Исследование излучательных характеристик мощных полупроводниковых лазеров, лазерных линеек и фазированных лазерных решеток тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Тер-Мартиросян Александр Леонович

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЩНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ, ЛАЗЕРНЫХ ЛИНЕЕК И ФАЗИРОВАННЫХ ЛАЗЕРНЫХ РЕШЕТОК

Специальность: 01.04.10 - Физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете им. В.И.Ульянова (Ленина).

Научные руководители:

доктор физико-математических наук, профессор Пихтин А.Н. кандидат физико-математических наук Чалый В.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, лауреат Ленинской и Государственной премий, профессор Андреев В.М.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Саенко И.В.

Ведущая организация: Научно - исследовательский институт лазерной физики, г. Санкт-Петербург.

Защита состоится "¿¿О" 1997 г. в час. на

заседании диссертационного совета К063.36.10 Санкт - Петербургского государственного электротехнического университета им. В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт - Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " ¿¿¿£/>£¿¿4 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Семенов Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. В различных областях науки и техники, таких как дальняя (космическая) и ближняя связь, автоматика, робототехника, медицина, геология, спектроскопия и др-, полупроводниковые лазерные диоды предпочтительнее, чем газовые или твердотельные (например УАС:Ш) лазеры вследствие малости их размеров и веса, высокой эффективности, малого энергопотребления и возможности прямой модуляции. Наиболее мощные АЮаАэ/СаАз РО ДГС лазеры с квантоворазмерной активной областью и широким полосковым контактом, изготавливаемые в настоящее время, являются источниками частично когерентного излучения с непрерывной мощностью до 4 Вт и эффективностью порядка 50%. Дальнейшее увеличение мощности излучения достигается интеграцией отдельных диодов в лазерные линейки. Такие приборы используются, в частности, в качестве источников накачки в твердотельных УАО:Ыс1 лазерах вместо традиционных ламп-вспышек. К недостаткам мощных полупроводниковых лазеров относятся невысокая степень когерентности генерируемого излучения и сравнительно небольшой срок службы.

Фазированная лазерная решетка представляет собой одну из наиболее сложных разновидностей полупроводниковых лазеров, которая, кроме перечисленных выше достоинств, обладает также высокой степенью когерентности генерируемого излучения. Исследование механизмов оптического ограничения электромагнитной волны и влияния различных технологических факторов на устойчивую работу фазированной решетки в режиме фазовой синхронизации является важным условием создания мощного когерентного полупроводникового источника лазерного излучения.

В связи с этим тема работы, направленной на изучение механизмов деградации мощных полупроводниковых лазеров, теплового режима работы лазерных линеек, оптического ограничения электромагнитных волн в фазированных лазерных решетках, а также на разработку экономичной и воспроизводимой технологии изготовления перечисленных выше мощных источников лазерного излучения, является актуальной.

Цель и задачи работы состояли в: -разработке экономичной и воспроизводимой постростовой технологии изготовления мощных полупроводниковых лазеров, позволяющей создавать мощные лазерные линейки и фазированные лазерные решетки;

-исследовании деградации мощных АЮаАз/СаАэ лазерных диодов; -изучении взаимного теплового влияния элементов лазерной линейки; -исследовании механизмов оптического ограничения электромагнитных волн в фазированных лазерных решетках.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

- обнаружена связь скорости деградации мощных лазерных диодов с температурой роста А1-содержащих слоев лазерной гетероструктуры;

- обнаружено, что взаимное тепловое влияние элементов лазерной линейки носит пороговый характер в зависимости от тока накачки;

- установлено, что в фазированных лазерных решетках типа "мелкая меза с дополнительной изоляцией" определяющими являются два механизма ограничения электромагнитной волны за счет изменения эффективного показателя преломления: связанный с изготовлением меза-структуры и с разогревом структуры при протекании тока;

- показано, что устойчивая работа фазированной лазерной решетки в режиме фазовой синхронизации достигается при реализации в решетке сильной оптической связи между элементами.

