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微腔效应对于1.3μm量子点光子晶体纳腔激光器调制响应的影响
  • ISSN号:1001-9014
  • 期刊名称:《红外与毫米波学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:Supported by National Natural Science Foundation of China (61176046, 11304308 ), National Basic Research Program of China (2013CB933300)
中文摘要:

微腔效应可以提高自发辐射速率,从而起到有效的改善响应调制速率的作用.然而,对于1.3μm GaAs/InAs量子点光子晶体激光器而言,调制速率还会受到复杂的载流子动力学以及更近的空穴能级间隔的影响.因此基于全路径载流子弛豫动力学方程,计算并讨论了腔品质因子(Q)对于阈值和响应调制特性的影响.计算结果表明,高的Q值能够明显改善量子点光子晶体激光器的阈值,但是同时快速增长的光子寿命会导致调制带宽的恶化.所以,存在一个优化的Q值(2500)可以获得超过100 GHz的调制带宽,而当Q值为7 000时,对应的能量传输损耗最低.因此,在量子点光子晶体纳腔激光器的设计中,更全面的考虑各方面的因素对器件的性能的影响,对于获得高速调制低功耗的量子点激光器器件是十分有意义的.

英文摘要:

It had been proposed that the microcavity effect could enhance the spontaneous emission rate and hence dramatically increase the modulation speed. However, the work in this paper reveals that the situation might not be completely correct for the 1.3 μm GaAs based quantum dot (QD) photortics crystal (PhC) nanolasers due to the complex cartier dynamics and close hole levels. Based on the all-pathway rate equation model considering the carder relaxation dynamics, the influences of quality (Q) factor of cavity on the threshold and modulation responses of 1.3 μm QD PhC nanolasers were studied. It is found that the high Q factor can improve significantly the threshold of QD PhC nanolasers, but it also increases the photon lifetime and deteriorates the modulation bandwidth. Hence there ex- ists an optimized Q factor (-2500) for the nanolaser with a modulation bandwidth exceeding 100 GHz. For the en- ergy consumption, the best value corresponds to a Q factor of - 7 000. So an overall consideration is preferable in designing PhC nanocavity for both high speed and low energy consumption operation of QD lasers.

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期刊信息
  • 《红外与毫米波学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海技术物理研究所 中国光学学会
  • 主编:褚君浩
  • 地址:上海市玉田路500号
  • 邮编:200083
  • 邮箱:jimw@mail.sitp.ac.cn
  • 电话:021-25051553
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9014
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1577/TN
  • 邮发代号:4-335
  • 获奖情况:
  • 1992、1996年获全国优秀学术期刊一等奖,1999年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8778