Розглянуто питання використання числового методу трансформації Фур'є для аналізу частотних характеристик динамічної трирівневої моделі напівпровідникового квантоворозмірного лазера. Запропоновано методику проведення числового експерименту з розрахунку передаточної характеристики моделі лазера. Даний метод придатний для моделювання активних систем волоконно-оптичної лінії зв'язку.

Рассмотрены вопросы использования численного метода трансформации Фурье для анализа частотных характеристик динамической трехуровневой модели полупроводникового квантоворазмерного лазера. Представлена методика проведения численного эксперимента по расчету передаточной характеристики модели лазера. Данная методика пригодна для использования при моделировании активных элементов волоконно-оптической линии связи.

The problem of the Fourier transformation numerical method using for the analysis of frequency characteristics of a three-level dynamic model of quantum well lasers are considered. The technique of realization of numerical experiment for transfer characteristics is described. Such method can be used for simulation of active elements of the fiber optic systems.

Наведено систему швидкісних рівнянь, котрі описують динаміку лазера. Розглянуто особливості застосування числових методів аналізу цієї системи з урахуванням особливостей та властивостей лазера. Запропоновано метод моделювання лазерів на базі модифікації методів Адамса - Мултона. Проведено моделювання одномодового електроінжекційного лазера й електроінжекційного лазера з двома модами.

Детально розглянуто потужнісні характеристики лазерів на асиметричних багатошарових квантоворозмірних гетероструктурах. Управління спектром лазерного випромінювання проаналізовано для зовнішнього резонатора з дифракційною граткою та перелаштувальним дзеркалом. Для підвищення та стабілізації потужності лазера у всьому діапазоні перебудови проведено оптимізацію дисперсійних характеристик резонатора. Для системи GaAs - AlGaAs ширина полоси підсилення сягає 50 нм в області довжин хвиль 820 нм і крива перебудови практично плоска у разі вихідної потужності порядку 4 мВт. За даних умов генерація здійснюється в одномодовому режимі без перескочення мод.

Детально рассмотрены мощностные характеристики лазеров на асимметричных многослойных квантоворазмерных гетероструктурах. Управление спектром лазерного излучения анализируется для внешнего резонатора с дифракционной решеткой и перестраивающим зеркалом.Для повышения и стабилизации мощности лазера во всем диапазоне перестройки проведена оптимизация дисперсионных характеристик резонатора. Для системы GaAs - AlGaAs ширина полосы усиления достигает 50 нм в области длины волн 820 нм и кривая перестройки практически плоская при выходной мощности порядка 4 мВт. При этом генерация осуществляется в одномодовом режиме без перескока мод.

Output power characteristics of asymmetric multiple quantum-well heterostructure lasers are examined in details. Control of emission laser spectra is analyzed for an external cavity with diffraction grating and tuning mirror. Dispersion characteristics of the cavity are optimized to enhance the laser power and to receive stable output in the whole of tuning range. In the GaAs - AlGaAs system, the width of the gain band reaches 50 nm near the wavelength of 820 nm and the tuning curve is practically flat at the output power about 4 mW. Therewith, the lasing occurs in a single-mode regime without mode hops.

Розглянуто сучасне становище та тенденції розвитку телекомунікаційних систем та їх нового напрямку на основі фотоніки. Проаналізовано технічні можливості систем і проблем, пов'язаних зi створенням їх ключових компонентів - високошвидкісних квантоворозмірних лазерів. Висвітлено деякі проблеми теоретичного аналізу й адекватної оцінки максимальної полоси модуляції.

Рассмотрены современные тенденции развития телекоммуникационных систем и их нового направления на базе фотоники. Проведен анализ технических возможностей систем и проблем, связанных с созданием их ключевых элементов - высокоскоростных квантоворазмерных лазеров. Освещены некоторые проблемы теоретического анализа и адекватной оценки предельной полосы модуляции.

