Влияние различных источников флуктуаций на статистические характеристики выходного излучения поверхностно излучающих полупроводниковых лазеров

Abstract

На основе статистического моделирования проведен численный анализ влияния различных факторов (флуктуации интенсивности спонтанного испускания, концентрации неравновесных носителей, плотности инжекционного тока) на статистические характеристики выходного излучения поверхностно излучающих полупроводниковых лазеров в области поляризационной неустойчивости. В этой области эффект флуктуаций проявляется максимальным образом, что позволяет сделать обоснованные выводы об относительном влиянии различных параметров. В теории полупроводниковых лазеров принято считать, что доминирующим источником флуктуаций служат флуктуации интенсивности спонтанного испускания, а всеми остальными источниками можно пренебречь. Анализ данных результатов статистического моделирования показывает, что такое утверждение излишне жесткое и данный источник не является доминирующим. Более того, как показали результаты моделирования, основной вклад определяется флуктуациями концентрации неравновесных носителей, которые могут быть связаны не только с флуктуациями спонтанного испускания. Именно учет флуктуаций концентрации носителей, которые приводят к флуктуациям коэффициента усиления, позволяет получить весь набор зависимостей, которые наблюдаются экспериментально. Такой результат нельзя непосредственно связать с особенностями принятой модели, тем более что в ней спонтанное излучение рассматривается как существенный фактор и, если бы его влияние было действительно доминирующим, это обязательно сказалось бы на результатах статистического моделирования. Поэтому полученные данные позволяют усомниться в главенствующей роли флуктуаций интенсивности спонтанного испускания в процессе формирования статистических характеристик выходного излучения и принять во внимание флуктуации концентрации неравновесных носителей.