Оптоэлектронные полупроводниковые структуры с микрорезонаторами и насыщающимися поглотителями
Диссертация
Второе направление — изменение плотности состояний фотонов в системе — может быть реализовано путем изготовления микрорезонаторов с пространственным ограничением световой волны в нескольких измерениях или введением локализованных состояний в запрещенную зону фотонных кристаллов /3/. Оптические моды в таких структурах можно трактовать как фотоны с пониженной размерностью. С точки зрения применения… Читать ещё >
Список литературы
- Инжекционные лазеры на основе гетероструктуры alas-gaas с низким пороговым током при комнатной температуре / Ж. И. Алферов,
- B. М. Андреев, Е. Л. Портной, М. К. Трукан // ФТП. 1969. — Т. 3. —1. C. 1328−1332.
- Arakawa, У. Multidimensional quantum well laser and temperature dependence of its threshols current / Y. Arakawa, H. Sakaki // Phys. Rev. Lett. 1982. — Vol. 40. — Pp. 939−941.
- Lasher, G. J. Inhibited spontaneous emission in solid-state physycs and electronics / G. J. Lasher // Phys. Rev. Lett.— 1987.— Vol. 58.— Pp. 2059−2062.
- Observation of the coupled exciton-photon mode splitting in a semiconductor quantum microcavity / C. Weisbuch, M. Nishioka, A. Ishikawa, Y. Arakawa // Phys. Rev. Lett. 1992. — Vol. 69.- Pp. 3314−3317.
- Avrutin, E. A. Monolithic and multi-gigahertz mode-locked semiconductor lasers: constructions, experiment, models and applications / E. A. Avrutin, J. H. Marsh, E. L. Portnoi // IEE Proc.-Optoelectron. — 2000. Vol. 147. — Pp. 251−278.
- Supershort light pulses by passive mode-locking of qd laser diode / A. E. Gubenko, I. M. Gadjiev, N. D. Il’inskaya et al. // Proc. of 12th Int.
- Symp. Nanostructures: Physics and Technology. — St.-Petersburg, Russia: 2004.- Pp. 51−52.
- Vahala, K. J. Optical microcavities / K. J. Vahala // Nature. — 2003.— Vol. 424. Pp. 839−846.
- C. Wilmsen, H. T. Vertical Cavity Surface Emitting Lasers / H. Т. C. Wilmsen, L. C. (ed.). — Cambridge University Press, 1999.
- Lott, J. Design of vertical cavity lasers with intracavity photodetectors / J. Lott // Electronic Letters. — 1997. Vol. 33. — Pp. 955−957.
- High single-mode power observed from a coupled-resonator vertical-cavity laser diode / A. Fischer, K. Choquette, W. Chow et al. // Appl. Phys. Lett. 2001. — Vol. 79. — Pp. 4079−4081.
- Continuous-wave dual-wavelength lasing in a two-section vertical-cavity laser / M. Brunner, K. Gulden, R. Hovel et al. // IEEE Photonics Technology Letters. 2000. — Vol. 12. — Pp. 1316−1318.
- Huffaker, D. Tunnel injection active region in an oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser / D. Huffaker, T. Oh, D. Deppe // IEEE Photonics Technology Letters. — 1997. — Vol. 9. — Pp. 716−718.
- Вертикальные микрорезонаторы на 1.3 мкм с inas/ingaas-квантовыми точками и приборы на их основе / А. В. Сахаров, И. JI. Крестников, Н. А. Малеев и др. // ФТП. — 2001. Т. 35. — С. 889−895.
- Enhanced spectral power density and reduced linewidth at 1.3 micron in an ingaasquantum well resonant cavity light emitting diode / N. Hunt,
- E. Schubert, R. Logan, G. Zydzik // Appl. Phys. Lett. — 1992. Vol. 61. -Pp. 2287−2289.
- Nikolaev, V. V. Photon recycling white light emitting diode based on in-gan multiple quantum well heterostructure / V. V. Nikolaev, M. E. Port-noi, I. Eliashevich // Phys. Status Solidi A. 2001. — Vol. 183. — Pp. 177 182.
