Abstract
We study the transient gratings photogenerated in the picosecond regime in three families of structures, namely : - structures of thickness in the order of one micron, including quantum wells (GaAs/GaAlAs, CdTe/ CdZnTe). A transmission modulation due to the electric field has been observed. We show that, in accordance with our calculations, this modulation is screened faster than 10 ps at a fluence of a few µJ/cm2. - A structure including GalnAs/GalnAsP MQWS in a cavity. This structure shows a top diffraction efficiency of 2.5 × 10-2 at 1.55 µm for an energy of excitation in the order of 100 µJ/cm2. The diffraction efficiency exhibits several oscillations due to Fabry-Pårot effects. By introducing cavity effects in our model, we show that the diffraction efficiency is amplified by more than a factor 2 with respect to the no-cavity case. Calculations show that the diffraction efficiency may reach 6 × 10-2 around 1.625 µm, for a front mirror reflectivity of 90 %. - Structures including bulk GaAs microcavities. The risetime is lower or in the order of 1 ps while the diffraction efficiency attains 1 %, with an average power of 4 mW (i.e. an energy of 2 µJ/cm2/pulse), compatible with a commutation of packets at 80 MHz.
Résumé
Les réseaux transitoires photogénerés en régime picoseconde sont étudiés dans trois types de structures : - des structures constituées de puits quanti-ques(GaAs/GaAlAs, CdTe/CdZnTe), d’épaisseur totale de I’ordre du micromètre, et dans lesquelles le champ électrique produit une modulation de la transmission. Cette modulation disparaît en moins de 10 ps, par écran-tage du champ électrique conformément à nos calculs.- Une structure constituéede multipuits GalnAs/ GalnAsP dans une cavité; cette structure présente une efficacité de diffraction maximale de 2,5× 10-2 à 1,55 µm avec une énergie d’excitation de 100 µJ/cm2. L’efficacité de diffraction présente des oscillations dues à I’effet Fabry-Pérot. En introduisant les effets de cavité dans notre modéle, I’efficacité de diffraction est augmentée d’un facteur supérieur à 2 par rapport au cas sans cavité. Les calculs montrent que I’efficacité de diffraction peut atteindre 6 × 10-2 à 1,625 µm, avec une réflectivité de 90 % pour le miroir frontal.- Des structures à microcavités avec région centrale en GaAs. Le temps de montée est inférieur ou de I’ordre de 1 ps et I’efficacité de diffraction atteint 1 %, avec une puissance moyenne de 4 mW (i.e. une énergie de 2 µJ/cm2/impulsion), compatible avec une commutation de paquets 80 MHz.
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Iehl, JL., Grac, R., Gratiet, L.l. et al. Picosecond photodiffraction in semiconductor multiquantum wells and microcavities. Ann. Télécommun. 52, 627–637 (1997). https://doi.org/10.1007/BF02997618
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02997618
Key words
- Semiconductor device
- Picosecond phenomena
- Optical diffraction
- Multiple quantum well
- Optical switching
- Packet switching
- Optical modulation
- Photoinduced effect
- Optical deflector