Способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы Российский патент 2024 года по МПК G01J1/28 H01S5/10 

Описание патента на изобретение RU2818881C1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к исследованию полупроводниковых лазеров и лазерных микрорезонаторов, и может быть использовано для определения оптических потерь в полупроводниковых лазерах с резонатором произвольной формы и размеров, например, дисковой или кольцевой, для которых отсутствуют известные соотношения между оптическими потерями и их размерами.

Уровень оптических потерь в лазерном резонаторе является важной характеристикой лазерного резонатора, оказывающей существенное влияние на характеристики лазера, такие, как пороговая накачка, дифференциальная эффективность, скорость модуляции и другие. Оптические потери в полупроводниковом лазере складываются из потерь на вывод излучения , связанных с уходом части оптической мощности за пределы лазерного резонатора, и внутренних потерь , связанных с уменьшением интенсивности оптической мощности при ее циркулировании внутри лазерного резонатора. Для полупроводниковых лазеров с резонатором полосковой конструкции с плоскопараллельными гранями, полученными скалыванием полупроводниковой пластины, существует простой способ определения потерь на вывод излучения с помощью известной формулы:

где - длина полоскового лазерного резонатора от зеркала до зеркала, и - коэффициенты отражения первого и второго зеркал.

Таким образом, для определения потерь на вывод излучения лазера полосковой конструкции требуется знание его длины и коэффициентов отражения граней. Внутренние потери полупроводникового лазера полосковой конструкции могут быть затем определены с помощью подгонки данных по внешней дифференциальной эффективности лазеров с различной длиной полоскового резонатора к выражению:

где - внутренняя дифференциальная эффективность, которая также определяется с помощью подгонки, потери на вывод излучения предварительно определены с помощью выражения (1).

Поскольку в современных лазерах полосковой конструкции внутренние потери, как правило, малы и по порядку величины составляют около 1 см-1, тогда как потери на вывод излучения составляют около 10 см-1 и более, при определении полных оптических потерь полупроводникового лазера с полосковым резонатором внутренними потерями зачастую можно пренебречь. Более того, в случае резонатора полосковой конструкции, зеркала которого получены скалыванием полупроводниковой лазерной гетероструктуры и не модифицированы, оба зеркала имеют одинаковые коэффициенты отражения, величина которого для большинства полупроводниковых материалов и достижимых длин волн лежит в диапазоне 0.30…0.35, что позволяет упростить формулу (1) до следующего вида:

Таким образом, для полупроводниковых лазеров с резонатором полосковой конструкции существуют простые выражения (1) и (2), которые позволяют вычислить величину оптических потерь. Во многих случаях для оценки величины оптических потерь с точностью 10…20% можно воспользоваться выражением (3).

В последние годы появились и активно применяются полупроводниковые лазеры, резонаторы которых имеют форму, существенно отличающуюся от полоскового резонатора. К таким резонаторам, например, относятся дисковые и кольцевые лазерные резонаторы. Для таких резонаторов, как и, говоря более широко, для лазерного резонатора произвольной формы и размеров, не существует простых выражений, позволяющих установить оптические потери.

Известны способы измерения оптических потерь в различных оптических элементах (волноводах, резонаторах и т.д.) (SU 1383268, МПК G02B 6/00, 23.03.1988; SU 1398590, МПК G01N 21/61, 07.12.1991; SU 1469375, МПК G01M 11/02, 30.03.1989; SU 1684609, МПК G01M 11/02, 15.10.1991; SU 1561667, МПК G01N 21/59, 30.10.1993; RU 2002215, МПК G01J 1/28, 30.10.1993).

При всем разнообразии используемых способов определения потерь и их технических реализаций, все вышеуказанные способы обладают тем недостатком, что все они могут быть применены только в отношении пассивных оптических элементов, т.е. не имеющих внутри секции (области, субэлемента и т.д.), обладающей оптическим усилением, и, следовательно, не способных переходить в режим лазерной генерации.

