Details

Объект исследования – InGaAs/GaAs/AlGaAs суперлюминесцентные диоды со скользящим полосковым волноводом. Цель работы – изучение особенностей излучения суперлюминесцентных диодов с новой конструкцией волновода. В ходе работы проведено экспериментальное исследование спектров и ватт-амперных характеристик суперлюминесцентных диодов со скользящим полосковым волноводом при различных режимах накачки. Возникновение паразитной лазерной генерации, ограничивающей максимальную мощность, регистрировалось по спектрам излучения. Выходная оптическая мощность в импульсном режиме работы составила более 850 мВт при ширине спектра около 23 нм. С увеличением скважности импульсов тока накачки пороговый ток уменьшился в 4 раза, а максимальная мощность уменьшалась до 200 мВт в непрерывном режиме. Таким образом, обнаружено аномальное для диодных лазеров поведение порогового в зависимости от длительности импульсов накачки. Предложена качественная модель, объясняющая полученную зависимость, суть которой заключается в том, что в скользящем волноводе моды Фабри-Перо не участвуют в лазерной генерации, а выходная мощность ограничена лазерной генерацией на замкнутых модах. Таким образом, скользящий волновод является простым и технологичным решением для подавления лазерной генерации на модах Фабри-Перо в суперлюминесцентных диодах. Научная новизна работы определяется новизной конструкции, а также новыми результатами, демонстрирующими влияние замкнутых мод на работу суперлюминесцентных диодов.

The object of study is InGaAs/GaAs/AlGaAs superluminescent diodes with a grazing stripe waveguide. The aim of the work was to study the characteristic features of the emission of superluminescent diodes with a new waveguide design. In the course of this work, we experimentally investigated the emission spectra and watt-ampere characteristics of superluminescent diodes with the grazing stripe waveguide under various pumping regimes. The occurrence of parasitic laser generation, which limits the maximum power in the superluminescent mode, was detected using emission spectra. The output optical power in the pulsed mode of operation succeeded 850 mW with a spectrum width of about 23 nm. When the pump current pulse dutation was increased, the threshold current decreased by a factor of 4, and the output power had decreased to 200 mW. Thus, the anomalous behavior of the threshold current was discovered. A qualitative model explaining the obtained  dependence had been proposed. The essence of the model is that the Fabry-Perot modes do not participate in lasing in the grazing stripe waveguide, and the output power is limited by the lasing on the internally circulating modes. Thus, the grazing waveguide is shown to be a simple and technological solution for suppressing lasing on the Fabry-Perot modes in superluminescent diodes. The novelty of the work is determined by the novel waveguide design, as well as new results demonstrating the role of internal circulating modes in the operation of superluminescent diodes.