Разработка и исследование полупроводниковых оптоэлектронных приборов с улучшенными характеристиками на основе новых конструкций резонаторов и волноводов с наноструктурами

Проект Лаборатории нанофотоники,
руководитель – зав. лабораторией, д.ф.-м.н. М.В. Максимов

Одночастотные полупроводниковые лазеры, излучающие на строго определённой длине волны, широко применяются для оптической передачи данных, в спектроскопии, различных сенсорах, системах машинного зрения, метрологии, биофотонике и множестве медицинских применений.

В настоящее время в качестве компактных одночастотных и достаточно мощных источников излучения в основном используются инжекционные лазеры с распределенной обратной связью, в которых селекция требуемой длины волны осуществляется за счёт отражения света от периодической решётки, созданной в самом лазерном чипе. Такие приборы сложны в изготовлении и достаточно дороги.

В лаборатории нанофотоники было обнаружено, что одночастотный режим излучения может реализовываться микролазерах с резонаторами в форме полудисков и полуколец, в которых распространяются моды шепчущей галереи. Исследуемые микролазеры имели диаметр от 50 до 200мкм, в качестве активной области использовались квантовые точки InGaAs/GaAs высокой плотности. Была достигнута импульсная мощность 1.6 Вт и более 130 мВт в непрерывном режиме при комнатной температуре. Лазерная генерация в непрерывном режиме наблюдалась при температурах большее 110°С.

Одночастотная генерация и относительная простота изготовления полудисковых микролазеров делает их привлекательной альтернативой традиционным лазерам с распределённой обратной связью для ряда применений, например, для использования в качестве источников излучения в фотонных интегральных схемах.