- Nikolaev, V. V. / V. V. Nikolaev, M. E. Portnoi // Phys. Status Solidi A. 2002. — Vol. 190. — P. 193.
- High extraction efficiency, laterally injected, light emitting diodes combining microcavities and photonic crystals / M. Rattier, T. Krauss, J. Carlin et al. // Optical and quantum electronics. — 2002. — Vol. 34. — Pp. 79−89.
- L. S. Dang, D. Heger, R. Andre et al. // Phys. Rev. Lett.— 1998.— Vol. 81. P. 3920.
- P. G. Savvidis, J. J. Baumberg, R. M. Stevenson et al. // Phys. Rev. Lett. 2000. — Vol. 84. — P. 1547.
- H. Deng, G. Weihs, C. Santori et al. // Science. — 2002.- Vol. 298,-P. 199.
- Борщ M. Основы Оптики / M. Борн, Э. Вольф. — М.: Наука, 1970.
- Калитеевский, М. А. / М. А. Калитеевский, А. В. Кавокин // ФТТ. — 1995.-Т. 37.-С. 2721.
- Hopfield, J. / J. Hopfield // Phys. Rev. 1958. — Vol. 112. — P. 1555.
- Агранович, В. М. / В. М. Агранович // ЖЭТФ.- 1959.- Т. 37.-С. 430.
- Киселев, В. А. / В. А. Киселев, И. Н. Уральцев, Б. С. Разбирин // Письма в ЖЭТФ. 1973. — Т. 18. — С. 504.
- D. Frohlich, A. Kulik, В. Uebbing et al. // Phys. Rev. Lett.- 1991. — Vol. 67. P. 2343.
- Andreani, L. C. / L. C. Andreani, F. Tassone, F. Bassani // Solid State Commun. 1991. — Vol. 77. — P. 641.
- Ивченко, E. JI. Экситонные поляритоны в периодических структурах с квантовыми ямами / Е. JI. Ивченко // ФТТ.— 1991.— Т. 33.— С. 2388.
- Exciton longitudinal-transverse splitting in gaas/algaas superlattices / E. L. Ivchenko, V. A. Kosobukin, V. P. Kochereshko, I. N. Uraltsev // Solid Stete Comm. 1989. — Vol. 70. — Pp. 529−535.
- Ивченко, E. JI. / E. JI. Ивченко, А. В. Кавокин // ФТП. — 1992.-T. 34. C. 1815.
- Vahala, K. J. Optical microcavities / K. J. Vahala // Science. — 2003.— Vol. 424. Pp. 839−846.
- Whispering-gallery mode microdisk laser / S. McCall, A. Levi, R. Slusher et al. // Appl. Phys. Lett. 1992. — Vol. 60. — Pp. 289−291.
- Tovar, A. Concentric-circle-grating, surface-emitting laser beam propagation in complex optical systems / A. Tovar, G. Clark / / JOS A A. — 1997. Vol. 14. — Pp. 3333−3340.
- High-finesse disk microcavity based on a circular bragg reflector / D. Labil-loy, H. Benisty, C. Weisbuch et al. // Appl.Phys.Lett. 1998. — Vol. 73. — Pp. 1314−1316.
- Jiang, Y. Cylindrical-wave reflection and antireflection at media interfaces / Y. Jiang, J. Hacker // Applied Optics.— 1994.— Vol. 33.— Pp. 7431−7434.
- Ping, E.-X. Transmission of planar, cylindrical and spherical multiple idielectric layer systems / E.-X. Ping j I Electronic Letters.— 1993.— Vol. 29.- Pp. 1838−1839.
- Rajh, T. Synthesis and characterization of surface modified colloidal cdte quantum dots / T. Rajh, О. I. Micic, A. Nozhik // J. Phys. Chem.— 1993, — Vol. 97.- Pp. 11 999−12 003.
- Y. a. Vlasov, V. N. Astratov, O. Z. Karimov et al. // Phys. Rev. B. — 1997.- Vol. 7655.- P. R13791.
- Fabrication of photonic band gap crystals through colloid self-assembly methods // Progress in Chemistry. — 2004. — Vol. 16.— Pp. 492−499.
