Оптические потери в резонаторе полупроводникового лазера, сформированного фотонным кристаллом
Russian Science Foundation, 23-72-01038
Орешко И.В.1, Казакова А.Е.1, Марков Д.П.1, Золотарев В.В.1, Некрасов А.С.1, Слипченко С.О.1, Пихтин Н.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: ioreshko@mail.ioffe.ru, akazakova@mail.ioffe.ru, Zolotarev.bazil@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 23 июня 2025 г.
Принята к печати: 7 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 15 августа 2025 г.
Проведены расчеты распределения электромагнитного излучения и потерь на выход для резонатора полупроводникового лазера на основе двумерного конечного фотонного кристалла. Впервые построены зависимости выходных оптических потерь от размера отверстий в модели конечного фотонного кристалла. Для неизменного значения Γ-фактора фотонного кристалла величина размера отверстий влияет на локализацию лазерного излучения в центре резонатора. Увеличение размера отверстий приводит к увеличению силы распределенной обратной связи, снижает паразитные латеральные потери и увеличивает полезные потери с поверхности кристалла, что существенным образом влияет на излучательную эффективность лазера. Ключевые слова: полупроводниковые лазеры, фотонный кристалл, оптические потери в резонаторе, распределенная обратная связь.
- P. Crump, A. Boni, M. Elattar, S.K. Khamari, I.P. Marko, S.J. Sweeney, S. Arslan, B. King, M.J. Miah, D. Martin, A. Knigge, P. Della Casa, G. Trankle, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 31 (2), 1502512 (2025). DOI: 10.1109/JSTQE.2024.3484669
- А.И. Данилов, А.В. Иванов, В.П. Коняев, Ю.В. Курнявко, М.А. Ладугин, А.В. Лобинцов, А.А. Мармалюк, С.М. Сапожников, В.А. Симаков, Квантовая электроника, 52 (12), 1079 (2022). [A.I. Danilov, A.V. Ivanov, V.P. Konyaev, Yu.V. Kurnyavko, M.A. Ladugin, A.V. Lobintsov, A.A. Marmalyuk, S.M. Sapozhnikov, V.A. Simakov, Bull. Lebedev Phys. Inst., 50 (Suppl 4), S405 (2023). DOI: 10.3103/S1068335623160030]
- S. Arslan, B. King, P. Della Casa, D. Martin, A. Thies, A. Knigge, P. Crump, IEEE Photon. Technol. Lett., 36 (16), 977 (2024). DOI: 10.1109/LPT.2024.3419552
- Н.В. Гультиков, К.Ю. Телегин, А.Ю. Андреев, Л.И. Шестак, В.А. Панарин, М.Ю. Старынин, А.А. Мармалюк, М.А. Ладугин, Квантовая электроника, 53 (8), 667 (2023). [N.V. Gul'tikov, K.Yu. Telegin, A.Yu. Andreev, L.I. Shestak, V.A. Panarin, M.Yu. Starynin, A.A. Marmalyuk, M.A. Ladugin, Bull. Lebedev Phys. Inst., 50 (Suppl 12), S1391 (2023). DOI: 10.3103/S1068335623602224]
- M. Yoshida, M. De Zoysa, K. Ishizaki, Y. Tanaka, M. Kawasaki, R. Hatsuda, B. Song, J. Gelleta, S. Noda, Nat. Mater., 18 (2), 121 (2019). DOI: 10.1038/s41563-018-0242-y
- T. Inoue, M. Yoshida, J. Gelleta, K. Izumi, K. Yoshida, K. Ishizaki, M. De Zoysa, S. Noda, Nat. Commun., 13 (1), 3262 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-30910-7
- K.-B. Hong, L.-R. Chen, K.-C. Huang, H.-T. Yen, W.-C. Weng, B.-H. Chuang, T.-C. Lu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 28 (1), 1700207 (2022). DOI: 10.1109/JSTQE.2021.3095961
- Z. Bian, K.J. Rae, A.F. McKenzie, B.C. King, N. Babazadeh, G. Li, J.R. Orchard, N.D. Gerrard, S. Thoms, D.A. MacLaren, R.J.E. Taylor, D. Childs, R.A. Hogg, IEEE Photon. Technol. Lett., 32 (24), 1531 (2020). DOI: 10.1109/LPT.2020.3039059
- Y. Liang, C. Peng, K. Sakai, S. Iwahashi, S. Noda, Phys. Rev. B, 84 (19), 195119 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.195119
- Y. Liang, C. Peng, K. Sakai, S. Iwahashi, S. Noda, Opt. Express, 20 (14), 15945 (2012). DOI: 10.1364/oe.20.015945