Практическая значимость работы состоит в разработке недорогой и воспроизводимой постростовой технологии изготовления мощных полупроводниковых лазеров, мощных лазерных линеек и фазированных лазерных решеток и изготовлении на основе этой технологии мощных лазерных диодов со'сроком службы 3000 - 5000 часов, лазерных линеек с мощностью излучения 25 Вт п квазинепрерывном режиме генерации и фазированных лазерных решеток с двухлепестковой диаграммой направленности излучения в дальней зоне с полушириной лепестка менее 2°.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- Скорость деградации мощных АЮаАз/СаАя лазерных диодов зависит от температуры роста А1-содержащих слоев гетероструктур, выращенных методом молекулярно - пучковой эпитаксии.

-' Взаимное тепловое влияние элементов лазерной линейки, работающей в квазинепрерывном режиме носит пороговый характер в зависимости от тока накачки.

- В фазированных лазерных решетках типа "мелкая меза с дополнительной изоляцией" оптическое ограничение определяется двумя механизмами изменения эффективного показателя преломления: вследствие теплового разогрева и вследствие формирования меза-структуры.

Практическая реализация результатов.

Мощные полупроводниковые лазерные диоды, изготовленные по разработанной постростовой технологии на основе конструкции "мелкая меза с дополнительной изоляцией", используются в:

- НИИ лазерной физики для накачки твердотельных YAG:Nd лазеров;

- НИИЯФ МГУ им. М.В. Ломоносова для изготовления одночастотных кольцевых чип-лазеров для научных исследований;

- АО "Милон" для изготовления офтальмокоагуляторов,

что подтверждено соответствующими актами внедрения. Планируется использование лазерных линеек для боковой накачки YAG:Nd с целью получения источников лазерного излучения высокой мощности.

Апробация работы: Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

- на 7-м Всесоюзном симпозиуме по молекулярно-лучевой эпитаксии (Москва, 1988 г.);

- на 6-й Европейской конференции по молекулярной эпитаксии (Tampere, Finland, 1991);

- на 7-м Европейском симпозиуме по молекулярной эпитаксии (Bardonecchia, Italy, 1993);

- на 8-й международной конференции по молекулярной эпитаксии (Osaka, Japan, 1994);

- на Международном симпозиуме SPIE (конференция OE/LASE 96) (San-Jose, USA, 1996).

Публикации: Материалы диссертации опубликованы в девяти печатных работах, из них четыре - тезисы докладов и пять статей.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 65

наименований. Основная часть работы изложена на 77 страницах машинописного текста. Работа включает 31 рисунок и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава носит обзорный характер. В ней проведен анализ литературных данных, относящихся к теме диссертации.

В первом параграфе даются общие сведения о мощных полупроводниковых лазерных диодах (ЛД), изготавливаемых на. основе двойных гетероструктур с раздельным ограничением АЮаАБ/ОаАБ с квантоворазмерной активной областью. В отличии от маломощных ЛД (до 10 мВт) с общей эффективностью около 10%, мощные ЛД (более 100 мВт) должны обладать общей эффективностью не менее 25%, поскольку необходимая оптическая мощность достигается при больших значениях рабочего тока, что приводит к сильному выделению тепла и быстрому выходу прибора из строя.

Второй параграф посвящен подробному описанию конструкции гетероструктуры, оптимальной для изготовления мощных ЛД с большим сроком службы.

В третьем параграфе приводится подробное описание конструкций, способов изготовления и физики работы фазированных лазерных решеток, представляющих собой полупроводниковый лазер со встроенной периодической модуляцией (4-8 мкм) электрических и оптических свойств в направлении параллельном р-п переходу, т.е. набор близко расположенных одномодовых лазеров, работающих как единое целое.

В четвертом параграфе рассматриваются основные механизмы деградации полупроводниковых ЛД: очень быстрая (катастрофическое разрушение зеркал при большой плотности оптического потока), быстрая (образование "дефектов темных линий") и постепенная,

В пятом параграфе дается представление о конструкции лазерных линеек, представляющих собой несколько лазерных 'кзлучдгсдеи (одиночных ЛД или связанных многополосковых лазеров) интегрированных на единой подложке.1

