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

За отчетный период проведены следующие исследования. Проведены расчеты спектров излучения и материального оптического усиления гетероструктуры с квантовыми ямами ZnSSe/ZnSe/CdS/ZnSe/ZnSSe в зависимости от уровня накачки и температуры структуры. Показано, что материальный коэффициент усиления при комнатной температуре может превышать 5000 см-1 при реальных уровнях накачки, что позволяет реализовать лазер в добротном резонаторе с достаточно высокой эффективностью. Выращены несколько гетероструктур при различных соотношениях потоков металлоорганических соединений. Обнаружено, что взаимная диффузия атомов Cd и Zn, приводившая к расплыванию квантовых ям в процессе роста, существенно подавляется при выращивании слоев ZnSe и CdS в условиях небольшого избытка металла. Выращены гетероструктуры с 8 - 10 одинаковыми квантовыми ямами с высокой интенсивностью катодолюминесценции. Из выращенных гетероструктур по разработанной ранее технологии изготовлены микрорезонаторы для продольной накачки лазерным диодом на основе гетероструктуры InGaN/GaN с длиной волны излучения 440 нм. Получена генерация с длиной волны равной 508 нм на одной гетероструктуре и 525 нм – на другой гетероструктуре. Получена импульсная мощность 0.33 Вт при дифференциальной эффективности 10 %. Анализ полученных экспериментальных данных показал, что оцениваемый коэффициент материального усиления должен быть примерно 5000 см-1, что соответствует результатам выполненных расчетов. Исследован импульсный полупроводниковый дисковый лазер на структуре AlxGa1–xAs/AlyGa1–yAs с резонансно периодическим усилением и встроенным брэгговским зеркалом, излучающий на длине волны вблизи 780 нм. Приведены характеристики лазера как при накачке электронным пучком, так и при оптической накачке излучением лазерного диода с длиной волны 450 нм. В случае накачки электронным пучком достигнута пиковая мощность 4.4 Вт при дифференциальном КПД свыше 10%, тогда как при оптической накачке мощность составила 0.2 Вт при дифференциальном КПД 2.2% и примерно одинаковых параметрах резонатора. Падение КПД лазера при оптической накачки объясняется особенностью зонной структуры и большим коэффициентом поглощением накачки, что приводит к сильно неоднородному поглощению накачки по глубине гетероструктуры. Реализован и исследован полупроводниковый дисковый лазер, излучающей на длине волны 1064 нм, со средней мощностью до 0.4 Вт, при импульсно-периодической накачке лазерными диодами, со скважностью 1:10. Реализовано внутрирезонаторное удвоение частоты с импульсной мощностью до 0.1 Вт.