- V. Zhuk, D. V. Regelman, D. Gershoni et al. // Phys. Rev. B. 2002. -Vol. 66.- P. 115 302.
- G. Dasbach, M. Bayer, M. Schwab, A. Forchel // Sem. Sci. Technol. — 2003. Vol. 18. — P. S339.
- Mie, G. / G. Mie // Annalen der Physik 1908. — Vol. 25. — P. 377.
- Jones, D. S. The theory of electromagnetism / D. S. Jones. — New York: Pergamon Press, 1964.
- Ping, E.-X. Transmission of electromagnetic waves in planar, cylindrical and spherical dielectric layer systems and their applications / E.-X. Ping // J. Appl. Phys. 1994. — Vol. 76. — Pp. 7188−7194.
- Enhancement of spontaneous emission rates by three-dimensional photon confinement in bragg microcavities / B. Ohnesorge, M. Bayer, A, Forchel et al. // Phys. Rev. B. 1997. — Vol. 56. — Pp. R4367-R4370.
- Quantum boxes as active probes for photonic microstructures: The pillar microcavity case / J. M. Gerard, D. Barrier, J. Y. Marzin et al. // Appl. Phys. Lett. 1996. — Vol. 69. — Pp. 449−451.
- Enhanced spontaneous emission by quantum boxes in a monolithic optical microcavity / J. Gerard, B. Sermage, B. Gayral et al. // Phys. Rev. Lett. — 1998.-Vol. 81.-P. 1110.
- T. Gutbrod, M. Bayer, A. Forchel et al. // Phys. Rev. В.- 1998.-Vol. 57. P. 9950.
- Andreani, L. Strong-coupling regime for quantum boxes in pillar micro-cavities: Theory / L. Andreani, G. Panzarini, J.M.Gerard // Phys. Rev. B. 1999. — Vol 60. — Pp. 13 276−13 279.
- Artemyev, M. V. Quantum dots in photonic dots / M. V. Artemyev, U. Woggon // Appl. Phys. Lett. 2000. — Vol. 76. — Pp. 1353−1355.
- Ultrafast dynamics in field-enhanced saturable absorbers / J. R. Karin, R. J. Helkey, D. J. Dericson et al. // Appl Phys. Lett. — 1994. Vol. 64. — Pp. 676−678.
- H0jfeldt, S. Modeling of carrier dynamics in quantum-well electroabsorp-tion modulator / S. H0jfeldt, J. M0rk // IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 2002. — Vol. 8. — Pp. 1265−1276.
- Tunable superlattice p-i-n photodetectors: characteristics, theory, and applications / A. Larson, P. A. Andrekson, S. T. Eng, A. Yariv // IEEE J. Quantum Electron. 1988. — Vol. 24. — Pp. 787−801.
- Picosecond all-optical gate using a saturable absorber in mode-locked laser diodes / I. Ogura, Y. Hashimoto, H. Kurita et al. // IEEE Photon. Tech-nol. Lett. 1998. — Vol. 10. — Pp. 603−605.
- Kurita, H. Ultrafast all-optical signal processing with mode-locked semiconductor lasers / H. Kurita, I. Ogura, H. Yokoyama // IEICE Transactions on Electronics. 1998. — Vol. E81C. — Pp. 129−139.
- Optimisation of signal transmission by an in-line semiconductor amplifier-saturable absorber module / C. Knoll, M. Golles, Z. Bakonyi et al. // Optics Commun.— 2001.- Vol. 187. — Pp. 141−153.
- Noise properties and cascadability of soa-ea regenerators / F. Ohman, S. Bischoff, B. Tromborg, J. M0rk // Proc. the 15th Annual Meeting ofthe IEEE Lasers and Electro-Optics Society.— Glasgow, UK: 2002.— Pp. 895−896.
- Schneider, H. Thermionic emission and Gaussian transport of holes in a GaAs/Al^Gai-^As / H. Schneider, K. v. Klitzing // Phys. Rev. В.— 1988. Vol. 38. — Pp. 6160−6165.
