Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (12.2021) : ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЛАЗЕРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВЕРТИКАЛЬНО-ИЗЛУЧАЮЩИХ ЛАЗЕРОВ СПЕКТРАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА 1,3 МКМ НА ОСНОВЕ КОРОТКОПЕРИОДНОЙ СВЕРХРЕШЁТКИ INGAAS/INGAALAS

ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЛАЗЕРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВЕРТИКАЛЬНО-ИЗЛУЧАЮЩИХ ЛАЗЕРОВ СПЕКТРАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА 1,3 МКМ НА ОСНОВЕ КОРОТКОПЕРИОДНОЙ СВЕРХРЕШЁТКИ INGAAS/INGAALAS

 

© 2021 г. А. А. Петренко*, аспирант; С. С. Рочас*, аспирант; Л. Я. Карачинский*, доктор техн. наук; А. В. Бабичев*, канд. физ.-мат. наук; И. И. Новиков*, канд. физ.-мат. наук; А. Г. Гладышев*, канд. физ.-мат. наук; Е. С. Колодезный*, канд. физ.-мат. наук; П. Е. Копытов*, студент; В. Е. Бугров*, доктор физ.-мат. наук; С. А. Блохин**, канд. физ.-мат. наук; А. А. Блохин**; К. О. Воропаев***; А. Ю. Егоров*, доктор физ.-мат. наук

*     Университет ИТМО, Санкт-Петербург

**   Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург

*** АО «ОКБ-Планета», Великий Новгород

E-mail: aapetrenko@itmo.ru

УДК 621.373.826

Поступила в редакцию 11.10.2021

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-12-11-16

В статье представлены результаты характеризации режимов лазерной генерации вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1,3 мкм на основе короткопериодной сверхрешётки In0,57Ga0,43As/In0,53Ga0,27Al0,2As и двух распределённых брэгговских отражателей Al0,9Ga0,1As/GaAs на подложке GaAs. Для проведения исследований кристаллы вертикально-излучающих лазеров были смонтированы на кристаллодержатель со сверхвысокочастотным SMA- (SubMiniature Version A) разъёмом и оптическим волокном с разъёмом типа Ferrule Connector (FC). Экспериментальные исследования вольтамперной и ватт-амперной характеристик, оптических и радиочастотных спектров и поляризационной стабильности лазерного излучения проводились в диапазоне токов накачки от 0 до 14 мА. Установлено, что величина порогового тока исследуемых вертикально-излучающих лазеров составила 1,7 мА. Продемонстрированы максимальная выходная оптическая мощность на выходе из оптического волокна вертикально-излучающего лазера на основе короткопериодной сверхрешётки In0,57Ga0,43As/In0,53Ga0,27Al0,2As, равная 1,34 мВт, частота малосигнальной модуляции в гига-герцовом диапазоне, величина токового сдвига длины волны излучения, равная 0,5 нм/мА. Исследованные вертикально-излучающие лазеры могут быть использованы при создании устройств радиофотоники для телекоммуникационных применений. Дальнейшее улучшение статических и динамических характеристик вертикально-излучающих лазеров возможно в результате оптимизации конструкции короткопериодной сверхрешётки и заращенного туннельного перехода.

Ключевые слова: вертикально-излучающие лазеры, короткопериодные сверхрешётки, динамические режимы лазера, информационно-телекоммуникационные системы передачи данных.

Код OCIS: 140.5960

 

Литература

1.    Блохин С.А., Бобров М.А., Малеев Н.А., Блохин А.А., Кузьменков А.Г., Васильев А.П., Рочас С.С., Гладышев А.Г., Бабичев А.В., Новиков И.И., Карачинский Л.Я., Денисов Д.В., Воропаев К.О., Ионов А.С., Егоров А.Ю., Устинов В.М. Вертикально-излучающий лазер спектрального диапазона 1,55 мкм с туннельным переходом на основе слоев n++-InGaAs/p++-InGaAs/p++-InAlGaAs // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. № 17. С. 21–25.

2.   Леденцов Н.Н., Щукин В.А., Kalosha V.P., Ledentsov N.N.Jr., Kropp J.R., Agustin M., Блохин С.А., Блохин А.А., Бобров М.А., Кулагина М.М., Задиранов Ю.М., Малеев Н.А. Дизайн и новая функциональность антиволноводных вертикально-излучающих лазеров на длину волны 850 нм // Письма в ЖТФ. 2018. Т. 44. № 1. С. 85–94.

