QW in MC Assorbimento Emissione joint DOS Elettrone

QW in MC

Assorbimento, Emissione: joint DOS

Elettrone e lacuna si attraggono e possono formare un eccitone Nel piano l’eccitone è libero di muoversi Eccitone -e -e +e +e

Dipendenza dallo spessore del pozzo

Sommario eccitone in QW -e +e Spin intero Picco di assorbimento ben separato dal continuo e-h 1. Stato isolato nel gap 2. Transizione tunabile 3. Statistica bosonica 4. Moto libero nel piano (k//) 5. DOS a scalini

Pompaggio elettrico molto efficiente

Sistema che ammette inversione di popolazione

Guadagno Bulk Massimo g su stato eccitato frequenza emissione che varia QW Massimo g su stato fd frequenza emissione che varia

Soglia Laser a QW molto più efficiente del laser bulk

Azione della cavità

Laser a giunzione standard 60° Grande divergenza Fascio ellittico

Quantum well in MC

Situazione usuale RT Cavità verticale con Q elevato (poche perdite, riduzione soglia) QW MC

In LED effetto filtro Situazione usuale RT QW Emission Narrowing MC

Dipendenza angolare

Apertura angolare cavità Minor divergenza Fascio circolare (miglior accoppiamento in fibra) FWHM

Angular patter Microcavità Dipolo Isotropo

Laser a cavità verticale Minor divergenza Fascio circolare (miglior accoppiamento in fibra) Soglia inferiore Miglior stabilità Minore rumore (studio quantum noise) Test su wafer 5° FP Cavity Vertical Cavity Semiconductor Emission Laser (VCSEL)

VCSEL

Strong coupling (teoria classica)

Situazione ottimale a LT QW MC

Modello di Lorentz per l’eccitone Oscillatore armonico forzato Soluzione stazionaria Dipolo elettrico indotto Polarizzabilità

Modello di Lorentz per l’eccitone Polarizzazione macroscopica Costante dielettrica Indice di rifrazione complesso

Modello di Lorentz per l’eccitone Indice di rifrazione Coefficiente di assorbimento

Modello di Lorentz per l’eccitone a Indice di rifrazione di background Dispersione anomala n Dispersione usuale

Trasmissione FP con risonanza e assorbimento Assorbimento riduce trasmissione e allarga le risonanze

Trasmissione FP con risonanza Trascurando jr la condizione di risonanza è

Calcolo posizione risonanze Cavità ben accordata Metodo grafico

Metodo grafico, cavità vuota

Metodo grafico, cavità con eccitone 3 soluzioni

Spettri cavità con eccitone 2 modi normali Resta un piccolo assorbimento sulle code della banda eccitonica Picco centrale trova un forte assorbimento e non compare negli spettri