Во второй главе рассматриваются методики исследования картин ближнего и дальнего полей полупроводниковых лазеров с помощью приборов с зарядовой связью. Традиционным способом их регистрации является механическое сканирование увеличенного изображения излучающей области лазера фоточувствительным элементом с узкой щелью, однако при этом невозможно одновременное наблюдение всей излучающей области, .что существенно затрудняет исследование динамики изменения картин полей при изменении тока накачки. В процессе выполнения диссертационной работы была разработана и собрана фоточувствительная система, в которой в качестве детектора излучения применялись линейные приборы с зарядовой связью (ЛФПЗС). Такая система дала возможность наблюдать одновременно всю картину ближних и дальних полей и позволила производить экспресс-анализ этих характеристик. Разрешающая способность установок составляла 1,5 мкм при измерении ближних полей и 0,05° для дальних полей. Разработанная автоматизированная установка служила средством для проведения физического эксперимента, и использовалась для экспресс-контроля параметров ЛД при их промышленном производстве.

Третья глава посвящена описанию технологии изготовления ЛД типа "мелкая меза с дополнительной изоляцией".

В первом параграфе описывается технологическая йоследовательность изготовления ЛД, которая была разработана, опробована и окончательно доведена в процессе выполнения данной работы. В качестве базовой конструкции, свободной от характерных для "оксидного полоска" недостатков, была выбрана "мелкая меза с дополнительной изоляцией". Особенности технологической последовательности изготовления мезаполосковой структуры заключаются в:

- использовании ионно-плазменного травления для изготовления мелкой мезы;

использовании поликристаллического кремния в качестве дополнительной изоляции;

- использовании "взрывной" фотолитографии для формирования мезаполосковой структуры.

Во втором параграфе описывается технология ионного (сухого) травления для изготовления мелкой мезы. Подчеркиваются основные преимущества использованной в работе системы с автономным ионным источником по сравнению с ионно - плазменной системой, в которой мишень помещается в газоразрядную плазму. Разработанная технология позволяла осуществлять воспроизводимое травление ваАв на глубину до 5 мкм при жорости травления 1,8 - 2,2 мкм/час при наклоне стенок 63 - 74 градуса в зависимости от глубины травления.

В третьем параграфе рассматриваются преимущества поликристаллического кремния при использовании его в качестве дополнительной изоляции. Высокое сопротивление (10м см2), сравнительно небольшая пористость (менее 103 см"2) и высокая теплопроводность (160 Вт/мград) обусловили успешное применение тонких пленок 81 в качестве дополнительной изоляции при изготовлении мощных мезаполосковых ЛД.

Четвертая глава посвящена исследованию излучательных свойств приборов, изготовленных на основе конструкции "мелкая меза с дополнительной изоляцией": фазированных лазерных решеток (ФЛР), лазерных линеек и мощных лазерных диодов.

В первом параграфе представлены результаты исследования механизмов ограничения электромагнитных волн в ФЛР. На первом этапе экспериментальным путем были определены оптимальные геометрические параметры простейшей решетки: максимальная ширина одиночного полоска, при котором излучение будет одномодовым в поперечном направлении и расстояние между полосками, при котором будет осуществляться сильное перекрытие полей соседних полосков. Для определения этих параметров ФЛР были изготовлены несколько опытных образцов, состоящих из двух узких параллельных полосков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга, причем глубина травления мезы была раина толщине контактного слоя лазерной тетероструктуры. Анализ картин ближних полей показал, что для получения одномодовой генерации с полоска, его ширина не должна превышать \У = 5 мкм, а сильная связь между полосками осуществляется при расстоянии с1 < 5 мкм (интенсивность излучения между полосками составляет около 50% максимальной интенсивности излучения полосков).

На втором этапе было проведено теоретическое исследование механизмов оптического ограничения электромагнитных волн. Основной задачей исследования было выявление механизмов / оптического ограничения, преобладающих в фазированной решетке в зависимости от глубины травления мезы. К этим механизмам относятся изменения показателя преломления в плоскости р-п перехода за счет: формирования меза-структуры, градиентов температуры и разницы "усиление - потери". Для решения этой задачи сначало было выведено выражение, описывающее распределение плотности тока в.ФЛР. Затем, для получения распределения плотности неравновесных носителей в квантоворазмерной активной области, было решено одномерное уравнение диффузии. Распределение оптического усиления в плоскости р-п перехода было определено, используя распределение плотности носителей в активной области.