- Ahn, D. Exact calculations of quasibound states of an isolated quantum well with uniform electric field: Quantum-well Stark resonance / D. Ahn, S. L. Chuang // Phys. Rev. B. 1986. — Vol. 34. — Pp. 9034−9037.
- Hutchings, D. C. Transfer matrix approach to the analysis of an arbitrary quantum well structure in an electric field / D. C. Hutchings // Phys. Rev. B. 1986. — Vol. 34. — Pp. 9034−9037.
- Goldman, V. J. Resonant tunneling in magnetic fields: Evidence for space-charge buildup / V. J. Goldman, D. C. Tsui, J. E. Cunningham // Phys. Rev. B. 1994. — Vol. 50. — Pp. 10 864−10 967.
- Moss, D. J. Calculation of photogenerated carrier escape rates from GaAs/Al^Gai-xAs quantum wells / D. J. Moss, T. Ido, H. Sano // IEEE J. Quantum Electron. — 1994. — Vol. 30. — Pp. 1015−1026.
- Carrier escape dynamics in a single quantum well waveguide modulator / R. Bambha, D. C. Hutchings, M. J. Snelling et al. // Opt. Quantum Electronics. 1993. — Vol. 25. — Pp. S965-S971.
- Lefebvre, K. R. Electron escape time from single quantum wells / K. R. Lefebvre, A. F. M. Anwar // IEEE J. Quantum Electron. — 1997. — Vol. 33.-Pp. 187−191.
- Anwar, A. F. M. Electron escape via’polar optical-phonon interaction and tunneling from biased quantum wells / A. F. M. Anwar, K. R. Lefebvre // Phys. Rev. B. 1998. — Vol. 57. — Pp. 4584−4590.
- McLennan, M. J. Voltage drop in mesoscopic systems: a numerical study using a quantum kinetic equation / M. J. McLennan, Y. Lee, S. Datta // Phys. Rev. B. 1991. — Vol. 43. — Pp. 13 846−13 883.
- Andreani, L. C. / L. C. Andreani, A. Pasquarello, F. Bassani // Phys. Rev. B. 1987. — Vol. 36. — P. 5887.
- Chuang, S. L. Theory of hole refractions from heterojunctions / S. L. Chuang // Phys. Rev. B. 1989. — Vol. 40. — P. 10 379.
- Chao, C. Y. / C. Y. Chao, S. L. Chuang // Phys. Rev. В.- 1991.-Vol. 43. — P. 7027.
- Ekbote, S. / S. Ekbote, M. Cahay, K. Roenker // Phys. Rev. B. — 1998. -Vol. 58. P. 16 315.
- Lefebvre, K. R. Electron and hole escape times in single quantum wells / K. R. Lefebvre, A. F. M. Anwar // J. Appl. Phys. — 1996.- Vol. 80.— Pp. 3595−3597.
- Dynamics of carrier heating and sweepout in waveguide saturable absorbers / A. V. Uskov, J. R. Karin, R. Nagarajan, J. E. Bowers // IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. — 1995. —Vol. 1.— Pp. 552−561.
- Gain and threshold characteristics of longwavelength lasers based on inas/gaas quantum dots formed by activated alloy phase separation /
- М. V. Maximov, L. V. Asryan, Y. M. Shernyakov et al. // IEEE J. Quantum Electron. 2001. — Vol. 37. — Pp. 676−683.
- Asryan, L. V. / L. V. Asryan, R. A. Suris // Semicond. Sci. Technol. — 1996.-Vol. 11.-P. 554.
- Jiang, H. / H. Jiang, J. Singh // J. Appl. Phys.- 1999.- Vol. 85.-P. 7438. к
- M. Sugavara, N. Hatori, H. Ebe et al. // J. Appl. Phys.— 2005.— Vol. 97. P. 43 523.
- Passive mode-locking in 1.3 mm two-section inas quantum dot lasers / X. D. Huang, A. Stintz, H. Li et al. // Appl. Phys. Lett.- 2001.-Vol. 78. P. 2825.
- Mode-locking at 9.7 ghz repetition rate with 1.7 ps pulse duration in two-section qd lasers / A. E. Gubenko, I. M. Gadjiev, N. D. Il’inskaya et al. // Proc. IEEE Semicond. Laser Conf. — Shimane (Japan): 2004.— Pp. 2125.
