Specific Features of the Injection Processes Dynamics in High-Power Laser Thyristor

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.…”

“…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. Разработанная модель ЛТ учитывает дрейф-диффузионный транспорт носителей через гетероструктуру, насыщение скорости дрейфа в сильных электрических полях (и отрицательную дифференциальную подвижность в GaAs) как ударную ионизацию в области коллекторного перехода в модели Зельберхерра [17].…”

“…Разработанная модель ЛТ учитывает дрейф-диффузионный транспорт носителей через гетероструктуру, насыщение скорости дрейфа в сильных электрических полях (и отрицательную дифференциальную подвижность в GaAs) как ударную ионизацию в области коллекторного перехода в модели Зельберхерра [17]. Основные уравнения транспорта аналогичны приведенным в [12]. В области гетероперехода ударная ионизация не учитывалась, так как электрическое поле гетероперехода довольно узкое, и время пролета носителей через него меньше времени релаксации.…”

“…С целью оптимизации переходных характеристик многопереходной гетероструктуры ЛТ были разработаны сосредоточенная статическая [11] и одномерная динамическая модели [12], в которых ЛТ рассматривался в виде оптопары лазерный диод−фототранзистор, связанной по оптическому каналу. Было показано, что основными физическими процессами, отвечающими за работу прибора, являются оптическая обратная связь и ударная ионизация, а высокие скорости переходных процессов определяются исключительно ударной ионизацией [12].…”

“…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.…”