Optical Extraction Efficiency for External Cavity Quantum Cascade Lasers
| Автори | A. Hamadou1,2 |
| Приналежність |
1Département de Génie Civil, Faculté des Sciences et de la Technologie, Université Mohamed El Bachir El Ibrahimi, Bordj Bou Arreridj 34000, Algeria 2Laboratoire D'étude des Surfaces et Interfaces des Matériaux Solides (LESIMS), Université Sétif1 19000, Algeria |
| Е-mail | abd_hamado@yahoo.fr |
| Випуск | Том 12, Рік 2020, Номер 3 |
| Дати | Одержано 13 січня 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020 |
| Посилання | A. Hamadou, J. Nano- Electron. Phys. 12 No 3, 03004 (2020) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03004 |
| PACS Number(s) | 42.55.Ah, 42.55.Px |
| Ключові слова | Quantum cascade laser (3) , External cavity, Output power (3) , Extraction efficiency. |
| Анотація |
In this paper, we present a simple method for calculation of optical extraction efficiency of mid-infrared quantum cascade laser coupled to external cavity. The approach is based on the three-level rate equation model describing the variation of the electron number in the states and the photon number present within the Fabry-Perot quantum cascade laser and the external cavity. The system shares the same active region and includes the dependence of the loss on external cavity parameters. We find in particular that the power coupled out through the external mirror varies linearly with current injection and depends strongly on the external cavity reflectivity. Moreover, a considerable increase in the threshold current of external cavity occurs when decreasing the values of the external cavity reflectivity and the slope efficiency decreases with decreasing external cavity reflectivity. We also derive an analytical formula for the optical extraction efficiency of external cavity and analyze the simultaneous effects of the current injection and the external cavity reflectivity on it. Results show that at laser threshold, the optical extraction efficiency is zero and it rises as the current injection increases. For high current injection, extraction efficiency of up to 11 % at Rext ( 10 % can be attained. In addition, the equations allowing the determination of the optimum reflectance of external cavity and the maximum optical extraction efficiency are also derived within the premises of our model in the general case. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Пучкові та секторні режими електронних потоків у циліндричному магнітному полі магнетронної гармати [03001-1-03001-5]2) Теоретичне дослідження щодо вдосконалення сонячних елементів на основі CIGS [03002-1-03002-5]
3) Підвищення продуктивності сонячних елементів a-Si:H шляхом введення наноструктурованого буферного шару p-nc-SiOx:H [03003-1-03003-5]
4) Числове моделювання параметрів FinFET транзисторів [03005-1-03005-4]
5) Числове моделювання розподілу температури та електричного поля при мікрохвильовому нагріванні нафтового коксу [03006-1-03006-5]
6) Наноструктуровані тонкі плівки ZnO і CuI на полі(етілентерафталатних) стрічках для захисту від ультрафіолетового випромінювання [03007-1-03007-8]
7) Механізми зміни провідності поруватого кремнію в атмосфері аміаку – DFT моделювання [03008-1-03008-7]
8) Розробка наночастинок фериту цинку міді: застосування в каталітичному вологому окисленні H2O2 фенолу [03009-1-03009-5]
9) Характеристики тонких плівок оксиду олова, отриманних методом центрифугування, для оптоелектронних застосувань [03010-1-03010-5]
10) Дослідження електричних та структурних властивостей наночастинок діоксиду марганцю [03011-1-03011-5]
11) Про температурну залежність поздовжніх коливань електричної провідності в вузькозонних електронних напівпровідниках [03012-1-03012-5]
12) Вплив лазерного опромінення на оптичні властивості високоомних кристалів CdTe та твердих розчинів Cd1 – хZnxTe в області фундаментального оптичного переходу Е0 [03013-1-03013-4]
13) Електронні властивості наногібридного капсуляту MCM-41 SmCl3 [03014-1-03014-5]
14) Застосування кремнієвої структури з глибоким бар'єром для виявлення солей хлорної кислоти [03015-1-03015-5]
15) Вирощування ZnO на підкладках макропоруватого Si методом ВЧ магнетронного розпилення [03016-1-03016-4]
16) Одноелектронний транзистор на основі металофулеренів Me@C60 (Me = Li, Na, K) [03017-1-03017-5]
17) Середньоквадратичні динамічні зміщення атомів та їх комплексів від положення рівноваги в кристалах [03018-1-03018-5]
18) Осадження рідкої фази плівок TiO2 для електронно-транспортного шару перовскітних сонячних елементів [03019-1-03019-5]
19) Особливості випромінювання нанорозмірного SnO2 в пористій матриці [03020-1-03020-4]
20) Моделювання просторових характеристик кремнієвого сонячного елементу: підхід штучної нейронної мережі [03021-1-03021-4]
21) Вивчення когерентних властивостей екситону в напівпровідникових квантових точках [03022-1-03022-6]
22) Вплив додавання Fe на структурні та оптоелектронні властивості тонких плівок ZnO p/n типу, нанесених методом центрифугування [03023-1-03023-6]
23) Кутова еліпсометрія поверхневих шарів поруватого кремнію [03024-1-03024-4]
24) Біоактивні полімер-апатитні покриття з протимікробними властивостями на модельних титанових субстратах [03025-1-03025-5]
25) Вплив постійного магнітного поля на механічні властивості та термостабільність аморфних сплавів на основі Co, Fe та Ni [03026-1-03026-4]
26) Оптимізація електричних характеристик діода Шотткі Au/n-InN/InP на основі контактної техніки різних діаметрів [03027-1-03027-6]
27) Метод функцій Гріна для феромагнітних нанотрубок з надрешіткою [03028-1-03028-4]
28) Механізм стрибкової провідності в плівках Cd3As2, отриманих магнетронним розпиленням [03029-1-03029-4]
29) Синтез та електрохімічні властивості мезопористого α-MnO2 для застосування в суперконденсаторах [03030-1-03030-4]
30) Дисперсійні властивості нелінійності третього роду поверхневого плазмонного резонансу в золотих наночастинках [03031-1-03031-6]
31) Електропровідні та поляризаційні властивості неорганічно-органічного інкапсулянта MCM-41 (PTHQ) [03032-1-03032-5]
32) Біосенсори: будова, класифікація та застосування [03033-1-03033-9]
33) Електропровідність та магніторезистивні властивості плівкових сплавів на основі пермалою Fe0.5Ni0.5 та міді [03034-1-03034-4]
34) Вплив фазового складу композиційного матеріалу системи В-N-С на його фізико-механічні та трибологічні характеристики [03035-1-03035-5]
35) Модель тунельного струму у тунельному польовому транзисторі на базі двошарової графенової нанострічки за допомогою методу матриці переносу [03036-1-03036-5]
36) Дослідження електрофізичного впливу на протизносні властивості вуглеводневих рідин [03037-1-03037-6]
37) Розрахунок фізико-хімічних умов процесу формування захисних покриттів на основі карбідів та нітридів хрому [03038-1-03038-4]
38) Структурний і фазово-елементний розподіл у імпульсному плазмовому покритті, отриманому з використанням твердосплавного катоду [03039-1-03039-6]
39) Аналіз поведінки динамічних і структурних характеристик у попередньо продеформованих та опромінених Х-променями монокристалах NaCl [03040-1-03040-3]