Известен способ измерения потерь и усиления в активных и пассивных кольцевых лазерных резонаторах (Азарова В. В., Ефремова Н. А. Комплексный метод измерения потерь и усиления в активных и пассивных кольцевых лазерных резонаторах //Квантовая электроника. - 2002. - Т. 32. - №. 3. - С. 239-242.). Способ основан на использовании двух родственных способов: анализа полуширины резонансных пиков в спектре пропускания резонатора, используемом для измерения сравнительно больших внутрирезонаторных потерь, и анализа времени затухания излучения в резонаторе, применяемом для измерения малых потерь. Результатом измерений является определение величины разности потерь и усиления в кольцевом лазерном резонаторе с активной (усиливающей) средой и величины потерь в резонаторе без активной среды. Техническая реализация способа описана в полезных моделях (RU 141306, МПК G01C 19/68, 27.05.2014; RU 152947, МПК G01M 11/00, H01S 3/083, G01C 19/68, 27.06.2015).

Недостатком указанного способа и его реализаций является его применимость для измерения таких лазерных резонаторов, которые состоят из дискретных элементов, в частности, содержат активную среду в виде отдельного кристалла, участка волокна и т.д., которые можно удалить из лазерного резонатора, провести измерения потерь, а затем вернуть в резонатор. Такие манипуляции невозможны в случае полупроводникового лазерного резонатора, в котором активная область является элементом лазерной гетероструктуры, захороненным внутри других ее слоев, таких как волноводный слой, эмиттерные слои и другие слои.

В полупроводниковом лазере при накачке равной или превышающей порог лазерной генерации оптическое усиление, вносимое в лазерный резонатор активной областью, уравновешивает на длине волны лазерной генерации оптические потери резонатора. Таким образом, чистые потери (оптические потери минус оптическое усиление) в режиме лазерной генерации близки к нулю, и их измерение не позволяет судить о величине собственно оптических потерь. При отсутствии накачки или малом уровне накачки активная область вносит дополнительные потери в лазерный резонатор, обусловленные поглощением света в ней. Таким образом, измерение полных потерь в этом случае ведет к завышенному значению.

Известен способ определения оптических потерь в лазерном резонаторе микролазера с помощью измерения спектральной ширины линии пропускания резонатора в более длинноволновом спектральном диапазоне, чем оптические переходы активной области (Srinivasan K. et al. Cavity Q, mode volume, and lasing threshold in small diameter AlGaAs microdisks with embedded quantum dots // Optics express. - 2006. - V. 14. - № 3. - P. 1094-1105.).

Поскольку на этих длинах волн активная область лазера не вносит поглощения/усиления в лазерный резонатор, ширина резонансной линии пропускания несет информацию о добротности резонатора, связанной с оптическими потерями в резонаторе. Недостатком указанного способа является то обстоятельство, что измерение оптических потерь происходит для длин волн, заметно отличающихся от длины волны лазерной генерации, как это проиллюстрировано на Фиг. 1: длина волны лазерной генерации составляет около 1345 нм, тогда как потери определяются по пропусканию в спектральном диапазоне вблизи 1442 нм. Поскольку оптические потери, как правило, зависят от длины волны, измерение оптических потерь указанным способом не позволяет определить их величину для излучения с длиной волны, на которой, собственно, и происходит лазерная генерация. Другим недостатком способа является то обстоятельство, что оптическая связь между исследуемым микролазером и оптическим волокном, через который подводится оптический сигнал, вносит дополнительные потери в лазерный резонатор.

Таким образом, ни один из известных способов не позволяет установить величину оптических потерь для лазерного излучения в резонаторе полупроводникового лазера, форма которого отличается от полоскового лазера, например, для дискового или кольцевого лазера.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка простого в реализации способа определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы и размеров, в частности для кольцевых и дисковых лазеров, для которых отсутствуют простые соотношения, позволяющие вычислить величину их оптических потерь по известным формулам.

Технический результат заключается в определении с приемлемой точностью величины оптических потерь в спектральном диапазоне лазерной генерации лазера с резонатором произвольной формы и размеров.

