隧穿注入量子点半导体光放大器中的载流子动力学
光学
2018-09-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
隧穿注入过程已知可改善量子阱与量子点激光器的动力学特性；在后者中，它还改善了温度性能。隧穿注入过程的优势源于其避免了热载流子注入，而热载流子注入是所有半导体激光器中限制性能的关键因素。隧穿注入过程的微观机理尚未完全明了，因此难以优化此类激光结构。我们在此给出以工作于 1.55 um 的光放大器形式存在的隧穿注入量子点增益介质中宽带载流子动力学的数值研究。电荷载流子隧穿发生于一个杂化态，该态连接量子点第一激发态与受限量子阱——注入阱态。该杂化态在能量上约位于基态上方一个 LO 声子处，谱宽约 5 meV，主导了向基态的载流子注入。我们计算了在不同波长及两种偏置电流下，短脉冲扰动后整个增益谱上反转的动态响应。在 200 mA 高偏置下，整个谱呈现增益；在 30 mA 下，系统呈现增益-吸收混合谱。同时计算了注入阱中的载流子动力学。我们讨论了脉冲激发波长相对于增益谱峰值的作用，并表明注入阱对所有扰动波长均有响应，即便是那些远离隧穿注入过程主导区域的波长。
引用
@article{arxiv.1807.08250,
title = {Carrier Dynamics in a Tunneling Injection Quantum Dot Semiconductor Optical Amplifier},
author = {I. Khanonkin and M. Lorke and S. Michael and A. K. Mishra and J. P. Reithmaier and F. Jahnke and G. Eisenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.08250},
year = {2018}
}