Структуры волноводные активные

Структуры волноводные активные 169 [c.239]

Волноводные структуры в активных диэлектриках 172 [c.18]

В данной главе основное внимание будет уделено пас-сивным резонаторам. Отдельно будут рассмотрены вопросы влияния активной среды на спектр генерации (эффекты выгорания дыр и затягивания частот) и на пространственную структуру поля излучения (эффект тепловой линзы), а также волноводные резонаторы и тонкопленочные лазеры. Подчеркнем, что вопросы формирования поля в активных резонаторах органически связаны с динамикой процессов в генерирующих лазерах. Это — большой и принципиально важный круг вопросов. Он будет рассматриваться в третьей главе книги. [c.109]

Наиболее широко применяются при создании активных и пассивных волноводных структур на основе соединений А В методы эпитаксиального наращивания. В зависимости от агрегатного состояния среды, из которой осуществляется кристаллизация, различают газовую, жидкостную, и молекулярно-лучевую эпитаксии. Способы эпитаксии соединений А В из газовой фазы в зависимости от вида исходных реагентов разделяют на хлоридный, хлоридно-гид-ридный и МОС-гидридный (МОС — металлоорганические соединения). Способы эпитаксии из газовой фазы обеспечивают скорость роста эпитаксиальных слоев приблизительно равную 8-10 мкм/с при температуре 750 °С. Процесс роста слоев при хлоридном и хлоридно-гидридном способах основан на обратимой реакции [c.168]

Характеристики волноводных структур на основе активных диэлектриков [c.178]

Рис. 3.19. Схема экспериментальной установки для переключения с помощью импульсов лазера на красителе с синхронной накачкой (по [3.29]), см. гл. 6. 1 — ВЧ-генератор 2 — акустооптический синхронизатор мод 3 — Кг+-лазер 4 —лазер на красителе 5 — стробирующая головка 5 —фотодиод 7 —оптоэлектронный ключ 8 — блок питания 9 — стробоскопический осциллограф. К волноводной структуре прикладывалось постоянное напряжение порядка 100 В. Индуцированный в щели электрический сигнал подавался с помощью короткого коаксиального кабеля на вход В стробоскопической головки (HP 1430 С) с временем нарастания 20 пс. Для управления стробоскопической головкой на его вход А поступал сигцал с лавинного фотодиода, возникавший под действием ответвленной части излучения лазера накачки (криптоновый лазер), также работавшего в режиме синхронизации мод с частотой следования импульсов 76 МГц. Импульсы излучения лазера на красителе (пиковая мощность 100—500 Вт, длительность — 5—10 пс, частота следования 76 МГц) фокусировались линзой (/=40 мм) на активную поверхность детектора (0,45x0,03 мм ). В этом устройстве оптоэлектронный ключ может быть использован и как быстродействующий фотоприемник. Его чувствительность имеет порядок 1 мВ на 1 мВт средней мощности излучения лазера.

При выполнении заданных логических операций оптическим устройством оптические характеристики нелинейного материала должны измениться на определенную величину. Это находит свое отражение в том, что уровень возбуждения в материале, например плотности экситонов или свободных носителей, достигает определенного уровня. Отсюда следует, что ключевым подходом к минимизации затрат энергии на переключение является сведение объема материала к минимуму. Данная стратегия, кроме того, приводит к повышению быстродействия и степени интеграции. Однако здесь будут возникать трудности чисто технологического характера, если качество материала не отвечает предъявляемым требованиям. Тем не менее в устройствах на основе резонаторов Фабри —Перо лучшие характеристики удается получить именно благодаря применению особо малых толщин резонатора [36], однако возможности технологии все же ограничивают минимально возможные толщины, поскольку толщину резонатора подбирают исходя из реально достижимых параметров поглощения и рассеяния света в материале [23]. Толщина резонатора Фабри — Перо должна составлять не менее половины длины волны света (для GaAs около 1/8 мкм). Если бы материалы обладали исключительно высокой степенью нелинейности, тогда было бы выгодно использовать даже еще меньшую толщину резонатора, чтобы сократить время нарастания поля в резонаторе и чувствительность к температуре и длине волны. Следует заметить, что уменьшение поперечного размера до величины порядка длины волны представляет гораздо более трудную проблему по сравнению с получением минимальной толщины резонатора. При этом дифракционные потери света могут быть уменьшены за счет применения соответствующих волноводных структур, для изготовления которых, по-видимому, можно использовать метод травления [26], или, возможно, имплантацию. Хотя все это может быть непосредственно выполнено для активного материала, следует помнить, что создание структур [c.72]

При использовании планарных волноводов в ЫКЬОз и ЫТаОз реализованы электрооптические дефлекторы призменного типа. Элементы интегральной оптики на канальных и полосковых волноводах в активных диэлектриках имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с планарными структурами. В первую очередь, это возможность более эффективного согласования волновода с излучателем, волокном, приемником и другими элементами оптических схем и систем. Возможность оптимизации волноводных каналов и электродных структур управления позволяет значительно снизить параметры энергопотребления, расширить частотную полосу и увеличить быстродействие устройств. [c.151]

