На підставі аналізу переносу носіїв заряду і генерації фотонів у термінах концентрації удосконалено дифузійно-динамічну модель напівпровідникового лазера (НПЛ) з вертикальним резонатором. Проведено дослідження модуляційного відгуку окремих оптичних мод НПЛ з вертикальним резонатором та оксидним вікном і просторової залежності модуляційного відгуку цього лазера. Показано, що одномодовий НПЛ з вертикальним резонатором забезпечує смугу модуляції на 0,5 ГГц більше, ніж багатомодовий. Відзначено що ділянка з найбільшою шириною смуги модуляції знаходиться в центрі вихідного дзеркала НПЛ. Проаналізовано методи керування модовим складом випромінювання НПЛ. На підставі дослідження дисперсійних залежностей оптичного поля у двовимірному фотонному кристалі (ФК) встановлено, що за умови відношення діаметра отворів до відстані між ними, меншому ніж 0,7 обмеження випромінювання в просторовому дефекті ФК здійснюється завдяки існуванню забороненої зони для енергій фотонів у ФК, в інших випадках - обумовлюється повним внутрішнім відбиттям оптичного поля від меж розподілу середовище - напівпровідник - повітря у ФК. На основі розрахунку нормованих BV-діаграм, проаналізовано модові характеристики хвилеводного каналу НПЛ з вертикальним резонатором, створеного просторовим дефектом у двовимірному ФК. Показано, що такий дефект забезпечує одномодовий режим в достатньо широкому інтервалі довжин хвиль. Визначено геометричні параметри ФК, за яких спостерігається одномодовий режим у лазерному резонаторі з дефектною ділянкою у ФК, утвореною пропуском одного отвору під час виготовлення ФК. Зроблено порівняльний теоретичний аналіз двох типів хвилеводних каналів НПЛ з вертикальним резонатором, що утворені пропуском одного або декількох отворів під час виготовлення ФК. Встановлено, що в хвилеводному каналі першого типу одномодові умови можуть утворюватись за більших розмірів отворів у порівнянні з хвилеводними каналами другого типу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено особливості теоретичного опису генерації оптичного випромінювання у напівпровідникових лазерах на гетероструктурах з масивними та квантоворозмірними (КРС) активними шарами, взаємодії оптичного випромінювання з матеріалом активних і пасивних елементів високошвидкісних волоконно-оптичних систем (ВОС). Проведено теоретичні й експериментальні дослідження та створено нові методи опису динамічних процесів у режимі великого сигналу, що також включають нелінійні ефекти посилення й амплітудно-фазового зв'язку. Розвинуто нові уявлення про процеси переносу носіїв заряду в лазерній структурі та зміни характеру та тривалості процесів накопичення та захоплення носіїв в області квантової ями. Показано, що за умов накачки великим сигналом час накопичення заряду та коефіцієнт насичення посилення залежать від величини струму накачки. Вперше сформульовано числову динамічну дифузійну модель КРС лазера, у вигляді неоднорідної системи диференціальних рівнянь. Отримано нові результати, які більш точно відображають спостережені експериментально динамічні характеристики лазерів. Розроблено комплекс рішень щодо теоретичного опису фізичних процесів і спостережених характеристик волоконно-оптичних каналів, а також у мультиквантоворозмірних лазерах торцевого типу та поверхневого випромінювання з вертикальним резонатором.

  Скачати повний текст

Запропоновано конструктивне удосконалення касети для проведення рідинно-фазної епітакції, що дозволяє одержувати тонкі епітаксійні шари субмікронних розмірів на базі гетероструктур GaAs різного складу та рівня легування за рахунок забезпечення швидкої заміни в касеті ростових розплавів-розчинів. Удосконалено та реалізовано установку електрохімічного профілювання концентрації вільних носіїв заряду в епітаксійних шарах на основі GaAs, яка може бути ефективно використана в процесі розв'язання аналогічних задач екологічно небезпечним методом ртутного зонда. Обгрунтовано й апробовано режими використання легування розчинів-розплавів домішками рідкоземельних елементів у технології рідиннофазної епітаксії щодо зниження рівня фонових домішок, які дозволяють значно скоротити та здешевити процес епітаксійного нарощування шарів на базі GaAs шляхом відмови від довготривалих відпалів вихідної шихти.

  Скачати повний текст

Досліджено проблеми моделювання перехідних процесів у напівпровідникових електроінжекційних лазерах. Розглянуто різні види таких лазерів, описано їх кінетичні моделі. Використано числові методи інтегрування системи швидкісних рівнянь, які описують динаміку роботи електроінжекційних лазерів. Запропоновано нові електричні схеми заміщення напівпровідникових електроінжекційних лазерів. Показано, що основними перевагами таких схем є простота їх застосування в розрахунку багатосекційних, багатомодових напівпровідникових електроінжекційних лазерів, лазерів з урахуванням конструктивно-технологічних параметрів і лазерів, підключених до різних джерел енергії. Розроблено дискретні моделі лазерів і схеми з їх використанням, які значно спрощують моделювання електричних схем заміщення. Проведено якісну оцінку динаміки лазерів методом малого параметра. Проаналізовано стійкість роботи лазера.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто симетричні й асиметричні гетероструктури на базі багатокомпонентних напівпровідникових твердих розчинів, до складу яких входять Ga, In, Al, As, Sb, P. Досліджено розподіл носіїв і потенційний профіль асиметричних гетероструктур. Визначено закономірності впливу потенційного профілю на швидкість процесів захвату та тунелювання, вироблено методологію модифікування активної області й області обмеження для інтенсифікації процесів квантового переносу. Запропоновано структури з модифікованою активною областю, що показали покращені параметри - рекордне або підвищене ККД і вихідну потужність, знижений пороговий струм. Із застосуванням інтерполяційних моделей першого-другого порядку та напіваналітичних моделей обчислено параметри багатокомпонентних напівпровідникових розчинів, знайдено пари матеріалів, що не мають розриву країв зон, досліджено особливості процесів переносу носіїв в даних структурах, запропоновано та розглянуто їх використання як струмопровідних дзеркал, що забезпечують водночас низькі електричні й оптичні втрати, та інжекторів квантово каскадних лазерів, що забезпечують швидкий перенос електронів, знижені втрати та підвищену стійкість до шумів у напрузі джерела накачування. Досліджено динамічні процеси лазерів з багатошаровою квантоворозмірною областю, розроблено метод швидкого розрахунку модуляційних характеристик.

  Скачати повний текст