Oberflächenemittierende Quantenpunktlaser

Hopfer, Friedhelm

Oberflächenemittierende Quantenpunktlaser

dc.contributor.advisor	Bimberg, Dieter	en
dc.contributor.author	Hopfer, Friedhelm	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften	en
dc.date.accepted	2004-12-07
dc.date.accessioned	2015-11-20T16:22:21Z
dc.date.available	2005-06-28T12:00:00Z
dc.date.issued	2005-06-28
dc.date.submitted	2005-06-28
dc.description.abstract	In dieser Arbeit wurden weltweit erstmalig elektrisch gepumpte MOCVD-basierte oberflächenemittierende InGaAs-Quantenpunkt-Laser (QP-VCSEL) realisiert, die zudem im ungekühlten Dauerstrichbetrieb arbeiten. Die Laser besitzen Oxidspiegel und Intrakavitätskontakte, und emittieren bei 1.1 µm. Die kleinsten gemessenen Schwellströme waren 85 µA. Weiterhin wurden thermisch limitierte optische Ausgangsleistungen von 1.45 mW realisiert. Im Pulsbetrieb waren bei 6 mW nur geringe Anzeichen einer Leistungssättigung erkennbar. Die maximale externe Ausbeute betrug 45 % bei einer gleichzeitigen Konversionseffizienz von 14 %. Dominierender leistungslimitierender Faktor ist die Temperaturabhängigkeit der internen Quantenausbeute. QP-VCSEL mit 9 QP-Schichten waren im Dauerstrichbetrieb nicht durch Gewinnsättigung verbunden mit einem räumlichen und spektralen Lochbrennen begrenzt. Die sehr niedrigen Schwellströme basierten neben den intrinsischen Eigenschaften der QPe auf niedrigsten optischen Verlusten von 0.06 % pro Umlauf in der Kavität. Dieser Wert ist vergleichbar mit den weltweit niedrigsten, an VCSELn jemals gemessenen Verlusten. Weiterhin wurden dynamische Untersuchungen durchgeführt. Diese ergaben eine maximale 3dB Kleinsignal-Modulationsbandbreite von 2 GHz bei einer RC-Grenzfrequenz von 1.1 GHz. Die RC-Bandbreite ist hier noch durch den hohen differentiellen Widerstand auf Grund des geringen Dotierniveaus dominiert. Über die Großsignal-Modulation ergab sich eine durch Gewinnsättigung begrenzte Frequenz der Relaxationsoszillationen von 1.7 GHz. Es konnten weiterhin weltweit erstmalig MBE-basierte QP-VCSEL bei 1.3 µm mit dotierten Halbleiterspiegeln demonstriert werden. Die besten Laser besaßen 17 p-modulationsdotierte QP-Schichten. Es wurden Dauerstrich-Ausgangsleistungen von 1.5 mW sowie gepulste Ausgangsleistungen von 8 mW erzielt. Die p-Modulations-Dotierung erwies sich als Schlüssel, alle QP-Schichten homogen zu pumpen. Zur Realisierung der MOCVD QP-VCSEL wurde ein hochfrequenztaugliches Design entwickelt, welches an die Anforderungen von MOCVD-QPen angepasst ist. Im Verlauf der Arbeiten wurden verschiedene Modellierungswerkzeuge zur Simulation optischer Eigenschaften entwickelt. Das gewählte Konzept mit Oxidspiegeln und Intrakavitätskontakten erfordert eine komplexe Prozessierung. Die VCSEL-Technologie wurde von Grund auf entwickelt. Dieses umfasste die Entwicklung vieler Einzelprozesse, insbesondere der selektiven Nassoxidation, sowie eine umfangreiche Prozess-Integration.	de
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus-10259
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1426
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1129
dc.language	German	en
dc.language.iso	de	en
dc.rights.uri	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/	en
dc.subject.ddc	530 Physik	en
dc.subject.other	GaAs	de
dc.subject.other	Halbleiterlaser	de
dc.subject.other	Halbleiternanostrukturen	de
dc.subject.other	InGaAs	de
dc.subject.other	MBE	de
dc.subject.other	MOCVD	de
dc.subject.other	Oberflächenemitter	de
dc.subject.other	Quantenpunkte	de
dc.subject.other	VCSEL	de
dc.title	Oberflächenemittierende Quantenpunktlaser	de
dc.title.subtitle	Design, Technologie und Charakterisierung	de
dc.title.translated	Quantum dot vertical-cavity surface-emitting laser	en
dc.title.translatedsubtitle	design, technology and characterization	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.identifier.opus3	1025
tub.identifier.opus4	1036
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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