8 сентября в Journal of Applied Physics была опубликована статья «Analysis of factors determining the azimuthal and radial order of lasing mode in III–V quantum dot disk microlasers».

В работе показано, что в инжекционных микродисковых лазерах на квантовых точках доминирующие моды лазерной генерации имеют не высочайший азимутальный и первый радиальный порядки, как считалось ранее. Такой вывод был представлен на основе экспериментальных исследований картин дальнего поля излучения микролазеров диаметрами 10, 15 и 25 мкм, в которых количество наблюдаемых максимумов интенсивности и их период не согласуются с первым радиальным порядком.

Основной механизм, способствующий данному явлению – поверхностная безызлучательная рекомбинация на боковой стенке резонатора микролазера, которая приводит к обеднению приповерхностной области и понижает модальное усиление для малых радиальных порядков (q). В результате максимум усиления смещается к более высоким порядкам. Однако для слишком больших q снижается эффективность вертикального ограничения моды и растут потери вследствие ее утечки в подложку. Баланс этих эффектов определяет наблюдаемый «оптимальный» азимутальный и радиальный порядок. Эти же выводы были подтверждены при помощи выполненного в работе численного моделирования Γ-фактора и излучательных потерь.

Продемонстрированные результаты предоставляют практический критерий выбора моды для расчета при проектировании связанных систем «микролазер-волновод», в которых порядок моды влияет на коэффициент эванесцентной связи и диаграмму направленности излучения, что важно для интегральной фотоники.