Исследование полупроводникового дискового лазера, излучающего на длине волны 780 нм, на основе гетероструктуры с квантовыми ямами AlxGa1 – xAs/AlyGa1 – yAs при оптической накачке с различной длиной волны излучения

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A semiconductor disk laser (SDL) based on the AlxGa1 – x As/AlyGa1 – y As heterostructure emitting at a wavelength near 780 nm was investigated under pumping by a pulsed dye laser with emission wavelengths of 601 and 656 nm. A structure with a built-in Bragg mirror and 10 quantum wells (QW) arranged in depth with a period equal to half the laser emission wavelength in the structure was used. Under pumping with l = 601 nm, a power of 9.3 W was achieved at a wavelength of 782 nm with a differential efficiency of 12%. Under pumping with l = 656 nm, the differential efficiency remained virtually unchanged, although the pump absorption in depth was more uniform. These results are compared with those obtained previously with laser pumping at 450 and 532 nm wavelengths, as well as with electron beam pumping. It is concluded that the distribution of nonequilibrium carriers over the QW is largely determined by their diffusion length, which in this structure is approximately 1 μm.

About the authors

В. И. Козловский

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Author for correspondence.
Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

С. М. Женишбеков

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

Я. К. Скасырский

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

М. П. Фролов

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, Ленинский просп., 53, 119991

А. Ю. Андреев

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

И. В. Яроцкая

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

А. А. Мармалюк

Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха

Email: kozlovskiyvi@lebedev.ru
Russian Federation, Москва, ул. Введенского д. 3, корп.1, 117342

References

  1. Jetter M., Michler P. Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers: VECSEL Technology and Applications (Wiley, 2021).
  2. Hastie J.E., Calvez S., Dawson M.D., in Semiconductor lasers (Woodhead Publishing Limited, 2013, p. 341).
  3. Baumgärtner S., Kahle H., Bek R., Schwarzbäck T., Jetter M., Michler P. J. Crystal Growth, 414, 219 (2015).
  4. Sirbu A., Volet N., Mereuta A., Lyytikainen J., Rautiainen J., Okhotnikov O., Walczak J., Wasiak M., Czyszanowski T., Caliman A., Zhu Q., Iakovlev V., Kapon E. Advances in Optical Technologies, 2011, 209093 (2011).
  5. Бутаев М.Р., Скасырский Я.К., Козловский В.И., Андреев А.Ю., Яроцкая И.В., Мармалюк А.А. Квантовая электроника, 52 (4), 362 (2022) [Quantum Electron., 52 (4), 362 (2022)].
  6. Kahle H., Penttinen J.-P., Phung H.-M., Rajala P., Tukiainen A., Ranta S., Guina M. Opt. Lett., 44 (5), 1146 (2019).
  7. Aspnes D.E., Kelso S.M., Logan R.A., Bhat R. J. Appl. Phys., 60, 754 (1986).
  8. Wittryand D.B., Kyser D.F. J. Appl. Phys., 38, 375 (1967).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. Schematic representation of the band diagram of the heterostructure under study for PDL (the Bragg grating is shown partially).

Download (48KB)
Indexing metadata
3. Fig.2. Optical design of the PDL: 1 – dye laser; 2 – optical divider; 3 – optical attenuator; 4 – focusing lens; 5 – structure fixed on a copper substrate; 6 – external mirror; 7 – coaxial photocell FEK-29; 8 – oscilloscope.

Download (42KB)
Indexing metadata
4. Fig.3. PDL emission spectra at two different pump wavelengths.

Download (62KB)
Indexing metadata
5. Fig.4. Luminescence spot on the surface of the structure (a) and the angular distribution of PDL radiation in the far zone (b) when pumped with radiation with a wavelength of 601 nm and an input peak power of 50 W.

Download (863KB)
Indexing metadata
6. Fig.5. Oscillograms of PDL and pump radiation pulses at a wavelength of 601 nm and peak absorbed pump powers of 10 and 70 W.

Download (74KB)
Indexing metadata
7. Fig.6. Dependences of the peak emission power of the PDL on the peak absorbed pump power for pump wavelengths of 601 and 656 nm.

Download (65KB)
Indexing metadata
8. Fig.7. Dependences of the generation rate of nonequilibrium carriers ∆n/∆t on the structure depth z for pump wavelengths 450 (green curve), 601 (red curve) and 656 nm (blue curve), as well as the distribution of the band gap over the structure depth (black curve) .

Download (104KB)
Indexing metadata
9. Fig.8. Quasi-stationary distribution of the concentration of diffusing nonequilibrium carriers over the depth of the structure for pump wavelengths of 601 and 656 nm in the absence of diffusion and for different carrier capture efficiencies by quantum wells (parameter k in equation (3)).

Download (109KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».