Для вычисления распределения температуры в ФЛР была произведена оценка влияния основных источников нагрева на изменение температуры в поперечном направлении. Результаты показали, что основным источником нагрева, определяющим температурные градиенты в поперечном направлении, является выделение энергии вследствие термализации носителей. Для анализа распреде. ния температуры в фазированной лазерной решетке в поперечном направлении была решена система стационарных двумерных уравнений переноса тепла для всех слоев, расположенных между активной областью и теплоотводом. На основании полученной в' результате решения системы линейных уравнений численным методом было определено распределение температуры вдоль активной области в поперечном направлении. Используя распределение температуры и применив метод эффективного показателя преломления для анализа волновода, было получено распределение оптического поля ФЛР.

Расчетные зависимости вкладов различных факторов в оптическое ограничение от параметра Б (расстояние между верхней границей волновода и поверхностью решетки в области между полосками) показаны на рис. 1. Из рис. 1. видно, что вклад изменения разницы "усиление - потери" в поперечном направлении в оптическое ограничение пренебрежимо мал во всем диапазоне изменения параметра Б, и основными факторами, определяющими это

ограничение являются изменения показателя преломления (формирующие index - волновод), вызванные температурным разогревом и "встроенным" изменением показателя преломления при изготовлении меза - структуры. Каждый из этих двух факторов может быть охарактеризован величиной Л^фф, которая равна разнице эффективных показателей преломления под полоском и в области между полосками.

В качестве характеристики оптической связи между соседними полосками в фазированной. решетке использовался интеграл перекрытия электрических полей К:

" J Jdxdy • Е(х,у) ■ Е.'(х,У - 2h - w)

ffdxdy -|Е(х,у)Г

На рис.2, представлена зависимость интеграла перекрытия К от параметра D. На этом графике можно выделить три характерные области. В области 1 величина интеграла перекрытия не превышает 20% и слабо зависит от D (область слабой связи). В области 3 величина К превышает 90% (область сильной связи). В промежуточной области 2 интеграл перекрытия быстро изменяется с изменением параметра D.

В соответствии с теоретическими расчетами были изготовлены три группы ФЛР. Величина параметра D в этих группах составляла 0,05 мкм, 0,3 мкм и 0,9 мкм (что соответствует трем выделенным на рис.2 областям). Типичные распределения дальнего и ближнего полей для всех трех групп ФЛР приведены на рис.3. Как видно из рис.3,а, при величине параметра D = 0,05 мкм (слабая связь между полосками) все элементы ФЛР излучают независимо друг от друга, что проявляется в почти полной модуляции картины ближнего поля и расширении центрального пика и отсутствии какой-либо модуляции в картине дальнего поля. Экспериментальные картины дальнего и ближнего полей ФЛР с параметром D = 0,3 мкм, изображенные на рис.3,б, (центральный лепесток и два симметрично расположенных боковых с расстоянием между ними 12° в картине дальнего поля) качественно соответствуют симметричной (основной, фундаментальной) супермоде лазерной решетки. Существенное расширение центрального лепестка

ю О

£

х

г-

Вкпадразницы "усиление-потери"

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 Толщина эмиттера, мкм

Рис. 1. Расчетные зависимости скачка эффективного показателя преломления А^ф^ оТтолщины эмиттера (параметра О),

"аз от о:б 0

Толщина эмиттера, мкм

Рис. 2. Зависимость коэффициента перекрытия К от толщины эмиттера (параметра Э).

( Б и ) < У 1 У У 1 У У У У

О 20 40 60 80 100 Расстояние, мкм

10 -5 0 5 • 10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

Угол, (град.) Угол (град.)

Рис.3. Экспериментальные картины дальних (А, В, Д) и ближних (Б, Г, Е) полей фазированных лазерных решеток при трех значениях параметра О: 0.05 мкм (А, Б); 0.3 мкм (В, Г); 0.9 мкм (Д; Е). По вертикальной оси отложена интенсивность излучения (отн. ед.).

