ТЕОРИЯ КОГЕРЕНТНОГО ЛАЗЕРА НА ОПТИМИЗИРОВАННОЙ НАНОСТРУКТУРЕ С УЧЕТОМ МЕЖЭЛЕКТРОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Елесин В.Ф.

Поступила в редакцию: 30 Января 2002

PACS: 73.20.Dx, 72.10.-d

DJVU (94.5K)

PDF (254.3K)

Развита аналитическая теория генерации когерентного лазера (лазера с когерентной электронной подсистемой) на оптимизированной наноструктуре с учетом межэлектронного взаимодействия. Необходимость учета межэлектронного взаимодействия связана с тем, что она может приводить к нарушению достаточно жестких резонансных условий когерентной генерации в униполярных лазерах, поскольку населенность в них растет с током накачки. В рамках приближения Хартри-Фока удалось найти аналитические решения уравнения Шредингера в сильном электромагнитном поле с открытыми граничными условиями. Получены выражения для токов поляризации и концентрации электронов, позволяющие найти мощность и частоту генерации, контур усиления и другие характеристики. Показано, что оптимальный режим генерации реализуется и при учете межэлектронного взаимодействия. В этом оптимальном с подстройкой режиме не требуется инверсная населенность (населенности рабочих уровней равны), кпд генерации равен единице, эффективна резонансно-туннельная когерентная накачка из-за равенства нулю отражения, отсутствует уширение контура усиления за счет поля. Следует ожидать устойчивости к многомодовой генерации, высоких спектральных характеристик и больших предельных мощностей.