title: Microscopic analysis of the optoelectronic properties of semiconductor gain media for laser applications
title: Mikroskopische Analyse optoelektronischer Eigenschaften von Halbleiterverstärkungsmedien für Laseranwendungen
Creators: name: Bückers, Christina
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Modulation spectroscopy
AlGaInAs
AlGaInAsSb
Physik
Auger-Rekombination
Optischer Gewinn
Modulationsspektroskopie
GaAsBi
Optical gain
Luminescence
GaNAsP
Auger-recombination
Semiconductor laser modelling
Lumineszenz
Modellierung
Halbleiterlaser

description: A microscopic many-particle theory
      is applied to model a wide range of semiconductor laser gain
      materials. The fundamental understanding of the gain medium
      and the underlying carrier interaction processes allow for
      the quantitative prediction of the optoelectronic properties
      governing the laser performance. Detailed
      theory-experiment-comparisons are shown for a variety of
      structures demonstrating the application capabilities of the
      theoretical approach. The microscopically calculated material
      properties, in particular absorption, optical gain,
      luminescence and the intrinsic carrier losses due to
      radiative and Auger-recombination, constitute the critical
      input to analyse and design laser structures. On this basis,
      important system features such as laser wavelength or
      threshold behaviour become predictable. However, the theory
      is also used in a diagnostic fashion, e.g. to extract
      otherwise poorly known structural parameter. Thus, novel
      concepts for the optimisation of laser designs may be
      developed with regard to the requirements of specific
      applications. Moreover, the approach allows for the
      systematic exploration and assessment of completely novel
      material systems and their application potential.
description: Eine mikroskopische
      Vielteilchentheorie wird auf verschiedenste Materialsysteme
      angewendet, die als Verstärkungselement den Grundbaustein von
      Halbleiterlasersystemen bilden. Das Verständnis der
      mikroskopischen Prozesse und ihre Modellierung ermöglichen
      die Analyse und quantitative Prognose optoelektronischer
      Eigenschaften, die das Laserverhalten maßgeblich bestimmen.
      Mit dem Modell lassen sich Materialeigenschaften treffend
      simulieren, wie umfassende Theorie-Experiment-Vergleiche
      zeigen. Die Untersuchung von Absorption, optischer
      Verstärkung, Lumineszenz und intrinsischen
      Ladungsträgerverlusten durch strahlende sowie
      Auger-Rekombination bildet den Leitfaden zur
      Charakterisierung verschiedenster
      Halbleiterverstärkungsmedien. Darauf aufbauend werden nicht
      nur Lasereigenschaften wie Emissionswellenlängen und
      Schwellenverhalten berechenbar, sondern es lassen sich auch
      unbekannte und experimentell schwer zugängliche
      Strukturparameter bestimmen. So können Konzepte erarbeitet
      werden, mit denen Laserdesigns mit Blick auf die
      Anforderungen spezifischer Anwendungen hin optimiert und
      weiterentwickelt werden können, und mit denen neuartige
      Lasersysteme auf ihr Anwendungspotential hin eingeschätzt und
      bewertet werden können.