(по сравнению с теоретической кривой) указывает на значительный вклад несинхронизованного излучения отдельных полосков о общую картину дальнего поля. ФЛР с величиной параметра Б = 0,9 мкм (сильная связь между полосками) продемонстрировали почти полностью совпадающие с теоретическими картины ближних и дальних полей, соответствующие асимметричной (высшей) супермоде (рис.3,в).

Во втором параграфе описывается исследование взаимного теплового влияния элементов лазерной линейки (ЛЛ). Для определения теплового влияния в лазерной линейке с шириной элементов 100 мкм и расстоянием между ними 100 мкм выбирались три соседних лазерных диода, причем два крайних включались параллельно и в эксперименте использовались как источники тепла, разогревающие центральный диод. Для питания крайних диодов использовались длинные токовые импульсы (длительностью 500 мкс и частотой повторения 50 Гц). Питание центрального диода осуществлялось импульсами длительностью 100 не (частота повторения 25 Гц), которые с помощью контролируемой задержки могли смещаться во времени относительно переднего фронта длинного импульса.

В эксперименте измерялись спектры излучения центрального лазера при фиксированном токе его накачки. Включение крайних диодов приводило к неоднородному разогреву центрального лазера, в результате чего спектры излучения изменяли свою форму и уширялись. При этом длинноволновая граница спектра характеризовала максимальную (Тшах) температуру центрального диода. При фиксированной задержке импульса накачки центрального лазера и увеличении тока через крайние диоды наблюдается скачкообразное увеличение максимальной температуры. Существование критического теплового режима демонстрирует также зависимость Тшах от задержки импульса накачки центрального лазера относительно импульсов накачки крайних диодов при фиксированном токе последних. Для выяснения природы этого явления были исследованы картины ближних полей центрального лазера в линейке при режимах накачки, соответствующих резким изменениям и спектрах. В допороговом режиме накачки боковых диодов излучение центрального лазера в ближней зоне представляло систему самосфокусированных каналов, взаимная интенсивность которых

практически не менялась при изменении тока через боковые диоды и при изменении длительности задержки. В послепороговом режиме интенсивность излучения по краям центрального диода возрастала в 1,3 - 1,6 раза, а интенсивность излучения в центре диода уменьшалась на такую же величину; при этом интегральная интенсивность излучения практически не. менялась. Описанные выше эффекты объясняются, по-видимому, следующим образом. Превышение порога приводит к более сильному разогреву краев центрального диода и, следовательно, сопровождается локальным уменьшением ширины запрещенной зоны. Обусловленный этим градиент потенциала вызывает дрейф неравновесных носителей от центра диода к его краям и приводит к преимущественной локализации каналов генерации по краям полоска. Усиление генерации света в этих каналах и является причиной отщепленной длинноволновой части спектра излучения.

Описанные выше модельные эксперименты позволяют оценить степень теплового влияния элементов J1JI на конкретный элемент (при этом не учитывается собственный разогрев этого элемента) и определить оптимальные размеры элементов ЛЛ и расстояние между ними. Критерием является максимальная удельная мощность лазерного излучения, снимаемая с единицы площади излучающей поверхности ЛЛ. Максимальная мощность лазерного излучения, при которой в центральном элементе еще не наступает неустойчивый шпотовый режим генерации из-за перегрева, составила примерно 1,1 Вт (или 11 мВт/мкм) с каждого из крайних элементов.

Для определения величины максимальной удельной мощности в реальных приборах были изготовлены ЛЛ с 15 полосками (ширина полоска - 100 мкм, интервал между полосками - 100 мкм), которые напаивались на медный теплоотвод слоями вниз. Испытания ЛЛ проводились в квазинепрерывном режиме при длительности импульса накачки 200 мкс и частоте 50 Гц. Максимальная мощность составила 25 Вт для линейки из 15 лазеров (примерно 17 мВт/мкм). Мощность излучения ЛЛ ограничивалась разогревом активной области при токах, примерно в восемь раз превышающих пороговое значение.