Метод ионной имплантации позволяет синтезировать волноводные структуры в соединениях А" В с высоким оптическим качеством. По сравнению с элементарными полупроводниками процессы имплантации в многокомпонентных твердых растворах имеют ряд особенностей. К ним относятся возможность разложения полупроводникового материала при отжиге, следующем за ионной имплантацией возможные эффекты не-стехиометрии, получающиеся при ионном внедрении легирующей примеси, атомы которой должны располагаться в одной подрешетке соединения таким образом, чтобы быть электрически активными необходимость в ряде случаев проводить имплантацию при повышенных температурах возможность изменений в материале подложки, вызванных неимплантационным легированием. [c.170]

Среди активных диэлектриков, перспективных для применения в интегральной оптике, следует выделить класс жидких кристаллов. Тонкие слои этих соединений находят применение при создании электро-, акусто-, магнитооптических интегральных устройств. Жидкие кристаллы обладают особенностью изменять свою прозрачность и двулучепреломление в зависимости от прикладываемого электрического поля. Прикладываемые напряжения имеют порядок единиц вольт при достаточно большом повороте плоскости поляризации, но динамические свойства среды низкие, и модуляторы на жидких кристаллах используются в бинарном режиме. Волноводные структуры на основе жидких кристаллов типа МВВА (р-метаксибен-зилиден, р-л-бутиланилин) толщиной [c.174]

В предыдущих главах подробно разбирались свойства ДГС-лазеров с широким контактом. Как было показано на рис. 1.4.2, 2.3.1 и 2.3.2, структура слоев ДГС может быть типа N — р Р или N — п — Р. В гл. 2 рассматривался волноводный эффект в асимметричных и симметричных ДГС и были приведены численные значения коэффициента оптического ограничения. В 3 гл. 4 были представлены диаграммы энергетических зон ДГС. Численные примеры для прямого смещения приведены на рис. 4.3.16 и 4.3.17. В 6 гл. 4 рассматривалось ограничение носителей в структуре GaAs — Alj Gai xAs. Было показано, что обычно носители хорошо удерживаются в активной области. В 5 гл. 6 были описаны методы многослойной ЖФЭ. Изготовление приборов обычно следует методике, описанной в 2 гл. 7. [c.202]

Уменьшая ширину полоски до 8 мкм, Диксон и др. [176] получили в полосковых ДГС-лазерах с протонной бомбардировкой линейные и симметричные ватт-амперные характеристики до уровней выходной мощности меньше 3 мВт. Уменьшение ширины полоски до 8 мкм не всегда приводит к устранению изломов, однако в этом случае изломы появляются при более высоких уровнях излучаемой мощности [176]. Изломы были также устранены в планарных полосковых лазерах при диффузии Хп сквозь активную область. Структура такого типа показана на рис. 7.6.3, в [112]. Ширина полоски составляла 15 мкм. При им-лульсной накачке изломы не наблюдались вплоть до токов, при которых мощность, излучаемая с одного зеркала, оставляла 30 мВт.-В этом случае система мод вдоль плоскости р — /г-перехода отличается от эрмито-гауссовских мод, возникающих при волноводном эффекте, связанном с усилением. По-видимому, здесь волноводный эффект определяется скачком действитель-ной-части аоказатела преломлений величиной около 0,1% [112]. [c.294]

В 3 дано описание ДГС-лазера как диэлектрического волновода, а в 4 рассматривается распространение волны в симметричном трехслойиом плоском диэлектрическом волноводе. Центральный слой — это область в ДГС-лазере, в которой происходит генерация света и которая называется активным слоем. Трехмерное волновое уравнение для электрического поля оптической частоты выводится из уравнений Максвелла. Далее выводится дифференциальное уравнение, описывающее распространение электрического поля, поляризованного перпендикулярно направлению распространения, — поперечного электрического поля (ТЕ). Аналогичные уравнения описывают поперечные магнитные поля (ТМ), в которых магнитное поле поляризовано перпендикулярно направлению распространения. Эти поля зависят от двух пространственных переменных и времени, и решение волнового уравнения для них получается методом разделения переменных. Как следует из решений волновых уравнений, показатель преломления активного слоя должен быть больше показателей преломления прилегающих слоев, чтобы в трехслойной структуре происходило волноводное распространение излучения. Граничные условия для электрического и магнитного полей также выводятся из уравнений Максвелла. Применение этих граничных условий на границах раздела диэлектриков (гетеропереходах) приводит к дисперсионному уравнению, являющемуся уравнением на собственные значения, которое дает набор дискретных значений постоянной распространения. Получающиеся для этих дискретных значений конфигурации электрического и магнитного полей называются модами. [c.33]

Как уже говорилось в первой части этого параграфа, для возникновения генерации необходимо, чтобы усиление в лаяере превышало потери. Потери, обусловлешгые излучением с торцов лазера, равны (1/1)1п(1// ). В 8 гл. 2 приведены численные значения этой величины в зависимости от толщины активного слоя и скачка показателя преломления. Все другие потери обозначаются через сс,. Наиболее важными из них являются неизбежные потери из-за поглощения свободными носителями СБ. нос и потери вследствие рассеяния s. Последние обусловлены нерегулярностями гетерограниц или внутренних областей волновода. Потери для волноводной моды могут также возникать из-за ее связи со слоями структуры, в которых существенны потери. [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...