Исследование механизмов и полупроводниковых гетеросистем, которые обеспечивают генерацию перестраиваемого излучения в среднем ИК диапазоне

На первом этапе Контракта проведены предварительные исследования в указанных направлениях. А именно: проведен теоретический анализ механизма смешения частот при оптической накачке, развит новый подход к расчету волноводов лазерных гетеросистем, создаются, укомплектовываются и модифицируются 3 установки для исследования излучений при оптической накачке лазерных гетерослоев при Т =77 - 300К, получены предварительные результаты по наблюдению стимулированных излучений при оптической накачке разнообразных гетросистем и возникновению комбинационных гармоник. В частности, при оптической накачке (излучением Nd: У AG лазера на длине волны 1.06 мкм) слоев гетеросистемы CdxHg1_xTe ïðè Ò = 78Ê è 300Ê îáíàðóæåíî ñòèìóëèðîâàííîå èçëó÷åíèå ñ äëèíàìè âîëí 1.4¬4.5 МКМ. Обнаружена перестройка длины волны излучения при изменении мощности накачки при 77К от 3,75 до 3.775 микрон. Продемонстрирована перестройка длины волны излучения от 1.47 до 1,53 микрон при изменении температуры от 77 дО 300К. При накачке структур гетеросистемы CdxHg1-х Те с частотами переходов 1,4, 1,8 и 3,5 микрон при 77К обнаружена генерация излучения на комбинационных частотах 2 ШL - Шр (Шр - частота накачки, ШL - частота возникающего лазерного излучения). Обнаружено и исследовано стимулированное излучение при оптической накачке ряда лазерных гетеростуктур на основе GaAs при 300К. В частности на структурах InGaAs¬AIGalnAs обнаружена перестройка частоты стимулированного излучения от 1,9 микрон до 1,2 микрона с увеличением мощности накачки. Хотя комбинационные гармоники в этих структурах пока не были обнаружены, эти исследования позволили сформулировать необходимые требования на параметры структур и тип резонаторов, необходимых для возникновения таких гармоник ..

1. Разработаны новые подходы к резонаторам длинноволновых ИК лазеров, использующих вытекающие моды шепчущей галереи;
2. Изготовлены полосковые резонаторы и резонаторы на модах шепчущей галереи для структур на основе гетеросистемы CdxHg1-xTe (кадмий-ртуть-теллур – КРТ) и продемонстрировано лазерное излучение в таких резонаторах в диапазоне от 1,5 – 3,3 микрона при оптической накачке лазерами на длине волны 1,06 микрона ,
3. Выращены новые гетероструктуры с большим числом квантовых ям на основе соединений InGaAs-InGaP-GaAs и AlGaInAs-InP, на которых обнаружено стимулированное излучение на длинах волн в диапазоне 1,2 – 1,8 микрон при оптической накачке лазерами на длине волны 1,06 микрона ,
4. Продемонстрировано перестраиваемое излучение в среднем ИК диапазоне при оптической накачке слоев CdxHg1-xTe и AlGaInAs-InP за счет изменения температуры КРТ слоев и мощности накачки,
5. Создан параметрический генератор с накачкой лазерами на длине волны 1,06 микрона, обеспечивающий за счет перестройки резонатора перестройку длины волны излучение щт 2.1 до 3, 3 микрона,
6. Созданы 3 стенда для исследования излучений при оптической накачке лазерных гетерослоев при Т =77 – 300К,