Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 12 » Статья стр. 1997
<<<>>>
Модифицированная теория связанных волн и численный метод для анализа брэгговских зеркал с произвольным профилем показателя преломления
DOI: 10.21883/JTF.2021.12.51766.209-21
Переводная версия: 10.21883/TP.2022.15.55270.209-21
Мастеров Р.А.1, Карпов С.Ю.1
1OOO "Софт-Импакт", Санкт-Петербург, Россия
Email: roman.masterov@str-soft.com
Поступила в редакцию: 7 июля 2021 г.
В окончательной редакции: 7 июля 2021 г.
Принята к печати: 11 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 2 октября 2021 г.
PDF версия
Развиты аналитический и эффективный численный подходы к анализу оптических характеристик брэгговских зеркал с произвольным профилем показателя преломления. Полученные с помощью модифицированной теории связанных волн аналитические выражения для коэффициентов отражения/прохождения света от/через брэгговское зеркало с высокой точностью предсказывают основные его характеристики как при низком, так и при высоком контрасте показателя преломления. Гибридный численный метод включает в себя численный расчет матрицы переноса на одном периоде зеркала и ее аналитическое мультиплицирование для произвольного числа периодов. Развитые методы применены к анализу свойств практически важных брэгговских зеркал, изготовленных на основе напыляемых пар диэлектриков Ta2O5/SiO2 и эпитаксиальных нитридов и арсенидов III-группы. Детально рассмотрены характеристики зеркал с плавными (градиентными) интерфейсами между отдельными слоями. Ключевые слова: вертикально излучающие лазеры, коэффициент отражения, полоса отражения, модифицированная теория связанных волн, численное моделирование.
  1. K. Iga. Japanese J. Appl. Phys., 57 (8S2), 08PA01 (2018). DOI: 10.7567/JJAP.57.08PA01
  2. K.J. Ebeling, R. Michalzik. VCSEL Technology for Imaging and Sensor Systems Applications. In: 22nd Microoptics Conf. IEEE, (2017), p. 20-21. DOI: 10.23919/MOC.2017.8244477
  3. E. Watanabe, K. Kodate. Multi-Light Source Compact Optical Parallel Correlator (MLCOPaC) for Facial Recognition Using VCSEL Array. In: 19th Congress of the International Commission for Optics: Optics for the Quality of Life International Society for Optics and Photonics, (2003), p. 208-209. DOI: 10.1117/12.523842
  4. E. Watanabe, N. Takeda, K. Kodate. Fabrication and Evaluation of a Facial Recognition System Based on PJTC Using Two-Dimensional VCSEL Array Module. In: Practical Holography XVII and Holographic Materials IX International Society for Optics and Photonics, (2003), v. 5005, p. 345-356. DOI: 10.1117/12.473886
  5. S. McEldowney. U.S. Patent N 8,320,621. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office (2012)
  6. D.K. Serkland, G.M. Peake, K.M. Geib, R.Lutwak, R.M. Garvey, M. Varghese, M. Mescher. VCSELs for Atomic Clocks. In Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers X. International Society for Optics and Photonics, (2006), v. 6132, p. 613208. DOI: 10.1117/12.647095
  7. E. Thrush, O. Levi, W. Ha, G. Carey, L.J. Cook, J. Deich, S.J. Smith, W.E. Moerner, J.S. Harris. IEEE J. Quant. Electron., 40 (5), 491 (2004). DOI: 10.1109/JQE.2004.826440
  8. G. Totschnig, M. Lackner, R. Shau, M. Ortsiefer, J. Rosskopf, M.C Amann, F. Winter. Appl. Phys. B, 76 (5), 603 (2003). DOI: 10.1007/s00340-003-1102-1
  9. A. Lipson. U.S. Patent N 9,831,630. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office (2017)
  10. K. Iga. Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: Introduction and Review. In Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser Devices (Springer, Berlin, Heidelberg, 2003), DOI: 10.1007/978-3-662-05263-1\_1