В третьем параграфе описываются исследования механизмов деградации в мощных ЛД, изготовленных на основе гетероструктур AlGaAs/'GaAs. На первом этапе исследований было проведено сравнение скорости постепенной деградации ЛД различной

конструкции: ФЛР и ЛД с широким контактом. Результаты исследования показали, что среди ЛД со сроком службы более 2500 часов доля ФЛР составляет 75%, что объясняется существенно более однородным распределением интенсивности в ближнем поде. Дополнительные исследования структуры материала ЛД с помощью методики индуцированного электронным' зондом тока (EBIC) показали, что в ЛД со сроком службы 50 - 150 часов причиной деградации является появление сетки дислокаций. Значительные неоднородности интенсивности излучения, зарегистрированные в картинах ближнего поля ЛД со сроком службы 500 - 700 часов, позволили определить другой механизм деградации, связанный с высокой локальной мощностью излучения на резонаторной грани

Рис. 4. Зависимость рабочего тока через лазерный диод от времени наработки при оптической мощности 100 мВт (удельная оптическая мощность 1 мВт/мкм). Диоды изготовлены из

гетероструктур, в которых слои АЮаАя выращены при разных температурах.

На втором этапе было проведено исследование влияния температуры роста слоев АЮаАэ на скорость Деградации ЛД. Для этого из гетероструктур, выращенных при температурах 660°С, 680°С и 700°С, были изготовлены лазеры с шириной излучающей области 100 мкм. Тест на срок службы проводился при постоянной выходной мощности 100 мВт на грань в режиме ускоренной деградации (при температуре 52°С). На рис.4 представлены зависимости величины рабочего тока ЛД от эффективного времени работы с учетом фактора

ускорения. Видно, что возрастание температуры роста слоев АЮаАв в ГС от 660°С до 700°С привело к уменьшению скорости деградации с 10%/кч до 1,8%/кч. Это, по-видимому, можно объяснить тем, что слои АЮаАБ, выращенные при температуре 700°С, наряду с большим внутренним квантовым выходом излучательной рекомбинации (г) > 95%) обладают высокими однородностью и планарностью по толщине. При увеличении температуры роста выше 700 - 710°С резко уменьшалась скорость роста слоя АЮаАв вследствие увеличения реиспарения атомов с поверхности гетероструктуры. Это приводило к ухудшению однородности и кристаллического совершенства эмиттерных слоев в результате чего резко возрастала вероятность безызлучательной рекомбинации.

Основные результаты и выводы по работе:

1. Обнаружено, что скорость деградации лазерных диодов зависит от температуры роста АГсодержащих слоев лазерных гетероструктур. Лазеры, изготовленные из гетероструктур, в которых температура роста слоев АЮаАэ составляла 700°С, имели срок службы более 5000 ч при удельной оптической мощности 1 мВт/мкм.

2. Произведено сравнение скорости деградации лазерных решеток и традиционных лазеров с широким полосковым контактом. Показано, что лазерные решетки при удельной оптической мощности 3 мВт/мкм имеют срок службы более 3000 ч, что примерно в 2,5 раза выше среднего срока службы лазеров с широким полосковым контактом.

3. Исследовано взаимное тепловое влияние элементов лазерной линейки, работающей в квазинепрерывном режиме. Показано, что величина максимальной удельной оптической мощности линейки определяется неоднородностью распределения температуры в плоскости слоев и взаимным разогревом элементов, который носит пороговый характер в зависимости от тока накачки. Определены параметры линейки, позволяющие получить максимальную удельную выходную мощность излучения.

4. Разработана методика экспресс-контроля ближних и дальних полей полупроводниковых лазеров с помощью приборов с зарядовой связью.

5. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование Механизмов оптического ограничения электромагнитных волн в фазированных лазерных решетках типа "мелкая меза с дополнительной изоляцией". Выявлены два основных фактора, определяющих оптическое ограничение, вызванные изменением эффективного показателя преломления вследствие изготовления меза-структуры и вследствие разогрева структуры при протекании тока. Определены параметры решетки, при которых осуществляется устойчивая работа в режиме фазовой синхронизации. Установлено, что такой режим работы достигается при реализации в решетке сильной оптической связи между элементами.

6. Разработана экономичная и воспроизводимая постростовая технология изготовления мощных полупроводниковых лазеров, лазерных линеек и фазированных решеток. Изготовлены опытные образцы мощных АЮаАэ/ОаАз лазеров со сроком службы более 3000 ч, лазерных линеек с выходной оптической мощностью 25 Вт в квазинепрерывном режиме гене{Йции и фазированных лазерных решеток, демонстрирующих специфическую двухлепестковую диаграмму направленности излучения в плоскости параллельной плоскости р-п перехода с полушириной лепестка менее 2°.

