ЛАЗЕР НА <<ШТАРКОВСКОЙ ЛЕСТНИЦЕ>> С КОГЕРЕНТНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДСИСТЕМОЙ
Елесин В.Ф., Копаев Ю.В.

Received: February 6, 2003

PACS: 42.55.Ah, 73.21.Cd

DJVU (148.8K)

PDF (318.7K)

Развита теория генерации на двухподзонной «штарковской лестнице» с когерентной электронной подсистемой. Рассматривается модель, в которой электроны за счет резонансного туннелирования поступают на верхний уровень квантовой ямы, переходят на нижний уровень этой ямы (вертикальные переходы), излучая фотон , затем резонансно туннелируют на верхний уровень соседней ямы, совершают излучательный переход и т. д. вплоть до ухода с нижнего уровня последней ямы. Приложенное к сверхрешетке постоянное электрическое поле смещает уровни так, что нижний уровень n-й ямы совпадает с верхним уровнем (n+1)-й. Найдены аналитические выражения для волновых функций и токов поляризации N-ямной структуры. Показано, что возможна объемная генерация N-ямной структуры в оптимальном режиме с кпд близким к единице, с малым отражением и линейной зависимостью мощности от тока накачки. Полная мощность генерации пропорциональна числу ям. Для структур с четным числом ям энергия электронов эмиттера должна просто совпадать с резонансной энергией при любых полях лазера. То есть подстройка энергии, необходимая в структуре на одной яме, не требуется. Найдены универсальные соотношения для параметров N-ямной структуры, обеспечивающие выполнение условий резонанса одновременно во всех ямах. Отмечается, что возможна когерентная генерация и на одноподзонной «штарковской лестнице», но с меньшим усилением.