Эпитаксиальное выращивание гетероструктур нового типа на основе соединений А2В6 и создание на их основе полупроводникового дискового лазера, излучающего на основной частоте в сине-зеленом диапазоне спектра

Проведены расчеты спектров излучения и материального оптического усиления гетероструктур с квантовыми ямами ZnSSe/CdS/ZnSSe и ZnSSe/ZnSe/CdS/ZnSe /ZnSSe. Показано, что использование дополнительных слоев ZnSe увеличивает коэффициент усиления за счет увеличения интеграла перекрытия волновых функций электрона и дырки. Материальный коэффициент усиления может достигать значения 1000 1/см при реальных уровнях накачки, что позволяет реализовать лазер в добротном резонаторе. Разработана технология получения новых гетероструктур с 10 квантовыми ямами (КЯ) ZnSSe/ZnSе/CdS/ZnSe/ZnSSe методом парофазной эпитаксии из металлорганических соединений, отличающихся высоким внутренним квантовым выходом излучения КЯ при комнатной температуре. При исследовании полученных структур методами рентгеноструктурного анализа, зондовой и электронной микроскопии, низкотемпературной катодолюминесценции обнаружено расплывание гетерограниц в процессе выращивания, обусловленное взаимной диффузией атомов Cd и Zn. Проведены расчеты реконструкции КЯ из-за этой диффузии, которые качественно объясняют наблюдаемые экспериментальные данные. Намечены пути снижения влияния обнаруженного эффекта на характеристики гетероструктур. Разработана технология изготовления из полученных гетероструктур активных элементов лазеров с микрорезонатором и полупроводниковых дисковых лазеров с оптической и электронной накачкой. Технология включает нанесение высокоотражающего покрытия, перенос структуры на хладопроводящую подложку, удаление ростовой подложки GaAs, формирование второго зеркала. На основе полученных активных элементов реализована лазерная генерация при накачке импульсно-периодическим азотным лазером (337 нм) как при использовании микрорезонатора, так и внешнего зеркала обратной связи. В схеме полупроводникового дискового лазера достигнута импульсная мощность 0.75 Вт на длине волны 497 нм при длительности импульса 3 нм и частоте повторения 100 Гц. Угол расходимости лазерного луча не превышал 15 мрад. Достигнута импульсная генерация в лазере с микрорезонатором при накачке лазерным диодом на основе гетероструктуры GaInN/GaN (452 нм) пока с высокой пороговой мощностью накачки 5 Вт.