The modern tendencies of telecommunication systems development of and their new direction on the basis of photonics are considered. The analysis of technological capabilities of these systems and problems connected with creation of their key elements - high-speed quantum well lasers is carried out. Some problems of the theoretical analysis and adequate evaluation of the limiting modulation bandwidth are considered.

Запропоновано метод обліку температурної залежності лазера для моделі, яка враховує розподіл носіїв заряду й оптичного поля в резонаторі напівпровідникового лазера з вертикальним резонатором. Розв'язання температурного рівняння отримано з використанням функцій Гріна.

Представлен метод учета температурной зависимости лазера для модели, учитывающей распределение носителей и оптического поля внутри резонатора полупроводникового лазера с вертикальным резонатором. Решение температурного уравнения получено с использованием функций Грина.

The laser temperature dependence accounting method for the model is presented taking into account the carriers and optical field distribution inside the cavity of vertical cavity semiconductor laser. The thermal equation solution is obtained with Green function.

Подано програмний пакет для моделювання напівпровідникових лазерних структур, призначених для використання в оптоволоконних системах зв'язку. Розроблений пакет дозволяє проводити моделювання та дослідження динамічних і статичних характеристик багатосекційних лазерів і лазерiв із вертикальним резонатором. Використані моделі побудовано на базі систем диференціальних рівнянь та використанні методу хвильового розповсюдження.

Представлен программный пакет для моделирования полупроводниковых лазерных структур, предназначенных для использования в оптоволоконных линиях связи. Созданный пакет позволяет моделировать и исследовать динамические и статические характеристики многосекционных лазеров и лазеров с вертикальным резонатором. Использованные модели построены на базе систем дифференциальных уравнений и применении метода волнового распространения.

The software tool for semiconductor laser structures modeling, used in telecommunication system is described. Developed project is created for modeling and research of dynamical and steady state characteristics MQW laser structures and VCSEL's. The models based on rate equation systems and finite-element beam propagation method.

Розглянуто вплив геометричних параметрів КРС на довжину хвилі генерації інжекційного напівпровідникового лазера на основі InGaAs/InP. На підставі рішення стаціонарного рівняння Шредінгера з незбуреним гамільтоніаном для двошарової КРС отримано залежність довжини хвилі випромінювання від ширини ям і бар'єра. З'ясовано, що на етапі виготовлення квантово-розмірного лазера довжиною хвилі випромінювання можна керувати у великому діапазоні, змінюючи ширину роздільного бар'єра.

Рассмотрено влияние геометрических параметров КРС на длину волны генерации инжекционного полупроводникового лазера на основе InGaAs/InP. На основании решения стационарного уравнения Шредингера с невозмущённым гамильтонианом для двухслойной КРС получена зависимость длины волны излучения от ширины ям и барьера. Выявлено, что на этапе изготовления квантово-размерного лазера длиной волны излучения можно управлять в широких пределах, изменяя ширину разделительного баръера.

Contribution of Wanner-Mott excitons into the physical processes taking place in injection semiconductor lasers (ISL) on GaAs/AlxGa1-xAs quantum-well structures (QWS) was considered. On the basis of rate equations system solutions with allowanse for generation and annihilation of electron-hole pairs the dependences of the generated photons as well as nonequilibrium electrons and excitons produced by binding of free carriers on pumping current density in below threshold, threshold and above thresholdregions where obtained.

Освещены теоретические основы физики полупроводниковых излучателей на гетероструктурах, которые являются базовыми элементами современных волоконно-оптических систем связи, рассмотрены их рабочие характеристики, определяющие эффективность и скорость передачи информации. Приведены информационные характеристики волоконных световодов, а также примеры расчета полупроводниковых структур. Описана модель оптического резонатора и лазерные диоды. Рассмотрена динамика полупроводниковых лазеров.

Розглянуто переваги використання дискретних моделей під час моделювання електронних пристроїв, зокрема, фотобатарей і напівпровідникових лазерів. Розроблено дискретну модель системи фотобатарея - напівпровідниковий лазер, яка базується на відповідних схемах заміщення з керованими джерелами електричної енергії.

Розглянуто різні конструкції двокомпонентних напівпровідникових інжекційних лазерів. Наведено швидкісні рівняння даних лазерів і побудовано їх електричні моделі. Складено електричні схеми заміщення та показано можливість їх використання для розрахунку електричних та оптико-електричних кіл.

Розглянуто вплив модуляції втрат резонатора на динаміку лазера. Наведено швидкісні рівняння лазера, на базі яких побудовано його електричну модель. Розроблено електричні схеми заміщення з урахуванням гармонічного впливу. Проведено моделювання та зроблено висновки.

Розглянуто вплив фототропних компонент на процеси в напівпровідниковому інжекційному лазері в складі електричного кола. Наведено швидкісні рівняння в електричних параметрах і показано можливість їх реалізації як електричних еквівалентних схем. Проведено числове моделювання таких схем та надано трактування одержаних результатів.

Проанализирована структура энергетических потоков в гетеролазере и определены источники тепловых потоков, влияющих на температурный режим лазерного кристалла. Экспериментально исследовано термическое сопротивление тепловой трубы - основного элемента системы обеспечения теплового режима гетеролазера.

We consider a problem on behaviour of narrow-forbidden band semiconductors in external crossed laser and constant magnetic field and propose the new numeric algorithm for solution of Dirac type equation of two-band approximation and calculation of probabilities for two-photon magnetic absorption. The similar numeric algorithm is developed to calculate the characteristics of multi-photon absorption and ionization in the atomic systems within the new approach, which is based on the relativistic perturbation theory method and S-matrix adiabatic Gell-Mann and Low formalism. As example a calculation of probability of the two-photon detachment in some negative ions is carried out.

Mechanisms and consequences for laser annealing of semiconductor layer compositions after ion implantation are investigated. Such method of annealing heals point defects of crystal lattice and results in uniform distribution of impurity in it. It is recommended as more prospective in comparison with the other known methods of annealing.

The experimental investigations conducted show the existence of bounds between evolution in electroluminescence spectra of semiconductor structures, degradation of volt-current characteristics and origination of acoustic emission. It follows from the experimental results obtained that electroluminescence spectra can be defined not only by material and structure of heterojunction relaxed by the state of point defects, but the current including non-equilibrium state of crystal defect structure in whole.

Предложено использовать синхронизацию лазера небольшим (с амплитудой в диапазоне 0,02 - 0,18 от величины порогового тока) гармоническим сигналом для уменьшения ограничивающих быстродействие волоконно-оптических систем передачи и обработки информации флуктуации амплитуды и временного положения генерируемых инжекционным лазером информационных импульсов. Найдены оптимальные значения тока постоянного смещения, коэффициента фазовой задержки между информационным сигналом и сигналом синхронизации, а также величина амплитуды сигнала синхронизации.

Рассмотрено формирование спонтанных наноструктур в гетероэпитаксиальных наносистемах, представлен новый класс упорядоченных наноструктур - равновесные массивы трехмерных когерентно напряженных островков на поверхности кристалла. Также описана реализация инжекционных лазеров на квантовых точках, обладающих уникальными свойствами. Рассмотрены перспективы создания информационных систем на квантовых гетерогенных излучающих структурах.

Рассмотрены физические принципы работы полупроводниковых дисковых лазеров на модах шепчущей галереи. Предложен новый метод измерения однопроходного оптического усиления. Рассмотрена теория цилиндрических волноводов. Экспериментально исследованы спектральные характеристики лазеров на модах шепчущей галереи в интервале температур 4 - 300 K. Показано, что такие лазеры весьма перспективны как потенциальные источники лазерного излучения, работающие при комнатной температуре.

Ключ. слова: ZnO nanorods, quantum confinement effect, Zn_0,8Mg_0,2O/ZnO
Індекс рубрикатора НБУВ: В379.2 + З86-531.8

Рубрики:

Фізика напівпровідників

Квантова електроніка (радіофізика, радіотехніка)

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