  11. H. Soda, K.I. Iga, C. Kitahara, Y. Suematsu. Jpn. J. Appl. Phys., 18 (12), 2329 (1979). DOI: 10.1143/JJAP.18.2329
  12. M.H. Crawford. OSA Trends in Optics and Photonics Series, 15, 104 (1998).
  13. T. Sakaguchi, T. Shirasawa, N. Mochida, A. Inoue, M. Iwata, T. Honda, F. Koyama, K. Iga. Highly reflective AlN-GaN and ZrO/sub 2/-SiO/sub 2/multilayer Reflectors and Their Applications for InGaN-GaN Surface Emitting Laser Structures. In Conf. Proceedings. LEOS'98. 11th Annual Meeting. IEEE Lasers and Electro-Optics Society 1998 Annual Meeting. IEEE, (1998), v. 1, p. 34-35. DOI: 10.1109/LEOS.1998.737719
  14. D. Kasahara, D. Morita, T. Kosugi, K. Nakagawa, J. Kawamata, Y. Higuchi, H. Matsumura, T. Mukai. Appl. Phys. Express, 4 (7), 072103 (2011). DOI: 072103.10.1143/APEX.4.072103
  15. A.V. Nurmikko, J. Han. Progress in Blue and Near-Ultraviolet Vertical-Cavity Emitters: A status report. In: Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser Devices. (Springer, Berlin, Heidelberg, 2003), p. 343. DOI: 10.1007/978-3-662-05263-1\_11
  16. S. Arafin, H. Jung. Recent Progress on GaSb-Based Electrically-Pumped VCSELs for Wavelengths Above 4 μm. In Image Sensing Technologies: Materials, Devices, Systems, and Applications VI, (2019), v. 10980, p. 109800H. DOI: 10.1117/12.2522418
  17. E.F. Schubert, L.W. Tu, G.J. Zydzik, R.F. Kopf, A. Benvenuti, M.R. Pinto. Appl. Phys. Let., 60 (4), 466 (1992). DOI: 10.1063/1.106636
  18. M.G. Peters, B.J. Thibeault, D.B. Young, J.W. Scott, F.H. Peters, A.C. Gossard, L.A. Coldren. Appl. Phys. Lett., 63 (25), 3411 (1993). DOI: 10.1063/1.110156
  19. A. Mutig. Physical Processes in Lasers and VCSEL Design. In: High Speed VCSELs for Optical Interconnects (Springer, Berlin, Heidelberg, 2011)
  20. S.A. Chalmers, K.L. Lear, K.P. Killeen. Appl. Phys. Lett., 62 (14), 1585 (1993). DOI: 10.1063/1.109608
  21. G. Brummer, D. Nothern, A.Y. Nikiforov, T.D. Moustakas. Appl. Phys. Lett., 106 (22), 221107 (2015). DOI: 10.1063/1.4922215
  22. H. Morko c. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices, GaN-Based Optical and Electronic Devices. (Wiley-VCH, Weinheim: Chichester, 2008), v. 53
  23. S. Yoshida, K. Ikeyama, T. Yasuda, T. Furuta, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, I. Akasaki. Jpn. J. Appl. Phys., 55 (5S), 05FD10 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.05FD10
  24. W. Muranaga, T. Akagi, R. Fuwa, S. Yoshida, J. Ogimoto, Y. Akatsuka, S. Iwayama, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, I. Akasaki. Jpn. J. Appl. Phys., 58 (SC), SCCC01 (2019). DOI: 10.7567/1347-4065/ab1253
  25. T. Yasuda, T. Takeuchi, M. Iwaya, S. Kamiyama, I. Akasaki, H. Amano. Appl. Phys. Express, 10 (2), 025502 (2017). DOI: 10.7567/APEX.10.025502
  26. C. Zhang, R. ElAfandy, J. Han. Appl. Sciences, 9 (8), 1593 (2019). DOI: 10.3390/app9081593
  27. J. Chang, D. Chen, L. Yang, Y. Liu, K. Dong, H. Lu, R. Zhang, Y. Zheng. Scientific Reports, 6 (1), 1 (2016). DOI: 10.1038/srep29571
  28. H. Kogelnik, C.V. Shank. J. Appl. Phys., 43 (5), 2327 (1972). DOI: 10.1063/1.1661499
  29. С.Ю. Карпов, С.Н. Столяров. УФН, 163 (1), 63 (1993). DOI: 10.3367/UFNr.0163.199301b.0063. [S.Yu. Karpov, S.N. Stolyarov. Phys. Usp. 36 (1), 1 (1993). DOI: 10.1070/PU1993v036n01ABEH002061]
  30. H.H. Мартынов, С. Н. Столяров. Квантовая электроника, 5 (8), 1853 (1978). [N.N. Martynov, S.N. Stolyarov. Soviet J. Quant. Electron., 8 (8), 1056 (1978). DOI: 10.1070/QE1978v008n08ABEH010615]
  31. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики (Наука, Гл. ред. Физматлит., 1973)
  32. J. Dorsaz, J.F. Carlin, S. Gradecak, M. Ilegems. J. Appl. Phys., 97 (8), 084505 (2005). DOI: 10.1063/1.1872197
  33. R. Butte, J.F. Carlin, E. Feltin, M. Gonschorek, S. Nicolay, G. Christmann, D. Simeonov, A. Castiglia, J. Dorsaz, H.J. Buehlmann, S. Christopoulos, G. Baldassarri Hoger von Hogersthal, A.J.D. Grundy, M. Mosca, C. Pinquier, M.A. Py, F. Demangeot, J. Frandon, P.G. Lagoudakis, J.J. Baumberg, N. Grandjean. J. Phys. D: Appl. Phys., 40 (20), 6328 (2007). DOI: 10.1088/0022-3727/40/20/S16
  34. R. Goldhahn, C. Buchheim, P. Schley, A.T. Winzer, H. Wenzel. Optical Constants of Bulk Nitrides. In Nitride Semiconductor Devices: Principles and Simulation (Wiley Weinheim, Germany, 2007)
  35. База данных показателей преломления ("Refractive index database") [Электронный ресурс]. URL: https://refractiveindex.info (дата обращения: 01.05.2019)
  36. C.C. Kao, Y.C. Peng, H.H. Yao, J.Y. Tsai, Y.H. Chang, J.T. Chu, H.W. Huang, T.T. Kao, T.C. Lu, H.C. Kuo, S.C. Wang, C.F. Lin. Appl. Phys. Lett., 87 (8), 081105 (2005). DOI: 10.1063/1.2032598
  37. W.Y. Lin, D.S. Wuu, S.C. Huang, R.H. Horng. IEEE Transactions on Electron Devices, 58 (1), 173 (2010). DOI: 10.1109/TED.2010.2084579

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme