レーザー発振時のQWR内キャリア密度の見積もり

次に励起レーザー光源を、 パルス状 のTi:Sapphireレーザーにかえて 同じように発光スペクトル測定を行ないました。
先ほどとおなじく、1.78 eV付近にある鋭いピークが 励起レーザーに対応いたします。

励起レーザーのパワー密度をあげてゆくと、 試料からのレーザー発振(”Lasing”)が みられました。
今回は温度が8.9 Kと比較的低めのため、 レーザー発振時においてもSide−QWからの局在発光 (図の青い色の部分)がみられます。

このレーザー発振のしきい値パワー密度から リッジ量子細線内のキャリア密度を見積もってみましょう。

まず、一本のリッジ構造に注ぎこまれる励起レーザーからのフォトン(光子) 密度は、1cmあたり10の9乗個であると考えられます。

リッジ表面での光の反射や、Side−QWでの光の吸収係数(どれだけ光が 吸収されるのか)などを考えますと、注入フォトンから1cmあたり 10の7乗個程度の キャリア(電子、ホール)がリッジ内(の主にSide−QWの部分) に作られることになります。

リッジ内にできたキャリアがどの程度QWRにながれこむのかは もう少し考察が必要なのですが、ほぼ一桁ほどオーダーが落ちると 考えると、QWR1cmあたり10の6乗個程度のキャリアが レーザー発振時に存在していたと見積もることができます。

この値は、他の量子細線レーザー、たとえばT型量子細線レーザーでの 発振キャリア密度とも一致します。

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