пространственной моды в диаграммах направленности лазеров.

    Представлены первые результаты лабораторных экспериментов по диодной лазерной спектроскопии газов, где в качестве излучающего элемента использовались перестраиваемые током диодные лазеры на основе гетероструктур ГпАзЗЬЛпАзБЬР для спектрального диапазона 3−4 мкм. Измерены спектры пропускания ряда природных газов таких как ОСБ, СО, НгО СНзС1, ЫгО при сканировании кюветы перестраиваемым диодным лазером. Полученные спектры имели прекрасное совпадение с данными атласа Н1ТЫАЫ.

    Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

    Т.Н.Данилова, А. П. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Диодные лазеры с раздельным электрическим и оптическим ограничением на основе ЬгАвБЬ, излучающие в области 3−4 мкм ФТП, 1997, том 31, выпуск 8 С. 976−979.

    Т.Н.Данилова, А. П. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, М. В. Степанов,.

    B.В.Шерстнев, Ю.ПЛковлев. Перестройка током длины волны излучения мезаполосковых низкопороговых лазеров на основе ЪгАзБЬ / ¡-пАвБЬР двойных гетероструктур, излучающих в области 3.3 мкм ФТП, 1997, том 31, выпуск 11.

    C.1392−1395.

    Т.Н.Данилова, А. П. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, М. В. Степанов,.

    B.В.Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Лазеры на основе ЬгАзБЬР-двойных гетероструктур для спектрального диапазона 2.7—3.0 мкм (Т=77 К) ФТП, 1998, том 32, выпуск 2.

    C. 241−244.

    Т.Н.Данилова, А. П. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Пространственное распределение излучения в дальней зоне мезаполосковых лазеров на основе ЬгАэЗЬЛпАзЗЬР в зависимости от тока ФТП, 1998, том 32, выпуск 3 С. 373−377.

    Т.Н.Данилова, А. П. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова,.

    М.В.Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Лазеры на основе ГпАзБЬЛпАзЗЬР гетероструктур с большим диапазоном токовой перестройки частоты генерации. ПЖТФ, 1999, том 25, выпуск 19 С. 17−23.

    A.П.Данилова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов,.

    B.В.Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Безынерционная перестройка частоты генерации диодных лазеров на основе гетероструктур ЬгАвБЬ / ЬгАзБЬР (1атЬс1а=3.3 мкм), обусловленная нелинейными оптическими эффектами ФТП, 1999, том 33, выпуск 2 С. 243−248.

    A.П.Данилова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов,.

    B.В.Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Пространственные колебания потока излучения в полосковых лазерах на основе гетеропереходов? пАБЗЬ/ЬгАзБЬР. ФТП, 1999, Т. 33, В. 8 С. 1014−1019.

    A.П.Данилова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов,.

    B.В.Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Коротковолновая токовая перестройка лазеров на основе гетероструктур InAsSb/InAsSbP, вызванная неоднородностью инжекции. ФТП, 1999, Т. 33, В. 9 С. 1088−1092.

    9]. А. П. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, С. Цивиш, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев Диодно-лазерная спектроскопия в двух модах на основе лазера InAsSb/InAsSb вблизи длины волны 3.6 мкм ФТП, 1999, Т. 33, В. 12, С. 1069−1074.

    10]. A.P.Danilova, A.N.Imenkov, T.N.Danilova, N.M.Kolchanova, M.V.Stepanov, V.V.Sherstnev, Yu.P.Yakovlev. Fast tuning of 3.3pm InAsSb/InAsSbP diode lasers due to nonlineare optical efFects. Spectrochimica Acta Part A 1999, Vol.55, pp2077;2082.

    11]. А. П. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, С. Цивиш, В. В. Шерстнев, Ю.ПЯковлев. Одномодовый перестраиваемый на 100 Angstrem лазер на основе InAsSb/InAsSbP (к~ 3.2 мкм) ФТП, 2000, Т. 34, В. 2, С. 243−246.

    12]. А. ПАстахова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Перестраиваемый лазер на основе InAsSb/InAsSbP с высокой направленностью излучения в плоскости р-п-перехода ФТП, 2000, Т. 34, В. 9, С. 1042−1046.

    13]. A.P.Astakhova, A.N.Imenkov, N.M.Kolchanova, Yu.P.Yakovlev, P. Kubat, S. Civis and A.Walters. Single mode laser based on InAsSb/InAsSbP double heterostructures with tuning from 3.224−3.234 pm. IEE Proc.-Optoelectron. 2002, Vol.149 No. l, pp27−31.

