초록
본 연구에서는 광 논리 및 광 접속에 응용할 수 있는 GaAs/AlGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser diode)을 응용하여, 활성층 위, 아래에 1/4 파장 거울층(quarter wavelength reflector stacks)을 제작함으로서 본 구조에서 최초의 레이징 특성을 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 스위칭 특성을 알아보기 위하여 순방향 전압에서는 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서는 완전 공핍 전압을 모의실험으로 알아보았다. 모의실험을 바탕으로 설계, 제작한 VCL-DOT(Vertical Cavity Laser - Depleted Optical Thyristor)의 스위칭 전압과 전류는 5.24 V, $5{\mu}A$ 이고, 홀딩 전압과 전류는 각각 1.50 V, $100{\mu}A$가 나왔다. 측정된 레이징 문턱 전류는 0.65 mA 이고, 출력 파장은 854.5 nm의 레이징 특성을 확인하였다.
We show for the first time the optical properties of the selectively oxidized vertical cavity laser (VCL) - depleted optical thyristor (DOT), which has not only a low threshold current, but also a high sensitivity to the optical input light. In order to analyze their switching characteristics, nonlinear s-shaped current-voltage characteristics are calculated and the reverse full-depletion voltages (Vneg's) are obtained as function of semiconductor parameters by using a finite difference method (FDM). The selectively oxidized PnpN VCL-DOT clearly shows the nonlinear s-shaped current-voltage and lasing characteristics. A switching voltage of 5.24 V, a holding voltage of 1.50 V, a spectral response at 854.5 nm, and a very low threshold current of 0.65 mA is measured, making these devices attractive for optical processing applications.