Поставленная задача решается с помощью настоящего изобретения, в основе которого лежит тот факт, что соотношение между длиной волны, соответствующей максимуму спектра усиления полупроводниковой лазерной гетероструктуры, и величиной усиления в максимуме определяется внутренними свойствами материала активной области и конструкцией лазерной гетероструктуры. Также известно, что лазерная генерация возникает (достигается порог лазерной генерации), когда оптическое усиление уравновешивает оптические потери, как это проиллюстрировано на Фиг. 2 (кривые 2 и 3 отражают спектры усиления лазера для двух различных интенсивностей возбуждения; пунктирная линия 1 отражает уровень потерь в лазере; стрелка 4 отражает длину волны, при которой усиление сравнивается с потерями). Следовательно, два полупроводниковых лазера, изготовленных из одной и той же полупроводниковой лазерной гетероструктуры, работающие в одинаковых условиях лазерной генерации, и имеющих одинаковую длину волны излучения на пороге лазерной генерации характеризуются одинаковой величиной оптических потерь независимо от того, какую форму, размеры или другие особенности имеют их лазерные резонаторы. Технический результат изобретения достигается за счет того, что, если оптические потери для одного из полупроводниковых лазеров (эталонного лазера) известны, второй (исследуемый) лазер будет характеризоваться той же величиной оптических потерь.

При этом за эталонный лазер в настоящем изобретении принят полосковый лазер с резонатором Фабри-Перо со сколотыми гранями из той же эпитаксиальной лазерной гетероструктуры, из которой сформирован лазер с резонатором произвольной формы и размеров, такого размера, для которого длины волн на пороге лазерной генерации лазера с резонатором эталонной формы и исследуемого лазера совпадают при одинаковых условиях лазерной генерации, так как для такого лазера зависимость оптических потерь от размера известна.

Сущность предлагаемого способа определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы и размеров включает формирование нескольких полосковых лазеров с резонатором Фабри-Перо различной длины со сколотыми гранями из той же эпитаксиальной лазерной гетероструктуры, из которой сформирован лазер с резонатором произвольной формы и размеров, измерение длины волны лазерной генерации в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы и размеров, измерение длины волны лазерной генерации в полосковых лазерах различной длины, нахождение полоскового лазера, длина волны лазерной генерации которого совпадает с длиной волны лазерной генерации лазера с резонатором произвольной формы и размеров, определение оптических потерь найденного полоскового лазера. Величина оптических потерь лазера с резонатором произвольной формы и размеров характеризуется той же величиной, что и у найденного полоскового лазера. Резонатор произвольной формы и размеров имеет форму диска либо кольца. Лазер с резонатором произвольной формы и размеров и полосковый лазер работают при инжекционной накачке. Резонатор произвольной формы и размеров имеет диаметр в диапазоне 10-100 мкм. Лазерная гетероструктура содержит активную область в виде массива полупроводниковых квантовых точек. Условия лазерной генерации соответствуют перескоку длины волны лазерной генерации из спектральной полосы основного оптического перехода квантовых точек к спектральной полосе первого возбужденного оптического перехода квантовых точек.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Заявляемый способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы и размеров может быть реализован с помощью следующих основных этапов, Фиг. 3:

- формирование лазера (5) с резонатором произвольной (исследуемой) формы и размеров из эпитаксиальной лазерной гетероструктуры (6);

- формирование лазеров (7.1, 7.2…7.N) с резонатором эталонной формы и различного размера из той же эпитаксиальной лазерной гетероструктуры (6);

- измерение длины волны (8) лазерной генерации в лазере с резонатором исследуемой формы и размеров;

- измерение длины волны (9.1, 9.2…9.N) лазерной генерации в лазерах с резонатором эталонной формы различного размера;

- измерение длины волны (9.1, 9.2…9.N) лазерной генерации в лазерах с резонатором эталонной формы различного размера, нахождение лазера (7.2), длина волны (9.2) лазерной генерации которого совпадает с длиной волны (8) лазерной генерации лазера (5) с резонатором исследуемой формы и размеров;

- определение известным способом оптических потерь в лазере (7.2) с резонатором эталонной формы;

- величина оптических потерь лазера с резонатором произвольной формы и размеров характеризуется той же величиной, что и у найденного лазера с резонатором эталонной формы.