    14]. А. П. Астахова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, Ю.ПЯковлев. Сглаживание фазовой динамической диэлектрической решетки в диодном лазере и получение одномодовой генерации при поперечных колебаниях излучаемого потока. ФТП, 2002, Т. 36, B. l 1, С. 1388−1392.

    15]. А. П. Астахова, А. Н. Баранов, А. Висе, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, Н. Д. Стоянов, А. Черняев, Д. А. Яреха, Ю. П. Яковлев. Тепловая и токовая перестройка длины волны излучения квантово-размерных лазеров диапазона 2.0−2.4 мкм. ФТП, 2003, Т. 37, В.4, С. 502−507.

    16]. А. П. Астахова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, Ю.ПЯковлев. Одномодовые быстроперестраиваемые лазеры для диодно-лазерной спектроскопии. ФТП, 2003, Т. 37, В.8, С. 985−995.

    В заключении я считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность за руководство и помощь на всех этапах работы моему научному руководителю доктору физико-математических наук Альберту Николаевичу Именкову.

    Я очень благодарна заведующему лаборатории Инфракрасной Оптоэлектроники Юрию Павловичу Яковлеву за постоянный интерес, помощь и поддержку в создании этой работы.

    Я рада выразить признательность сотрудникам лаборатории Тамаре Николаевне Даниловой, Нинель Михайловне Колчановой, Николаю Стоянову за постоянное внимание, плодотворные дискуссии и помощь на всех этапах работы. Я также глубоко благодарна В. В. Шерстневу, А. Н. Баранову, Е. А. Гребенщиковой, С. А. Евдокимовой, Е. В. Кузнецовой за помощь в изготовлении образцов, Э. В. Иванову за техническую помощь и всем сотрудникам лаборатории за дружеское и внимательное отношение.

