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量子ドットレーザーの特性に及ぼすキャリア緩和過程の効果

研究報告コード R013000329
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 遠山 明利
  • 覧具 博義
  • 三沢 和彦
  • 斎藤 英彰
  • 西 研一
研究者所属機関
  • Applied Physics Department, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • Applied Physics Department, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • Applied Physics Department, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • Photonic and Wireless Devices Research Labs., NEC Corporation
  • Applied Physics Department, Tokyo University of Agriculture and Technology
研究機関
  • Applied Physics Department, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • Photonic and Wireless Devices Research Labs., NEC Corporation
報告名称 量子ドットレーザーの特性に及ぼすキャリア緩和過程の効果
報告概要 この報告では,量子ドットレーザーの変調特性に及ぼす内部閉じこめ準位の緩和とパウリブロッキングの効果について調べられている。基底状態の閉じこめ準位(1とする)と第一励起準位(2とする)との間の下向きと上向きの緩和の流れはそれぞれγ21p2(1-p1)とγ12p1(1-p2)と書ける。p1とp2は各状態の占有確率である。γ21の実験値および理論値は毎秒1012から1010と広くばらついている。図1(a-c)は,時刻t=0において注入電流密度を0から閾値Jthの3倍に急激に増加させたときの,レーザー出力の過渡応答の計算値を示している。緩和係数γ21が1012から1010に減るにつれて緩和振動が強くダンプしている。その理由は,図1(d-f)に示した占有率の波形からわかる。準位間のキャリアの流れが遅くなると占有率の振動に位相差を生じダンピングの原因となる,これがデジタル信号に対する有効変調バンド幅を大きく減らすことになる。パウリの阻止因子(1-p1)は遷移の流れに積の形で入っている。p1の増加はただ下向きの遷移の流れを減らすだけでなく緩和振動周波数を顕著に減らし,これもまた変調バンド幅を減らすことになる。これらの結果から,量子ドットレーザーの動的応答バンド幅を広げるには,準位間緩和を増加し発振レベルの占有率の閾値を下げるようにすべきことを示している。
画像

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研究分野
  • 半導体レーザ
  • 半導体結晶の電子構造
  • 半導体と絶縁体の電気伝導一般
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 覧具 博義(東京農工大学工学部)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 遠山 明利,覧具 博義,三沢 和彦,斎藤 英彰,西 研一. Effects of carier relaxation processes on quantum dot laser properties. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.157 - 157.

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