Публикации по теме диссертации

1. Ж.И.Алферов, Д.З.Гарбузов, В.П.Евтихиев, А.Б.Комиссаров, В.Е.Токранов, АЛ.Тер-Мартиросян, В.П.Чалый. Излучательные времена жизни ННЗ в полученных методом МЛЭ АЮаАэ/ОаАз квантовых ямах со 100% внутренним квантовым выходом излучательной рекомбинации. // 7 Всесоюзный Симпозиум по молекулярно - лучевой эпитаксии. Тез.докл. Москва, -1988. -Т.4. -С.26-27.

2. Г.А.Гаврилов, Ю.Г.Помигуев, Г.Ю.Сотникова, А.Л.Тер-Мартиросян: Регистрация распределения интенсивности излучения полупроводниковых лазеров в ближней и дальней зонах с помощью ФПЗС И Письма в ЖТФ. -1991. -Т.17.-В.19.-С.1-6.

3. С.Ю.Карпов, П.С.Копьев, А.Л.Тер-Мартнросян, В.П.Чалый, А.П.Шкурке: Исследование взаимного теплового влияния элементов

лазерной линейки, работающей в квазинепрерывном режиме // ФТП (кр.сообщ.). -1991.-Т.25. -В.8. -С.1361-1365.

4. С.Ю.Карпов, Г. де ла Круз, В.Е.Мячин, А.Ю.Островский, Ю.В.Погорельский, И.Ю.Русанович, И.А.Соколов, Н.А.Стругов, А.Л.Тер-Мартиросян, Г.А.Фокин, В.П.Чалый, А.П.Шкурко,' М.И.Этинберг: Линейки мощных полупроводниковых лазеров изготовленных методом молекулярно-пучковой эпитаксии // Письма в ЖТФ. -1991. Т.17. -В.7. -С.31-34.

5. V.P.Chaly, S.Yu.Karpov, Yu.V.Kovalchuk, A.Yu.Ostrovski, A.P.Shurko, N.A.Strugov, A.L.Ter-Martirosyan: High-power AlGaAs-SQH-SCH-Lasers and laser arrays prepared by Molecular Beam Epitaxy // Proc. of European conference on MBE and Related Growth Methods. (FINLAND).-1991. P.H03.

6. V.P.Chaly, G.A.Fokin, S.Yu.Karpov, V.E.Myachin,' A.Yu.Ostrovsky, Yu.V.Pogorelsky, A.P.Shkurko, N.A.Strugov, A.L.Ter-Martirosyan: Degradation Rate Study of MBE-Grown High Power AlGaAs Laser Diode.// In: Seventh European Workshop on Molecular Beam Epitaxy .-Bardonecchia (Italy),-1993.-P.PD2.

7. V.P.Chaly, D.M.Demidov, G.A.Fokin, S.Yu.Karpov, V.E.Myachin, Yu.V.Pogorelsky, I.Yu.Rusanovich, A.P.Shkurko, A.L.Ter-Martirosyan: Use of MBE for high power AlGaAs lasers production.// Proc. of 8 International Conference on Molecular Beam Epitaxy .-Osaka (Japan)-1994.-B 14-14.-P.446-447.

8. V.P.Chaly, M.I.Etinberg, G.A.Fokin, S.Yu.Karpov, V.E.Myachin, A.Yu.Ostrovsky, Yu.V.Pogorelsky, I.Yu.Rusanovich, I.A.Sokolov, A.P.Shkurko, N.A.Strugov, and A.L.Ter-Martirosyan: The Degradation Rate Study of MBE-Grown High Power AlGaAs Laser Diode.// Semicond. Sci. Technol., -1994. -V.8, -N.2, -P. 1-8.

9. V.P.Chaly, S.Yu.Karpov, A.L.Ter-Martirosyan, D.V.Titov, Wang Zhang Guo: Mechanisms of optical confinement in phase-locked laser arrays. // Semicond.Sci.Technol. -1996, -V.l 1, -P.372-379-