3.   Блохин С.А., Бобров М.А., Блохин А.А., Кузьменков А.Г., Малеев Н.А., Устинов В.М., Колодезный Е.С., Рочас С.С., Бабичев А.В., Новиков И.И., Гладышев А.Г., Карачинский Л.Я., Денисов Д.В., Воропаев К.О., Ионов А.С., Егоров А.Ю. Влияние потерь на вывод излучения на динамические характеристики вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1,55 мкм, изготовленных методом спекания эпитаксиальных пластин // Физика и техника полупроводников. 2019. Т. 53. № 8. С. 1128–1134.

4.   Sciamanna M., Shore K.A. Physics and applications of laser diode chaos // Nat. Photon. 2015. V. 9. № 3. P. 151–162.

5.   Mereuta A., Sirbu A., Caliman A., Suruceanu G., Iakovlev V., Mickovic Z., Kapon E. Fabrication and performance of 1.3-µm 10-Gb/s CWDM wafer-fused VCSELs grown by MOVPE // J. Cryst. Growth. 2015. V. 414. P. 210–214.

6.   Bimberg D., Larsson A., Joel A. Industry VCSELs // Comp. Semicond. 2014. V. 1. P. 22–26.

7.    Park M.-R., Kwon O.-K., Han W.-S., Lee K.H., Park S.-J., Yoo B.-S. All-epitaxial InAlGaAs-InP VCSELs in the 1.3-1.6-µm wavelength range for CWDM band applications // IEEE Photon. Tech. Lett. 2006. V. 18. № 16. P. 1717–1719.

8.   Louderback D.A., Fish M.A., Klem J.F., Serkland D.K., Choquette K.D., Pickrell G.W., Stone R.V., Guilfoyle P.S. Development of bottom-emitting 1300 nm vertical-cavity surface-emitting lasers // IEEE Photon. Tech. Lett. 2004. V. 16. № 4. P. 963–965.

9.   Nishida T., Takaya M., Kakinuma S., Kaneko T. 4.2 mW GaInNAs long-wavelength VCSEL grown by metalorganic chemical vapor deposition // J. Sel. Top. Quantum Electron. 2005. V. 11. № 5. P. 958–961.

10. Shin J.-H., Yoo B.-S., Han W.-S., Kwon O.-K., Ju Y.-G., Lee J.-H. CW operation and threshold characteristics of all-monolithic InAlGaAs 1.55-µm VCSELs growth by MOCVD // IEEE Photon. Technol. Lett. 2002. V. 14. № 8. P. 1031–1033.

11.  Shin J.-H., Kin J.-H., Song H.-W., Han I.-Y., Ju Y.G., Han W.-S., Kwon O.-K. Near room-temperature continuous-wave operation of all-monolithic InAlGaAs/InP 1.3 µm VCSELs // Electron. Lett. 2003. V. 39. № 8. P. 664–665.

12.  Freezell D., Buell D.A., Coldren L.A. InP-based 1.3-1.6 µm VCSELs with selectively etched tunnel-junction apertures on a wavelength flexible platform // IEEE Photon. Technol. Lett. 2005. V. 17. № 10. P. 2017–2019.

13.  Ramana Murty M.V., Huang X.D., Liu G.L., Lin C.C., Xu D., Shieh C.L., Lee H.C., Cheng J. Long-wavelength VCSEL-based CWDM scheme for 10-GbE links // IEEE Photon. Technol. Lett. 2005. V. 17. № 6. P. 1286–1288.

14.  Muller M., Wolf P., Grasse C., Dias M.P.I., Ortsiefer M., Bouhm G., Wong E., Hofmann W., Bimberg D., Amann M.-C. 1.3 µm short-cavity VCSELs enabling error-free transmission at 25 gbit/s over 25 km fibre link // Electron. Lett. 2012. V. 48. № 23. P. 1487–1489.

15.  Ellafi D., Iakovlev V., Sirbu A., Suruceanu G., Mickovic Z., Caliman A., Mereuta A., Kapon E. Control of cavity lifetime of 1.5 µm wafer-fused VCSELs by digital mirror trimming // Opt. Exp. 2014. V. 22. № 26. P. 32180–32187.