    Показать весь текст

    Список литературы

    1. J.H.Park, L.S.Rothman, C.P.Rinsland, H.M.Pickett, D.J.Richardson and J.S.Nankung «Atlas of Absorption Lines From 0 to 17900cm"1″ NASA Reference Publication, 1987
    2. AShotov „Development of lead-chalcogenide tunable diode lasers for 3 to 40 цт spectral region at Lebedev institute“. SPIE Vol.1724 Tunable Diode Laser Application, pp.64−77
    3. H.Preier „Recent adventages in lead-chalcogenide diode lasers“ Appl. Phys., Vol.20, pp. 1826, 1979.
    4. А.Шотов, И. Кучеренко, Ю. Королев, Е. Чижевский „Электрические свойства Pbi. xSnxSe, выращенного газотранспортным методом“ ФТП Т. 18 стр.732−736,1974.
    5. И.Засавицкий, В. Мацонашвили, А. Шотов „Инжекционный лазер непрерывного действия на основе PbSe“ ПЖТФ Т.1, стр.341−343, 1975.
    6. М.Мурашов, А. Шотов ПЖТФ Т.20, стр.34−37,1993
    7. А.П.Шотов, О. И. Даварашвили, А. В. Бабушкин „Лазерные гетероструктуры на основе твердых растворов Pbi-xSnxSei.yTey“ ПЖТФ Т.5, в.24 стр. 1488,1979.
    8. А.П.Шотов, О. И. Даварашвили, А. В. Бабушкин „Гетеролазеры с двухсторонним ограничением на основе твердых растворов Pbi.xSnxSei.yTey“ ПЖТФ Т.7, в.23 стр. 14 441 447,1981.
    9. А.Шотов, А. Синятинский „Pbj .xSex лазеры с контролируемым профилем концентрации носителей, изготовленные методом молекулярной эпитаксии“ ПЖТФ Т.9, стр.881−884, 1983.
    10. А.Шотов, Ю. Селиванов „Гетеролазеры PbS/PbSSe/PbSnSe с квантовым размерным эффектом в активной области“ ПЭЖТФ Т.45, стр.5−7,1987.
    11. A.Shotov and Yu. Selivanov „PbS/PbSSe/PbSnSe heterostructure laser with a guantum well active region“ Semicond.Sci.Technol., vol.5, pp. S27-S29,1990.
    12. A.Fach, H. Bottner and M. Tacke „Embossed Grating DFB-BH lead salt diode lasers“ Proceeding of International Symposium „Monitoring of Gaseous Pollutants by Tunable Diode Lasers“ p.63−68, 1992.
    13. M.Tacke, B. Spranger, A. Lambrecht, P.R.Norton, H. Bottner „Infrared double heterostructure diode lasers made by Molecular beam epitaxy of Pb (.xEuxSe“ Appl.Phys. Lett., 53, 23, 22 602 262 (1988).
    14. Kobayashi, Y. Horikishi. „DH Lasers Fabricated by New III-V Semiconductor Material InAsSbP“. Japan. J. Appl. Phys., 19, L641-L644 (1980).
    15. М.Ш.Айдаралиев, Н. В. Зотова, С. А. Карандашев, Б. А. Матвеев, Н. М. Стусь, Г. Н. Талалакин „Инжекционное когерентное излучение в ДГС InAsSbP/InAs/InAsSbP“. Письма в ЖТФ 13 (9), 563−565 (1987).
    16. М.Ш.Айдаралиев, Н. В. Зотова, С. А. Карандашев, Б. А. Матвеев, Н. М. Стусь, Г. Н. Талалакин „Стимулированное излучение (3,3мкм 77К) при инжекции тока в пластически деформированных ДГС InAsSbP/InAs“. Письма в ЖТФ 14 (17), 1617−1620 (1988)
    17. М.Ш.Айдаралиев, Н. В. Зотова, С. А. Карандашев, Б. А. Матвеев, Н. М. Стусь, Г. Н. Талалакин „Низкопороговые лазеры 3−3,5мкм на основе ДГС InAsSbP/bii-xGaxAsi-ySby“. Письма в ЖТФ 15 (15), 49−52 (1989)
    18. Н. Mani, A. Jolee, G. Boissier, Е. Tournie, F. Pitard, A.-M. Joullie, С. Albert. Electron. Lett. 24,1542 (1988).
    19. А.Н.Баранов, А. А. Гусейнов, А. М. Литвак, А. А. Попов, Н. А. Чарыков, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев „Получение твердых растворов bixGai.xAsySbi.y, изопериодных к GaSb, вблизи границы области несмешиваемости“. Письма в ЖТФ 16 (5), 33−38 (1990)
    20. Т.Н.Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, И. Н. Тимченко, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев „Лазеры на основе InAsSbP для спектрального диапазона 2,7−3,0цм (Т=77К)“ Письма в ЖТФ 20 (4), 87−93 (1994)
    21. N.K. Choi, G.W. Turner, N.J. Manfra, M.K. Connor „175K Contituous wave operation of InAsSb/InAlAsSb quantum well diode lasers emitting at 3,5цт“. Appl.Phys. Lett., 68, 29 362 938 (1996).
    22. N.K. Choi, S.J. Eglash, G.W. Turner. „Double-heterostructure diode lasers emitting at Зцт with metastabile GalnAsSb active layer and AlGaAsSb cladding layers“. Appl. Phys. Lett., 64(19), 2474−2476 (1994).
    23. Р.Ф.Казаринов, Р. А. Сурис „О возможности усиления электромагнитных волн в полупроводникае со сверхрешеткой“. ФТП 5,797−800 (1971).
    24. J. Faist, F. Capasso, С. Sirtori, D. Sivco, A.L. Hutchinson, F.Y. Cho „Quantum cascade laser“. Science, 264,553 (1994).
