Optical feedback in 905 nm power laser-thyristors based on AlGaAs/GaAs heterostructures

Abstract

An experimental study of factors determining the optical feedback efficiency in the structure of a laser-thyristor emitting at a wavelength of 905 nm has been carried out. It is shown that the spontaneous emission spectrum undergoes a significant change in the working range of currents due to the presence of GaAs-spacers in the structure of the active region of the laser part and to the absence of saturation of the spontaneous emission flux beyond the lasing threshold. It is demonstrated that the influence exerted by the reverse voltage across the collector p-n junction of the transistor part comes down to the following two effects: deformation of the edge of the absorption spectrum and turn-on of the impact ionization. Experimental dependences of the photogeneration rate on both current and voltage were obtained for the p-base of the transistor part. These dependences are an important tool to be used in subsequent studies aimed to simulate and examine the injection and generation processes in power laser-thyristors.

Asymmetric quantum well broadband thyristor laser

“…illustrates a broadening of the PL spectrum with the FWHM of 36.95 nm and peak wavelength at 1075.17 nm at room temperature. This results from a collective contribution of the multiple energy states in the InGaAs/GaAs AQW active region [12] . Fig.…”

“…This results from a collective contribution of the multiple energy states in the InGaAs/GaAs AQW active region [12] . An carrier optical feedback effect has been reported to be exist in the thyristor laser structure, which may improve the optical gain, differential gain, and temperature stability of our AQW thyristor laser [13,14] . The output power versus injection current curve (L-I) of a representative laser is depicted in Fig.…”

Моделирование пространственной динамики включения лазера-тиристора (λ=905 нм) на основе многопереходной гетероструктуры AlGaAs/InGaAs/GaAs

“…Фогенерация в области сильного электрического поля коллекторного перехода в базе активирует ударную ионизацию, которая обеспечивает быстрое накопление критической концентрации дырок в базе и быстрое включение лазера-тиристора. В то же время фотогенерация в p-базе растет при увеличении протекающего через структуру тока, обеспечивая оптическую обратную связь [12,16] и поддерживая лазер-тиристор во включенном состоянии. В данной работе, в отличие от предыдущих теоретических исследований [12], ЛТ рассматривается как единая многопереходная гетероструктура, а не оптопара фототранзистор−лазерный диод.…”

“…где F(x) -поток спонтанного излучения, падающий на границу базы с коллектором в точке с координатой x, α --коэффициент поглощения, d QW -толщина квантовой ямы, B -коэффициент излучательной рекомбинации, n QW (x) -зависящая от координаты x концентрация неравновесных носителей в активной области лазерной части, β -доля поглощаемого в базе излучения из активной области [16], коэффициент 1/2 показывает, что только половина спонтанного излучения распространяется в направлении базы.…”

“…Время жизни носителей (электронов и дырок) Шокли−Рида−Холла принято равным 10 нс. Оптическая обратная связь, учитывающая пороговые характеристики лазерной генерации, описывается на основе разработанной ранее модели фотогенерации в слое p-базы[12,16].На начальном этапе была проведена оценка максимального напряжения удержания исследуемой структуры лазера-тиристора (27 В) и однородности распределения плотности тока управления в дрейф-диффузионной модели с использованием пакета SILVACO ATLAS. Так как слой растекания n-AlGaAs для импульса тока управления достаточно тонкий (2 мкм) относительно размера излучающей апертуры (200 мкм), то существует заметная неоднородность накачки активной области вдоль оси OX (рис.…”