16.  Babichev A.V., Karachinsky L.Ya., Novikov I.I., Gladyshev A.G., Blokhin S.A., Mikhailov S., Iakovlev V., Sirbu A., Stepniak G., Chorchos L., Turkiewicz J.P., Voropaev K.O., Ionov A.S., Agustin M., Ledentsov N.N., Egorov A.Yu.  6-mW single-mode high-speed 1550-nm wafer-fused VCSELs for DWDM application // IEEE J. Quant. Electron. 2017. V. 53. № 6. P. 1–8.

17.  Karachinsky L.Ya., Novikov I.I., Babichev A.V., Gladyshev A.G., Kolodeznyi E.S., Rochas S.S., Kurochkin A.S., Bobretsova Yu.K., Klimov A.A., Denisov D.V., Voropaev K.O., Ionov A.S., Bougrov V.E., Egorov A.Yu. Optical gain in laser heterostructures with an active area based on an InGaAs/InGaAlAs superlattice // Opt. Spectr. 2019. V. 127. № 6. P. 1053–1056.

18. Блохин С.А., Неведомский В.Н., Бобров М.А., Малеев Н.А., Блохин А.А., Кузьменков А.Г., Васильев А.П., Рочас С.С., Бабичев А.В., Гладышев А.Г., Новиков И.И., Карачинский Л.Я., Денисов Д.В., Воропаев К.О., Ионов А.С., Егоров А.Ю., Устинов В.М. Вертикально-излучающие лазеры спектрального диапазона 1,55 мкм, изготовленные по технологии спекания гетероструктур, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии из твердотельных источников // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 10. С. 1088–1096.

19.  Blokhin S., Babichev A., Gladyshev A., Karachinsky L., Novikov I., Blokhin A., Rochas S., Denisov D., Voropaev K., Ionov A., Ledentsov N., Egorov A. Wafer-fused 1300 nm VCSELs with an active region based on superlattice // Electron. Lett. 2021. V. 57. № 18. P. 697–698.

20. Блохин С.А., Бабичев А.В., Гладышев А.Г., Карачинский Л.Я., Новиков И.И., Блохин А.А., Бобров М.А., Малеев Н.А., Кузьменков А.Г., Надточий А.М., Неведомский В.Н., Андрюшкин В.В., Рочас С.С., Денисов Д.В., Воропаев К.О., Жумаева И.О., Устинов В.М., Егоров А.Ю., Бугров В.Е. Исследование характеристик сверхрешетки InGaAs/InAlGaAs для вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 1300 нм // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. № 12. С. 2008–2017.

21.  Блохин С.А., Малеев Н.А., Бобров М.А., Кузьменков А.Г., Васильев А.П., Задиранов Ю.М., Кулагина М.М., Блохин А.А., Гусева Ю.А., Оспенников А.М., Петренко М.В., Гладышев А.Г., Егоров А.Ю., Новиков И.И., Карачинский Л.Я., Денисов Д.В., Устинов В.М. Вертикально-излучающие лазеры с внутрирезонаторными контактами и ромбовидной токовой апертурой для компактных атомных часов // Квантовая электроника. 2019. Т. 49. № 2. С. 187–190.

22. Nakwaski W. VCSEL structures used to suppress higher-order transverse modes // Opto-Electron. Rev. 2011. V. 19. № 1. P. 119–129.

23. Бобров М.А., Малеев Н.А., Блохин С.А., Кузьменков А.Г., Блохин А.А., Васильев А.П., Гусева Ю.А., Кулагина М.М., Задиранов Ю.М., Трошков С.И., Лисак В., Устинов В.М. Поляризационные характеристики вертикально-излучающих лазеров спектрального диапазона 850 нм с внутрирезонаторными контактами и ромбовидной оксидной токовой апертурой // Физика и техника полупроводников. 2016. Т. 50. № 10. С. 1408–1413.

24.      Wolf P., Li H., Caliman A., Mereuta A., Iakovlev V., Sirbu A., Kapon E., Bimberg D. Spectral efficiency and energy efficiency of pulse-amplitude modulation using 1.3 µm wafer-fusion VCSELs for optical interconnects // ACS Photon. 2017. V. 4. № 8. P. 2018–2024.

 

 

Полный текст