Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 22, Numéro 11, novembre 1987
Page(s) 1561 - 1569
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198700220110156100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1561-1569 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220110156100

Modélisation du courant de seuil de diodes laser GaAlAs à guidage par l'indice

F. Lozes-Dupuy, B. Saint-Cricq, G. Vassilieff, L. Vassilieff et A. Bensoussan

Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, 7 avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse Cedex, France


Abstract
The threshold of a VSIS laser diode is described using general models for the bidimensional optical guide, the optical gain of the material, the electrical behaviour of the structure. Guiding mechanisms are analysed in relation to the lateral variations of the complex effective index. Gain-injection level relations are evaluated for a whole alloy family, using the electron-hole pair generation coefficient. The total current through the structure is given by the recombinations in the active layer, the drift and diffusion current in the confining layers, the spreading current on either side of the stripe. The different models are well linked to establish a general methodology leading to the threshold current determination of most index guided laser diodes.


Résumé
Le comportement d'une diode laser à ruban VSIS au voisinage du seuil est décrit à partir des modèles généraux du guide optique bidimensionnel, du gain optique du matériau, du comportement électrique de la structure. Les propriétés du guidage sont analysées à partir des variations latérales de l'indice effectif complexe. Les relations gain-niveau de courant sont évaluées pour une même famille d'alliages en se basant sur les propriétés du coefficient de création de paires électron-trou. Le courant total qui traverse la structure est calculé à partir des recombinaisons dans la couche active, du courant de conduction et de diffusion dans les couches de confinement, de la répartition latérale des lignes de courant hors du ruban. L'ensemble de ces modèles s'articule pour proposer une méthodologie générale de détermination du courant de seuil, valable pour la plupart des diodes laser à guidage par l'indice.

PACS
4255P - Lasing action in semiconductors.
4320J - Semiconductor lasers.

Key words
aluminium compounds -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- laser theory -- semiconductor device models -- semiconductor junction lasers -- semiconductor -- threshold current -- drift current -- injection level -- VSIS laser diode -- models -- bidimensional optical guide -- optical gain -- electron hole pair generation -- recombination -- diffusion current -- spreading current -- index guided laser diodes -- GaAlAs