Сравнительный анализ влияния электронного и дырочного захвата на мощностные характеристики полупроводникового лазера

Проведено сравнение рабочих характеристик полупроводникового лазера с квантовой ямой в активной области, рассчитанных с использованием трех моделей: модели, не учитывающей различий между электронными и дырочными параметрами и использующей электронные параметры для обоих типов носителей заряда; модели, не учитывающей различий между электронными и дырочными параметрами и использующей дырочные параметры для обоих типов носителей заряда; модели, учитывающей асимметрию электронных и дырочных параметров. Показано, что при одинаковых скоростях захвата электронов и дырок в пустую квантовую яму лазерные характеристики, полученные с использованием трех моделей, сильно различаются. Эти различия являются следствием различного заполнения электронами и дырками подзон размерного квантования в квантовой яме. Электронная подзона является более заполненной, чем дырочная, в результате чего при одинаковых скоростях захвата в пустую квантовую яму эффективная скорость электронного захвата меньше, чем эффективная скорость дырочного захвата. Показано, в частности, что для исследованной лазерной структуры скорость захвата дырок в пустую квантовую яму 5 $\cdot$ 10$^5$ см/с и соответствующая ей скорость захвата электронов 3 $\cdot$ 10$^6$ см/с описывают быстрый захват этих носителей, при котором ватт-амперная характеристика лазера остается практически линейной вплоть до высоких плотностей тока накачки. Скорость же захвата электронов 5 $\cdot$ 10$^5$ см/с и соответствующая ей скорость захвата дырок 8.4$\cdot$ 10$^4$ см/с описывают медленный захват этих носителей, приводящий к существенной сублинейности ватт-амперной характеристики.