    25. С. Gmachi, F. Capasso, J. Faist, A.L. Hutchinson, A.Y. „Continuous-wave and high-power pulsed operation of index-coupled distributed feedback quantum cascade laser at А,"8.5|лт“ Cho.Appl. Phys. Lett., 72(12), 1430−1432 (1998).
    26. J.L. Brodshaw, R.Q. Yang, J.D. Bruno, J.T. Pham, D.E. Wortman. „High-efficiency interband cascade lasers with peak power exceeding 4W/facet“ Appl. Phys. Lett., 75, 2362−2364(1999)
    27. I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan. „High-power/low-threshold type-П interband cascade mid-IR laser-design and modeling“ IEEE Photon. Techn. Lett., 9(2), 170 (1997).
    28. В.Г.Аветисов, А. Н. Баранов, А. Н. Именков, А. И. Надеждинский, А. Н. Хуснутдинов, Ю. П. Яковлев. „Измерение ширины линии излучения длинноволновых инжекционных лазеров на основе GalnAsSb“. Письма в ЖТФ 16(14), 66−70, (1990)
    29. А.Н.Баранов, Т. Н. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. „Длинноволновые лазеры на основе InAsSb/InAsSbP для спектроскопии метана“. Письма ЖТФ 18(22), 6−10, (1992)
    30. Ю.П.Яковлев, А. Н. Баранов, А. Н. Именков, В. В. Шерстнев, Е. В. Степанов, А. Я. Понуровский „Инжекционные лазеры на основе InAsSb/InAsSbP для спектроскопии высокого разрешения“. Квантовая электроника, 20 839−842 (1993)
    31. Ю.В.Косичкин, А. И. Надеждинский. Известия Академии Наук СССР, серия „Физика“, 47(10)2037(1983)
    32. И.И.Засавицкий, А. И. Кузнецов, Ю. В. Косичкин, П. В. Крюков, А. И. Надеждинский, А. Н. Перов, Е. В. Степанов и А. П. Шотов. „Стабилизация температурного режима перестраиваемого диодного лазера с точностью ~10"5К“. Письма в ЖТФ 8(19), 1168−1171,(1982)
    33. V.G.Avetisov. A.I.Nadezhdinskii, A.N.Khusnutdinov, P.M.Omarova, M.V.Zyrianov „Diode laser spectrometer for line profile measurements“ SPIE 1724 Tunable Diode Laser Applications, 212 (1992)
    34. G.B.Stringfellow, P.Green. Elecrochem. Soc. 95, 911 (1971)
    35. Маделунг О /Физика полупроводниковых соединений элементов Ш и V групп/, Пер. с англ., М. Мир, 1977, стр.311
    36. D.T.Cheung, Y.G.Andrews, E.R.Gertner, G.M.Williams, J.E.Clark, J.E.Pasko and J.T.Longo. „Backside-illuminated InAsi. xSbx-InAs narrow-band photodetectors“ Appl. Phys. Lett. 30, 587−589(1977)
    37. Т.Н.Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. „Максимальная рабочая температура диодных лазеров на основе InAsSb/InAsSbP“. ФТП 30(7), 1265−1273, (1996)
    38. Д.З.Гарбузов, А. В. Тикунов, В. Б. Халфин. „Влияние насыщения усиления и квантово-размерных эффектов на пороговые характеристики лазеров с супертонкими активными областями“. ФТП, 21(6), 1085−1094, (1987)
    39. Г. Г.Зегря, А. Д. Андреев „Теория рекомбинации неравновесных носителей в гетероструктурах типа II“. ЖЭТФ 109,615−638, (1996)
    40. А.А.Андаспаева, А. Н. Баранов, Б. А. Гельмонт, Б. Е. Джуртанов, Г. Г.Зегря» А. Н. Именков, Ю. П. Яковлев, С. Г. Ястребов. «Исследование температурной зависимости плотности тока ДГС лазеров на основе GalnAsSb». ФТП 25(3), 394−401, (1991)
    41. Т.Н.Данилова, О. Г. Ершов, Г. Г. Зегря, А. Н. Именков, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю.ПЯковлев. «Поляризация излучения лазеров на основе двойной гетероструктуры InAsSb/InAsSbP». ФТП 29,1 стр. 604−1610, (1995)
    42. A. Popov, V. Sherstnev, Yu. Yakovlev, R. Mucke, P.Werle. «High-power InAsSb/InsSbP double-heterostructure laser for continuous wave operation at 3,6pm». Appl.Phys. Lett., 68, 2970 (1996).
    43. А.П. Данилова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Лазеры на основе InAsSb/InAsSbP гетероструктур с большим диапазоном токовой перестройки частоты генерации». Письма ЖТФ 25(19), стр. 17−23, (1999)
    44. А.П.Астахова, А. Н. Баранов, А. Висе, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, Н. Д. Стоянов, Ю. ПЯковлев «Тепловая и токовая перестройка длины волны излучения квантово-размерных лазеров диапазона 2.0−2.4 мкм». ФТП 37(4), 502−507, (2003)
    45. А.Н.Именков, Н. М. Колчанова, П. Кубат, С. Цивиш, Ю. ПЯковлев «Уширение линии генерации в перестраиваемых током лазерах на основе гетероструктур InAsSbP/InAsSb/InAsSbP». ФТП 34(12), стр. 1468−1471, (2000)
