Обнаружено гашение генерации собственного стимулированного интенсивного пикосекундного излучения гетероструктуры AlxGa1–xAs-GaAs-AlxGa1–xAs, выходящего из ее торца. Гашение происходит при возвращении в активную область отраженной от торца гетероструктуры части излучения. Этот новый эффект позволяет уменьшать длительность излучения вплоть до 7.5 раз.
Получены новые экспериментальные данные, указывающие на следующие две причины обнаруженного ранее значительного уменьшения длительности собственного пикосекундного излучения гетероструктуры AlxGa1–xAs–GaAs–AlxGa1–xAs, выходившего из ее торца в выделенном направлении: 1) возвращающееся в активную область излучение, отраженное от торца, забирает значительную часть энергии инверсии населенности, которая иначе затрачивалась бы на генерацию излучения, движущегося к торцу; 2) образовывавшиеся неоднородности отраженного излучения вызывали такое переключение состояний мультистабильного фотонного кристалла, наводимого в гетероструктуре ее излучением, что для излучения, которое выходило бы из торца в выделенном направлении, росла запрещенная зона, и в гетероструктуре, и как следствие в воздушном пространстве, менялись траектории излучения.
В обзоре представлена третья часть экспериментального исследования излучения и возбуждаемых им оптоэлектронных эффектов. В начале мощной оптической пикосекундной накачки слоя GaAs гетероструктуры AlxGa1 –xAs–GaAs–AlxGa1 –xAs в нем возникает пикосекундное излучение. Экспериментально доказано, что это – усиленное спонтанное (стимулированное) излучение со спецификой распространения в гетероструктуре. Показано, что благодаря большой интенсивности излучения электронно-дырочная плазма поддерживается в “пороговом” состоянии с инверсией населенности электронов в узком энергетическом интервале. В связи с этим с плотностью электронов становятся однозначно связаны их температура, а следовательно, их распределение между долинами и т.п. Найдено, что ограничение инверсии означало насыщение усиления излучения, когда усиление лимитируется энергетическим транспортом носителей заряда на уровни, с которых они вынужденно рекомбинируют. Определено, что транспорт, замедляемый нагревом носителей из-за их взаимодействия с излучением, при связи температуры носителей с их плотностью, определяет динамику излучения в целом и его спектральных компонент.
Мощная пикосекундная оптическая накачка слоя GaAs гетероструктуры вызывает генерацию в нем стимулированного пикосекундного излучения. Благодаря своей высокой интенсивности излучение наводит брэгговскую решетку населенности электронов в активной области слоя, делая последнюю активным фотонным кристаллом. В поле излучения инверсная населенность электронов осциллирует со временем, что должно приводить к пространственно-временной модуляции излучения и этой населенности. Обнаружено, что, если расстояние Y между торцом гетероструктуры и центром активной среды и геометрические параметры указанной модуляции и движения излучения в фотонном кристалле удовлетворяют определенным условиям, то происходит размерный резонанс – возникает локально максимум модуляции зависимости энергии излучения, выходящего из торца, от Y и от энергии накачки.
Обнаружено коррелированное влияние размерного резонанса на параметры огибающей импульса спектральной компоненты стимулированного пикосекундного излучения гетероструктуры AlxGa1-xAs–GaAs–AlxGa1-xAs, которое наводит брэгговскую решетку населенности электронов в активной области слоя GaAs, делая последнюю фотонным кристаллом, и возбуждает осцилляции населенности со временем. Установлено, что чаще новый изучаемый вид размерного резонанса — это следствие закона минимальной диссипации.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации