Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương trình tỷ lệ và hiện tượng tạm thời trong laser bán dẫn
Tóm tắt
Bài báo này cố gắng tổng hợp một số hiệu ứng cộng hưởng xảy ra trong hành vi động lực học của laser bán dẫn. Để nghiên cứu các hiệu ứng này một cách lý thuyết, phương pháp phương trình tỷ lệ được sử dụng cho hoạt động đơn mode trong vùng ngưỡng phát xạ. Hai phương trình tỷ lệ cơ bản được đưa ra và các nghiệm quá độ của chúng được thảo luận. Sự tồn tại của hai hằng số thời gian trong các phương trình này, tức là thời gian sống của electron τe và thời gian sống của photon τp, dẫn đến một tần số cộng hưởng đặc trưng trong vùng GHz. Sự cộng hưởng này thể hiện qua các hiệu ứng 'spiking' tạm thời, trong hiện tượng nhiễu lượng tử, và trong các thí nghiệm điều chế tần số cao. Trong một dạng đã được điều chỉnh, tần số cộng hưởng cũng có thể được nghiên cứu trong các laser có buồng cộng hưởng ngoại và trong cấu hình đi-ốt đôi (hoặc, tương đương, các thiết bị thông thường với kích thích không đồng nhất dọc theo chiều dài buồng cộng hưởng). Trong hai ví dụ sau, sự cộng hưởng được kích thích bởi phản hồi quang học của bức xạ laser vào môi trường hoạt động thông qua một vùng 'mất mát' hoặc bị đảo ngược không đủ. Trong các dao động 'spiking' thường thấy ở giai đoạn bắt đầu hoạt động của laser, sự 'tăng vượt' dân số ban đầu là nguyên nhân của sự cộng hưởng. Đối với trường hợp nhiễu lượng tử, yêu cầu rằng số lượng photon và electron có giá trị nguyên cung cấp lực đẩy - một hiệu ứng lượng tử thực sự. Các thí nghiệm điều chế tần số cao tiết lộ trực tiếp cùng một tần số cộng hưởng, nơi mà một cực đại mạnh trong cường độ điều chế xảy ra.
Từ khóa
#laser bán dẫn #phương trình tỷ lệ #hiện tượng tạm thời #cộng hưởng #nhiễu lượng tửTài liệu tham khảo
G. J. Lasher,Solid State Electronics 7 (1964) 707–716.
H. Statz, C. L. Tang, andJ. M. Lavine,J. Appl. Phys. 35 (1964) 2581–2585.
J. Vilms, L. Wandinger, andK. L. Klohn,IEEE J. Quant. Elect. QE-2 (1966) 80–83.
N. G. Basov,ibid QE-4 (1968) 855–864.
H. Haug,Phys. Rev. 184 (1969) 338–348.
M. J. Adams,Phys. stat. sol. (a) 1 (1970) 143–152.
M. Cross, to be published.
M. J. Adams,Solid State Electronics 12 (1969) 661–669.
A. R. Goodwin andG. H. B. Thompson,IEEE J. Quant. Electr. QE-6 (1970) 311–312.
A. R. Goodwin andP. R. Selway,ibid QE-6 (1970) 285–290.
E. Pinkas, B. I. Miller, I. Hayashi, andP. W. Foy,J. Appl. Phys. 43 (1972) 2827–2835.
F. Stern,Phys. Rev. 148 (1966) 186–194.
M. J. Adams,Brit. J. Appl. Phys. (J. Phys. D)2 (1969) 1549–1553.
C. J. Hwang,Phys. Rev. B2 (1970) 4126–4134.
M. Ettenberg andH. Kressel,J. Appl. Phys. 43 (1972) 1204–1210.
V. D. Kurnosov, V. I. Magalyas, A. A. Pleshkov, L. A. Rivlin, V. G. Trukhan andV. V. Tsvetkov, Soviet Physics —JETP Letters 4 (1966) 303–305.
R. Roldan,Appl. Phys. Letts. 11 (1967) 346–348.
J. R. Andrews, reported at the Fibre Optics Communications Meeting, London (1972).
J. C. Dyment, J. E. Ripper, andT. P. Lee,J. Appl. Phys. 43 (1972) 452–457.
J. E. Ripper,ibid 43 (1972) 1762–1763.
D. E. Mccumber,Phys. Rev. 141 (1966) 306–322.
H. Haug andH. Haken,Z. Phys. 204 (1967) 262–275.
D. J. Morgan andM. J. Adams,Phys. stat. sol. (a) 11 (1972) 243–253.
L. A. D'asaro, J. M. Cherlow, andT.L. Paoli,IEEE Jl. Quant. Electr. QE-4 (1968) 164–167.
T. L. Paoli andJ. E. Ripper,Phys. Rev. A2 (1970) 2551–2555.
T. Ikegami andY. Suematsu,IEEE Jl. Quant. Electr. QE-4 (1968) 148–151.
E. Mohn,Electronics Letters 5 (1969) 261–262.
T. Ikegami andY. Suematsu,Proc. IEEE 55 (1967) 122–123.
Idem, Electronics and Communications in Japan 53-B (1970) 69–75.
M. J. Adams, Proceedings of the International Conference on ‘Lasers and their Applications’, Dresden, DDR (1970) 743–753.
K. Konnerth andC. Lanza,Appl. Phys. Letts. 4 (1964) 120–121.
G. Guekos andM. J. O. Strutt,Electronics Letters 3 (1967) 276–277.
H. D. Edmunds, C. DePalma andE. P. Harris,Appl. Optics 10 (1971) 1591–1596.
E. Mohn, R. F. Broom, Ch. Deutsch, andJ. Hatz,Phys. Letts. 24A (1967) 561–564.
R. F. Broom, E. Mohn, C. Risch andR. Salathé,IEEE Jl. Quant. Electr. QE-6 (1970) 328–334.
E. Mohn, Proceedings of the International Symposium on ‘Gallium Arsenide’, Dallas, Texas (IPPS, London), (1968) 101–109.
R. F. Broom andE. Mohn,J. Appl. Phys. 39 (1968) 4851–4852.
E. P. Harris,ibid 42 (1971) 892–893.
O. V. Bogdankevich, A. N. Mestvirishvili, A. N. Pechenov, andA. F. Suchkov, Soviet Physics —JETP Letters 12 (1970) 128–129.
C. A. Brackett,IEEE Jl. Quant. Electr. QE-8 (1972) 66–69.
T. L. Paoli andJ. E. Ripper,Phys. Rev. Letts. 22 (1969) 1085–1088.
Idem, Appl. Phys. Letts. 15 (1969) 105–107.
J. E. Ripper andT. L. Paoli,ibid 18 (1971) 466–468.
Idem, IEEE Jl. Quant. Electr. QE-8 (1972) 74–80.
N. G. Basov, V. N. Morozov, V. V. Nikitin, andA. S. Semenov, Soviet Physics —Semiconductors 1 (1968) 1305–1308.
Yu. m. Popov, G. M. Strakhovskii, andN. N. Shuikin,ibid 3 (1970) 943–947.
T. P. Lee andR. Roldan,IEEE Jl. Quant. Electr. QE-5 (1969) 551–552.
Idem, ibid QE-6 (1970) 339–352.
Yu. A. Drozhbin, Yu. P. Zakharov, V. V. Nikitin, A. S. Semenov, andV. A. Yakovlev, Soviet Physics —JETP Letters 5 (1967) 143–145.
K. Kobayashi, H. Yonezu, F. Saito, andY. Nannichi,Appl. Phys. Letts. 19 (1971) 323–324.
T. L. Paoli andJ. E. Ripper,Proc. IEEE 58 (1970) 1457–1465.
I. Hayashi, M. B. Panish, P. W. Foy, andS. Sumski,Appl. Phys. Letts. 17 (1970) 109–111.
Zh. I. Alferov, V. M. Andrew, D. Z. Garbuzov, Yu. V. Shilyaev, E. P. Morozov, E. L. Portnol, andV. G. Trofim, Soviet Physics —Semiconductors 4 (1971) 1573–1575.
J. C. Dyment, L. A. D'asaro, J. C. North, B. I. Miller, andJ. E. Ripper,Proc. IEEE 60 (1972) 726–728.
T. Tsukada, H. Nakashima, J. Umeda, S. Nakamura, N. Chinone, R. Ito, andO. Nakada Appl. Phys. Letts. 20 (1972) 344–345.