Физические основы создания активных областей вертикально-излучающих быстродействующих лазеров телекоммуникационного диапазона длин волн 1300-1550 нм методом молекулярно-пучковой эпитаксии

В диссертационной работе, целью которой являлось исследование физических основ создания и принципов конструирования гетероструктур активных областей вертикально-излучающих лазеров (ВИЛ) телекоммуникационного диапазона 1300-1550 нм, были поставлены и решены задачи по исследованию физических основ получения методом молекулярно-пучковой эпитаксии гетероструктур активных областей ВИЛ с повышенным оптическим усилением и с захороненным туннельным переходом, обеспечивающим токовое и оптическое ограничение, и задачи по исследованию изготовленных активных областей и кристаллов на их основе. Проведенные расчеты и моделирования обосновывают использование оригинальной конструкции активных областей на основе сверхрешетки InGaAs/InAlGaAs с толщинами слоев яма/барьер 0,8/2 нм для достижения генерации на длинах волн 1300-1550 нм, а в предложенной оригинальной концепции туннельного перехода (ТП) n++InGaAs/p++-InGaAs/p++-InAlGaAs заращивание слоем InP осуществляется методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Посредством молекулярно-пучковой эпитаксии и прямого двойного молекулярного спекания созданы гетероструктуры из которых изготовлены кристаллы ВИЛ на основе сверхрешеток InGaAs/InAlGaAs, исследованы их свойства. Кристаллы ВИЛ 1300 нм демонстрируют работу в одномодовом режиме с оптической мощностью 6 мВт, пороговым током 1,25 мА, быстродействием 8 ГГц. Описано влияние эффекта «насыщающегося поглотителя» в ВИЛ, приводящего к скачкообразному росту оптической мощности на пороге генерации.