- Bistable operation of a two-section 1.3-/Ш1 inas quantum dot laser — absorption saturation and the quantum confined stark effect / X. Huang, A. Stintz, H. Li et al. // IEEE J. Quantum Electron. — 2001. — Vol. 37. — P. 414.
- Lasher, G. J. Analys of a proposed bistable injection laser / G. J. Lasher // Solid-State Electron. 1964. — Vol. 7. — P. 707.
- Николаев, В. В. Брегговские отражатели для цилиндрических волн /
- В. В. Николаев, Г. А. Соколовский, М. А. Калитеевский // ФТП.— % 1999. Т. 33. — С. 174−179.
- Калитеевский, М. А. Расчет модовой структуры многослойного оптического волокна / М. А. Калитеевский, В. В. Николаев, R. A. Abram // Оптика и Спектроскопия. — 2000. — Т. 88. — С. 792−798.
- Калитеевский, М. А. Аналоги эффекта Брюстера и полного внутреннего отражения для цилиндрических волн / М. А. Калитеевский, В. В. Николаев // ЖТФ. 2000. — Т. 70.- С. 51−56.
- Optical eigenmodes of a multilayered spherical microcavity / M. A. Kali-teevskii, S. Brand, R. A. Abram, V. V. Nikolaev // J. Mod. Optics.— 2001.- Vol. 48.- Pp. 1503−1516.4
- Kaliteevski, M. A. Optical eigenmodes of a cylindrical microcavity / M. A. Kaliteevski, V. V. Nikolaev, R. A. Abram // J. Mod. Optics.— 2000.- Vol. 47.- Pp. 677−684.
- Exciton polaritons in a cylindrical microcavity with an embedded quantum wire / M. A. Kaliteevski, S. Brand, R. A. Abram et al. // Phys. Rev. B. 2000. — Vol. 61. — Pp. 13 791−13 797.
- Light-exciton coupling in semiconductor microcavities of cyllindrical and spherical symmetry / R. Abram, S. Brandt, M. Kaliteevski et al. // Proc. 25th Int. Conf. the Physics of Semiconductors (ICPS-25). Osaka: 2000.
- The coupling of zero-dimensional exciton and photon states: a quantum 4 dot in a spherical microcavity / R. Abram, S. Brand, M. A. Kaliteevskiet al. // Proc. 9th Int. Symp. «Nanostructures: Physics and Technology». — St. Petersburg: 2001.
- Electromagnetic theory of the coupling of zero-dimensional exciton and photon states: a quantum dot in a spherical microcavity / M. A. Kaliteevs-ki, S. Brand, R. A. Abram et al. // Phys. Rev. В. — 2001.- Vol. 64.— P. 15 305.
- Spontaneous light emission from a spherical microcavity with a quantum dot / V. V. Nikolaev, M. A. Kaliteevski, D. Cassagne et al. // Phys. Stat. Sol. (a). — 2002. —Vol 190.- Pp. 199−203.
- Polariton lasers based on semiconductor quantum microspheres / P. Bi-genwald, V. Nikolaev, D. Solnyshkov et al. // Phys. Rev. B. — 2004. — Vol. 70.- P. 205 343.
- E. L. Ivchenko, M. A. Kaliteevski, A. V. Kavokin, A. I. Nesvizhskii // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. — Vol. 13. — P. 1061.
- Nikolaev, V. V. Carrier escape time from reverse-biased quantum well semiconductor heterostructures / V. V. Nikolaev, I. A. Larkin, E. A. Avrutin // Proc. Cond. Matter and Materials Physics Conf.— Belfast: 2003.- Pp. 699−700.
- Nikolaev, V. V. Photocarrier escape time in quantum-well light-absorbing devices: Effects of electric field and well parameters / V. V. Nikolaev, E. A. Avrutin // IEEE J. Quantum Electron.— 2003.— Vol. 39.— Pp. 1653−1660.
- Modelling monolithic mode-locked semiconductor lasers / E. A. Avrutin, J. H. Marsh, J. M. Arnold et al. // Proc. 3rd IEEE LEOS Int. Conf. on Numerical Simulation of Optical Devices (NUSOD). — Tokyo (Japan):2003.- Pp. 76−79.
- Nikolaev, V. V. Quantum-well design for monolithic optical devices with gain and saturable absorber sections / V. V. Nikolaev, E. A. Avrutin // IEEE Photon. Technol. Lett. 2004. — Vol. 16. — Pp. 24−27.99.
- V.Nikolaev, V. Modelling monolithic mode-locked semiconductor lasers / V. V. Nikolaev, E. A. Avrutin // Proc. 4rd IEEE LEOS Int. Conf. on Numerical Simulation of Optical Devices (NUSOD). — Santa Barbara (USA):2004.-Pp. 63−64.
- Nikolaev, V. V. Multi-band к • p theory of carrier escape from quantum wells / V. V. Nikolaev, E. A. Avrutin // Phys. Rev. B. 2004. — Vol. 70. — P. 125 319.
- V. V. Nikolaev, E. A. A. Recovery dynamics of quantum-well saturable absorber / E. A. A. V. V. Nikolaev // Proc. 13th Int. Symp. «Nanostruc-tures: Physics and Technology». — St. Petersburg: 2005.
- Andrews, G. E. Special Functions / G. E. Andrews, R. Askey, R. Roy. — First edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 1999.
- Adachi, S. GaAs, AlAs and AIxGaixAs: material parameters for use in research and device applications / S. Adachi // J. Appl. Physics. — 1985. — Vol. 58. Pp. R1-R29.
- Simultaneous measurements of electron and hole sweepout from quantum wells and modeling of photoinduced field screening dynamics / J. A. Cavailles, D. A. B. Miller, J. E. Cunningham et al. // IEEE J. Quantum Electron. 1992. — Vol. 28. — Pp. 2486−2497.
- Anderson, P. W. / P. W. Anderson // Phys. Rev. B. 1981. — Vol. 23. — P. 4828.
- Shapiro, В. / B. Shapiro // Phys. Rev. B. 1987. — Vol. 35. — P. 8256.
- Cahay, M. / M. Cahay, M. McLennan, S. Datta // Phys. Rev. В.— 1988. Vol. 37. — P. 10 125.
- M. Buttiker, Y. Imry, R. Landauer, S. Pinhas // Phys. Rev. B. 1985. -Vol. 31.- P. 6207.
- Newton, R. G. Scattering Theory of Waves and Particles / R. G. Newton. — First edition. — New York: McGraw-Hill, 1966.
- Luttinger, J. M. / J. M. Luttinger // Phys. Rev. — 1956.- Vol. 102.— P. 1030.
- Altarelli, M. / M. Altarelli, U. Ekenberg, A. Fasolino // Phys. Rev. В.— 1985.-Vol. 32.-P. 5138.
- Fishman, G. / G. Fishman // Phys. Rev. B. 1995. — Vol. 52. — P. 11 132.
- Broido, D. A. / D. A. Broido, L. J. Sham // Phys. Rev. В.- 1985.-Vol. 31.- P. 888.
- Twardowski, A. / A. Twardowski, C. Hermann // Phys. Rev. B. — 1987. — Vol. 35.- P. 8144.
- Chuang, S. L. / S. L. Chuang // Phys. Rev. В.- 1991.- Vol. 43.-P. 9649.
- Altarelli, M. / M. Altarelli // Phys. Rev. B. 1983. — Vol. 28. — P. 842.
- Kumar, Т. / T. Kumar, M. Cahay, K. Roenker // Phys. Rev. B. 1997. -Vol. 56. — P. 4836.
- Winkler, R. / R. Winkler, A. I. Nesvizhskii // Phys. Rev. В. 1996.-Vol. 53. — Pp. 9984−9992.
- Analysis of bistable quantum dot injection laser / N. S. Averkiev, V. V. Nikolaev, M. Y. Poliakov et al. // Proc. 13th Int. Symp. «Nanos-tructures: Physics and Technology». — St. Petersburg: 2005.