В случае отсутствия лазера с резонатором эталонной формы, для которого длина волны лазерной генерации совпадала бы с длиной волны исследуемого лазера, оптические потери в исследуемом лазере определяются с помощью интерполяции или экстраполяции значений оптических потерь в лазерах с резонатором эталонной формы с близкими значениями длины волны генерации.

Под одинаковыми условиями лазерной генерации понимается одинаковая рабочая температура, длительность и частота повторения импульсов накачки и иные параметры, характеризующие технические условия работы полупроводникового лазера, известные специалистам в этой области.

Лазерная гетероструктура (6) может содержать активную область (6.1), помещенную в волноводный слой (6.2), ограниченный эмиттерными слоями (6.3) и (6.4). Лазерная гетероструктура может содержать и другие слои, например, буферный слой, контактный слой и т.д., в зависимости от используемых материалов, способа накачки активной области и способа реализации вертикального оптического ограничения. Лазерная гетероструктура может быть синтезирована одним из известных способов, например, таким как молекулярно-пучковая эпитаксия или газофазная эпитаксия из металлорганических соединений.

Предпочтительным является использование в качестве лазеров с резонатором эталонной формы полосковых лазеров с резонатором типа Фабри-Перо со сколотыми зеркалами и различной длины. Полосковые лазерные резонаторы могут иметь ширину около 100 мкм и могут быть сформированы с помощью использования известных способов обработки полупроводниковых материалов, например, с помощью фотолитографии и химического травления. Лазеры с полосковым резонатором могут иметь различную длину, что обеспечивает вариацию величины оптических потерь. Как правило, для определения оптических потерь в лазере с резонатором произвольной формы, достаточно использовать эталонные полосковые лазеры с длиной резонатора от 0.2 мм (в некоторых случаях от 0.1 мм) до 2 мм. Различная длина может задаваться скалыванием лазерной гетероструктуры вдоль определенных кристаллографических граней, образуя таким образом резонатор с двумя плоскопараллельными зеркалами - резонатор Фабри-Перо.

В одном варианте реализации заявленного способа исследуемый лазер имеет форму дискового резонатора. В другом варианте реализации заявленного способа исследуемый лазер имеет форму кольцевого резонатора. Дисковый или кольцевой резонаторы могут быть изготовлены и сформированы с использованием известных способов обработки полупроводниковых материалов, например, с помощью фотолитографии и плазмохимического травления или ионно-лучевого травления. Внешний диаметр резонаторов может варьироваться в диапазоне от 10 до 100 мкм.

Предпочтительным является использование полупроводниковых лазеров, работающих при электрической (инжекционной) накачке. В этом случае лазерная гетероструктура должна содержать области, легированные примесями n- и p-типа проводимости. К противоположным сторонам лазерной гетероструктуры должны быть сформированы электрические контакты.

Активная область лазерной гетероструктуры может представлять собой массив полупроводниковых квантовых точек, например, массив самоорганизующихся квантовых точек In(Ga)As, формируемых в процессе эпитаксиального осаждения.

Лазеры с активной областью в виде полупроводниковых самоорганизующихся квантовых точки характеризуются несколькими оптическими переходами: наиболее длинноволновым - основным - оптическим переходом и более коротковолновыми - первым, вторым и т.д. возбужденным - оптическими переходами. В зависимости от уровня оптических потерь и температуры, возможно достижение лазерной генерации на длинах волн, соответствующих тому или иному оптическому переходу, Фиг. 5. Например, если при умеренных температурах лазерная генерация происходит в пределах спектральной полосы основного оптического перехода (10.1), то при увеличении температуры происходит перескок к генерации в пределах спектральной полосы возбужденного оптического перехода (10.2). Перескок длины волны генерации происходит при некоторой критической температуре (11). Если критическая температура в исследуемом лазере и в лазере с резонатором эталонной формы некоторого размера совпадает, это означает, что они обладают одинаковыми оптическими потерями. Поскольку спектральное расстояние между соседними оптическими переходами составляет несколько десятком нанометров, перескок длины волны лазерной генерации можно надежно зафиксировать даже с помощью измерительной техники с относительно низким спектральным разрешением. Это в свою очередь упрощает техническую реализацию заявленного способа.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, где:

- на Фиг. 1 схематически показан известный способ определения оптических потерь (prior art): а) спектр излучения и б) спектр пропускания лазера с дисковым резонатором;

- на Фиг. 2 схематически проиллюстрирована физическая основа заявленного способа;

- на Фиг. 3 проиллюстрированы этапы возможной реализации заявленного способа;

- на Фиг. 4 проиллюстрирован вариант лазерной гетероструктуры;

- на Фиг. 5 проиллюстрирован вариант заявленного способа, основанный на фиксации перескока длины волны генерации на возбужденный оптический переход квантовых точек;

- на Фиг. 6 представлены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа изображения лазера: a) с дисковым резонатором; b) с кольцевым резонатором.

- на Фиг. 7 показаны измеренные вблизи порога лазерной генерации спектры исследуемых лазеров с дисковым резонатором;

- на Фиг. 8 квадратными символами показана длина волны лазерной генерации от длины резонатора для лазеров с резонатором эталонной формы, горизонтальными линиями показана длина волны лазерной генерации для исследуемых лазеров с дисковым резонатором;

- на Фиг. 9 квадратными символами показана длина волны лазерной генерации от температуры для лазера с резонатором эталонной формы длиной 1 мм, вертикальная штриховая линия показывает температуру, при которой происходит перескок лазерной генерации с основного (GS) на первый возбужденный (ES1) оптический переход квантовых точек в лазере с дисковым резонатором 28 мкм.

Приведенный ниже Пример 1 описывает вариант реализации заявляемого способа определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы для случая лазеров с резонатором в форме диска.

Пример 1. Синтез полупроводниковой лазерной гетероструктуры осуществлялся с помощью металлорганической газофазной эпитаксии на подложке n+-GaAs, разориентированной на 6 градусов относительно плоскости (100). Гетероструктура имела легированные эмиттерные слои Al0.39Ga0.61As n- и p-типа проводимости, между которыми заключен нелегированный GaAs волновод толщиной 790 нм, в центре которого размещалась активная область лазерной гетероструктуры, содержащая 5 слоев квантовых точек InGaAs/GaAs, разделенных между собой ненапряженными прослойками GaAs толщиной 40 нм.

Из части, выращенной лазерной гетероструктуры при помощи фотолитографии и плазмохимического травления сформированы резонаторы дисковой формы различного диаметра (15, 30, 50, 100, 150 или 200 мкм). Для пропускания электрического тока на поверхности каждого резонатора наносились многослойные металлические контакты AgMn/Ni/Au дисковой формы, а также сплошной металлический контакт AuGe/Ni/Au со стороны n+-GaAs подложки. Кроме того, из другой части той же эпитаксиальной пластины посредством травления и последующего выкалывания сформированы полосковые лазеры с резонатором Фабри-Перо. Ширина полоска лазеров составила величину 100 мкм, длина резонатора варьировалась в диапазоне от 0.1 до 2.0 мм.

Чипы с лазерами припаивались подложкой вниз на медный теплоотвод. Питание исследованных лазеров осуществлялось в импульсном режиме (длительность импульсов 300 нс, частота повторения 1 кГц). Сбор излучения электролюминесценции лазеров происходил с их торца с помощью объектива Mitutoyo M Plan Apo NIR 20x, а измерение его спектральных характеристик осуществлялось при температуре 27°С с помощью решеточного монохроматора Andor Shamrock 500i. На Фиг. 7 показаны примеры спектров лазерной генерации для двух исследуемых лазеров с дисковым резонатором. Длина волны лазерной генерации составили 1080.2 нм для лазера с дисковым резонатором диаметром 30 мкм и 1091.7 нм для лазера с дисковым резонатором диаметром 100 мкм.

Аналогичные измерения спектров излучения выполнялись также для лазеров с резонатором эталонной формы. Длина волны лазерной генерации показана на Фиг. 8 в зависимости от длины резонатора Фабри-Перо. Для этих лазеров определена величина внутренних потерь 2.2 см-1, полные оптические потери также приведены на Фиг. 8.

Сопоставление длины волны лазерной генерации исследуемого лазера с дисковым резонатором диаметром D=100 мкм с лазерами с резонатором эталонной формы позволяет заключить, что спектральное положение его линии лазерной генерации соответствует положению линии генерации в лазере с резонатором Фабр-Перо длиной 0.5 мм. Это позволяет заключить, что полные оптические потери в исследуемом лазере c дисковым резонатором диаметром 100 мкм составляют 26 см-1.

Сопоставление длины волны лазерной генерации исследуемого лазера с дисковым резонатором диаметром D=30 мкм с лазерами с резонатором эталонной формы позволяет заключить, что спектральное положение его линии лазерной генерации лежит между положениями линий генерации в лазерах с резонатором Фабр-Перо длиной 0.10 мм и 0.25 мм. Интерполяция имеющихся данных для лазеров с резонатором эталонной формы позволяет заключить, что полные оптические потери в исследуемом лазере с дисковым резонатором диаметром 30 мкм составляют 77 см-1.

Приведенный ниже Пример 2 описывает другой вариант реализации заявляемого способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы.

Пример 2. Были изготовлены лазеры с дисковым резонатором и лазеры полосковой конструкции с резонатором Фабри-Перо с использованием синтезированной с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии лазерной гетероструктуры, содержащей 10 рядов квантовых точек InAs/InGaAs. Исследование температурной зависимости длины волны лазерной генерации лазера с дисковым резонатором диаметром 28 мкм показало, что при температуре 107°С происходит перескок длины волны лазерной генерации с основного оптического перехода квантовых точек на длину волны первого возбужденного перехода квантовых точек, Фиг. 9. Аналогичный перескок происходит при той же температуре в лазере с резонатором эталонной формы с резонатором Фабри-Перо длиной 1 мм. Сопоставление спектральных характеристик исследуемого и эталонного лазеров при повышенной температуре позволяет заключить, что исследуемый лазер с дисковым резонатором имеет полные оптические потери 15 см-1, такие же, что и лазер с резонатором Фабри-Перо указанной длины.

Таким образом, продемонстрировано достижение заявленного технического результата - определение с приемлемой точностью величины оптических потерь в спектральном диапазоне лазерной генерации лазера с резонатором произвольной формы и размеров.

Следует понимать, что описанный вариант реализации изобретения являются просто иллюстрацией применения принципов заявленного способа и не ограничивает формулу изобретения, в которой указаны те признаки, которые являются существенными для изобретения.

Похожие патенты RU2818881C1

название год авторы номер документа
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЧАСТОТНО-ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ИСТОЧНИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2010
  • Шерстнев Виктор Вениаминович
  • Монахов Андрей Маркович
  • Гребенщикова Елена Александровна
  • Баранов Алексей Николаевич
  • Яковлев Юрий Павлович
RU2431225C1
ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР 2013
  • Золотарев Василий Владимирович
  • Борщёв Кирилл Станиславович
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Тарасов Илья Сергеевич
  • Пихтин Никита Александрович
RU2549553C2
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИСТОЧНИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Шерстнев Виктор Вениаминович
  • Монахов Андрей Маркович
  • Гребенщикова Елена Александровна
  • Баранов Алексей Николаевич
  • Яковлев Юрий Павлович
RU2465699C1
ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР 2010
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Тарасов Илья Сергеевич
  • Пихтин Никита Александрович
RU2443044C1
ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР 2018
  • Пихтин Никита Александрович
  • Подоскин Александр Александрович
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Шашкин Илья Сергеевич
RU2685434C1
ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР 2010
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Тарасов Илья Сергеевич
  • Пихтин Никита Александрович
RU2444101C1
ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР С МНОГОВОЛНОВЫМ МОДУЛИРОВАННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 2013
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Тарасов Илья Сергеевич
  • Пихтин Никита Александрович
  • Подоскин Александр Александрович
RU2540233C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР 1996
  • Швейкин В.И.
RU2109382C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИСКОВЫЙ ЛАЗЕР 2010
  • Козловский Владимир Иванович
RU2461932C2
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2013
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Тарасов Илья Сергеевич
  • Пихтин Никита Александрович
  • Подоскин Александр Александрович
RU2539117C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 818 881 C1

Реферат патента 2024 года Способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольной формы

Изобретение относится к измерительной технике, к исследованию полупроводниковых лазеров и лазерных микрорезонаторов. Способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольных формы и размеров включает формирование нескольких полосковых лазеров с резонатором Фабри-Перо различной длины со сколотыми гранями из той же эпитаксиальной лазерной гетероструктуры, что и лазер с резонатором произвольных формы и размеров, измерение длины волны лазерной генерации в полупроводниковом лазере с резонатором произвольных формы и размеров, измерение длины волны лазерной генерации в полосковых лазерах различной длины, нахождение полоскового лазера, длина волны лазерной генерации которого совпадает с длиной волны лазерной генерации лазера с резонатором произвольных формы и размеров, определение оптических потерь найденного полоскового лазера. Величина оптических потерь лазера с резонатором произвольных формы и размеров характеризуется той же величиной, что и у полоскового лазера. Технический результат - определение величины оптических потерь в спектральном диапазоне лазерной генерации лазера с резонатором произвольных формы и размеров. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула изобретения RU 2 818 881 C1

1. Способ определения оптических потерь в полупроводниковом лазере с резонатором произвольных формы и размеров, включающий

- формирование нескольких полосковых лазеров с резонатором Фабри-Перо различной длины со сколотыми гранями из той же эпитаксиальной лазерной гетероструктуры, из которой сформирован лазер с резонатором произвольных формы и размеров;

- измерение длины волны лазерной генерации в полупроводниковом лазере с резонатором произвольных формы и размеров;

- измерение длины волны лазерной генерации в полосковых лазерах различной длины;

- нахождение полоскового лазера, длина волны лазерной генерации которого совпадает с длиной волны лазерной генерации лазера с резонатором произвольных формы и размеров;

- определение оптических потерь найденного полоскового лазера;

- при этом величина оптических потерь лазера с резонатором произвольных формы и размеров характеризуется той же величиной, что и у найденного полоскового лазера.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что резонатор произвольных формы и размеров имеет форму диска.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что резонатор произвольных формы и размеров имеет форму кольца.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что лазер с резонатором произвольных формы и размеров и полосковый лазер работают при инжекционной накачке.

5. Способ по пп. 3, 4, отличающийся тем, что резонатор произвольных формы и размеров имеет диаметр в диапазоне 10-100 мкм.

6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что лазерная гетероструктура содержит активную область в виде массива полупроводниковых квантовых точек.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что условия лазерной генерации соответствуют перескоку длины волны лазерной генерации из спектральной полосы основного оптического перехода квантовых точек к спектральной полосе первого возбужденного оптического перехода квантовых точек.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2818881C1

СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА 2015
  • Веселов Дмитрий Александрович
  • Шашкин Илья Сергеевич
  • Слипченко Сергей Олегович
  • Пихтин Никита Александрович
  • Тарасов Илья Сергеевич
RU2601537C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ГЕТЕРОСТРУКТУР 2012
  • Дёмин Андрей Васильевич
  • Заботнов Станислав Васильевич
  • Золотаревский Юрий Михайлович
  • Иванов Вячеслав Семенович
  • Левин Геннадий Генрихович
  • Федянин Андрей Анатольевич
RU2491679C1
RU 2002215 C1, 30.10.1993
Способ определения оптических и теплофизических характеристик оптических волокон 1988
  • Винокуров С.А.
SU1561667A1
US 7079718 B2, 18.07.2006.

RU 2 818 881 C1

Авторы

Махов Иван Сергеевич

Крыжановская Наталья Владимировна

Жуков Алексей Евгеньевич

Даты

2024-05-06Публикация

2023-06-16Подача