    46. А.Н.Именков, Н. М. Колчанова, П. Кубат, К. Д. Моисеев, С. Цивиш, Ю.ПЯковлев. «Перестраиваемые током лазеры на 3.3 мкм с узкой линией излучения». ФТП 35, стр. 375−379, (2001)
    47. А.П.Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, С. Цивиш, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Одномодовый перестраиваемый на 100 Angstrem лазер на основе InAsSb/InAsSbP (lambda ~ 3.2 мкм)». ФТП 34(2), стр. 243−248, (2000)
    48. П.Г.Елисеев, А. П. Богатов «Явления в полупроводниковых лазерах, связанные с нелинейной рефракцией и влиянием носителей заряда на показатель преломления». Труды ФИАН, 116, стр. 15−51 (1986)
    49. F.Stem. Radiative recombination in semiconductors (1965), p. 165.
    50. W.W.Anderson «Mode confinement and gain injunction lasers» IEEE J. Quant. Electron., 1(6), 228−236 (1965)
    51. P.P.Paskov. Sol.St.Commun., 82,739 (1992)
    52. А.Н.Баранов, Т. Н. Данилова, О. Г. Ершов, А. Н. Именков, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. «Структура пространственных мод в длинноволновых полосковых лазерах на основе InAsSb/InAsSbP». Письма ЖТФ 19(17), 30−36, (1993)
    53. А.П.Астахова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Перестраиваемый лазер на основе InAsSb/InAsSbP с высокой направленностью излучения в плоскости р-п-перехода». ФТП 34(9), стр. 1142−1144,(2000)
    54. А.П. Данилова, Т. Н. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. «Коротковолновая токовая перестройка лазеров на основе гетерострукгур InAsSb/InAsSbP, вызванная неоднородностью инжекции». ФТП 33, стр. 1088−1092, (1999)
    55. Т.Н.Данилова, О. И. Евсеенко, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Влияние однородности накачки на перестройку током длины волны излучения диодных лазеров на основе InAsSb / InAsSbP». Письма ЖТФ 24(6), стр. 77−84, (1998)
    56. А.П.Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, С. Цивиш, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Одномодовый перестраиваемый на 100 Angstrem лазер на основе InAsSbflnAsSbP (, lambda ~ 3.2 мкм)». ФТП 34(2), стр. 243−248, (2000)
    57. A.P.Danilova, A.N.Imenkov, T.N. Danilova, N.M.Kolchanova, V.V.Stepanov, Yu.P. Yakovlev «Fast tuning of З. Зцт InAsSb/InAsSbP diode lasers due to nonlinear optical effects». Spectrochemica Acta, Part A, 55,2077−2082 (1999)
    58. П.Г.Елисеев, А. П. Богатов. «Вьшужденное рассеяние излучения на волнах населенности вынужденного состояния». Квант. Электрон., 10(4), 865−867 (1983)
    59. А.П. Данилова, А. Н. Именков, Н. М. Колчанова, М. В. Степанов, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев «Диодно-лазерная спектроскопия в двух модах на основе лазера InAsSb/InAsSb вблизи длины волны 3.6 мкм». ФТП 33(12), стр. 1469−1474, (1999)
    60. В.Л.Бонч-Бруевич, С. Г. Калашников, Физика Полупроводников (М., Наука, 1977) с.592
    61. C.H.Henry. *Theory of spontaneous emission noise in open resonators and its application to lasers and optical amplifiers" IEEE J. Ligthwave Techn., LT-4(3), 288- 297 (1986)
    62. A.L.Schawlow, C.H.Tawnes. «Infrared and Optical Masers». Phys. Rev., 112, 1940−1949 (1958)
    63. D.Welford, A. Mooradian. «Observation of linewidth broadening in (GaAl)As diode lasers due to electron number fluctuations». Appl.Phys.Lett. 40, 560−562 (1982)
    64. А.А., Шерстнев B.B., Яковлев Ю. П., ЦивишС., ЗелингерЗ. «Наблюдение отрицательной характеристической температуры порогового тока диодных лазеров для спектральной области 2.8 мкм». Письма ЖТФ 23(22), стр. 72−79 (1997).
    65. Arthur G. Maki and Joseph S. Wells «Wavenumber Calibration Tables From Heterodine Freguency Measurements» NIST Special Publication 821, Washington, DC 20 548, December 1991
    66. G.Guelachvili, K. Narahari Rao «Handbook of Infrared Standards II with Spectral Coverage of 1.4−4p.m and 6.2−7.7|am» (Academic Press, New York, 1993)
    67. J.-M.Flaud, C. Camy-Peyret and R.A.Toth «Water Vapor Line Parameters From Microwave To Medium Infrared», Preface by J.N.Howard (Pergamon Press, Oxford, 1981)
    68. A.Popov, V. Sherstnev, Yu. Yakovlev, S. Civis, Z. Zelinger «InAsSbP/InAs lasers (2,9^m) for spectroscopy of ammonia: low temperature investigations) Specrtochemica Acta Part A 54 pp. 821−829(1998)
    Заполнить форму текущей работой

    Пора сдавать?