Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Antymonkowe lasery typu VCSEL emitujące promieniowanie o długości fali z zakresu 2,6-2,8 mikro m

10.15199/13.2016.9.10

nr katalogowy: 101100
10.15199/13.2016.9.10

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 mikro m 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. Słowa kluczowe: przyrządy półprzewodnikowe, lasery typu VCSEL, model numeryczny, obszar czynny GaInAsSb/GaSb, średnia podczerwień.Lasery półprzewodnikowe zaprojektowane do emisji promieniowania z zakresu średniej podczerwieni (2,0-5,5 μm) mają dużą liczbę potencjalnych zastosowań. Należą do nich m.in.: bezprzewodowa komunikacja optyczna, diagnostyka medyczna, pomiary termowizyjne, systemy wykrywania i identyfikacji zanieczyszczeń gazowych. Od laserów przeznaczonych do spektroskopii laserowej, będącej jedną z metod badania zanieczyszczeń, wymaga się przede wszystkim pracy na modzie pojedynczym oraz przestrajalności fali podczas ich pracy z falą ciągłą [1]. Idealnymi kandydatami są tu lasery typu VCSEL (ang. Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser - laser o emisji powierzchniowej z pionową wnęką rezonansową). Główną zaletą tych przyrządów są parametry emitowanej wiązki promieniowania: mała rozbieżność, przekrój[...]

Bibliografia

[1] P. Werle, F. Slemr, K. Maurer, R. Kormann, R. Mücke, B. Jänker, 2002: "Near- and mid-infrared laser-optical sensors for gas analysis", Opt. Lasers Eng., vol. 37, no. 2-3, pp. 101-114.
[2] S. Arafin, A. Bachmann, K. Vizbaras, M.-C. Amann, 2010: "Large-aperture single-mode GaSb-based BTJ-VCSELs at 2.62 μm", Proceedings of the 22nd IEEE International Semiconductor Laser Conference (ISLC), 26-30 Sept. 2010, Kyoto (Japan), pp. 47-48.
[3] S. Arafin, A. Bachmann, K. Kashani-Shirazi, M.-C. Amann, 2009: "Continuous-wave single-mode electrically-pumped GaSbbased VCSELs at 2.5 μm", Proceedings of the 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Pacific Rim), 31 Aug. - 3 Sep. 2009, Shanghai, China, 2 pp.
[4] S. Arafin, A. Bachmann, K. Kashani-Shirazi, M.-Ch. Amann, 2009: "Continuous-wave electrically-pumped GaSb-based VCSELs at ~ 2.6 μm operating up to 50°C", Proceedings of the 22nd Annual Meeting of the IEEE Photonics Society (LEOS), 4-8 Oct. 2009, Belek-Antalya, Turkey, pp. 837-838.
[5] Ł. Piskorski, R. P. Sarzała, W. Nakwaski, 2007: "Self-Consistent Model of 650 nm GaInP/AlGaInP Quantum-Well Vertical-Cavity Surface-Emitting Diode Lasers", Semicond.Sci.Technol., vol. 22, pp. 593-600.
[6] D. Xu, C. Tong, S. F. Yoon, W. Fan, D. H. Zhang, M. Wasiak, Ł. Piskorski, K. Gutowski, R. P. Sarzała, W. Nakwaski, 2009: "Room-Temperature Continuous-Wave Operation of the In(Ga) As/GaAs Quantum-Dot VCSELs for the 1.3 μm Optical-Fibre Communication", Semicond.Sci.Technol., vol. 24, p. 055003.
[7] Ł. Piskorski, 2010: "A Comparative Study of Temperature Sensitivity of 1.3-μm In(Ga)AsP/InGaAsP Multiple Quantum-Well Vertical- Cavity Surface-Emitting Diode Lasers", 12th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), 27 June - 1 July, 2010, Munich (Germany), Conf. Proc.
[8] Ł. Piskorski, R. P. Sarzała, W. Nakwaski, 2011: "Investigation of Temperature Characteristics of Modern InAsP/InGaAsP Multi- Quantum-Well TJ-VCSELs for Optical Fibre Communication", Opto-Electron. Rev., vol. 19, pp. 320-326.
[9] Ł. Piskorski, 2011: "Computer Simulation of an Operation of the 1.3-μm Phosphide-Based MQW TJ-VCSELs: Excitation of Various Transverse LPij Modes", 13th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), 26-30 June, 2011, Stockholm (Sweden), Conference Proceedings, paper We.P.20.
[10] R. P. Sarzała, W. Nakwaski, 2004: "Optimisation of the 1.3-mm GaAs-Based Oxide-Conﬁned (GaIn)(NAs) Vertical-Cavity Surface- Emitting Lasers for Their Low-Threshold Room-Temperature Operation", J. Phys. Condens. Matter, vol. 16, pp. S3121-S3140.
[11] Ł. Piskorski, L. Frasunkiewicz, R. P. Sarzała, 2015: "Comparative analysis of GaAs- and GaSb-based active regions", Bull. Pol. Ac.: Tech., vol. 63, pp. 597-603.
[12] Ł. Piskorski, R. P. Sarzała, "Material parameters of antimonides and amorphousmaterials for modelling the mid-infrared lasers", Opt. Appl. (in print).
[13] Ł. Piskorski, J. Walczak, M. Dems, P. Beling, R. P. Sarzała, 2015: "Modelowanie i optymalizacja antymonkowych laserów typu VCSEL", Przegl. Elektr., vol. 91, pp. 150-153.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 101100 "Antymonkowe lasery typu V..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma