[pt] CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÕES DO CHAVEAMENTO ÓPTICO ULTRARRÁPIDO DE CAVIDADES SEMICONDUTORAS

• Other Authors: PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA
• Language: en
• Published: MAXWELL 2020
• Subjects: [pt] MICROCAVIDADES; [en] MICROCAVITIES; [pt] MUDANCA DE COR; [en] COLOR CHANGE; [pt] CHAVEAMENTO; [en] SWITCHING; [pt] STREAK CAMERA; [en] SEMICONDUCTORS
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=48220@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=48220@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.48220

[pt] Este trabalho descreve teoria, simulação e caracterização óptica de microcavidades semicondutoras utilizadas para a mudança de cor de pulsos de luz e geração de pulsos ultra-curtos. Amostras foram fabricadas por MBE com GaAs e AlAs em estruturas compostas de dois espelhos de Bragg e um espaçador de GaAs, formando cavidades de Fabry-Pérot. Espectros de refletância e transmitância foram simulados com o Método da Matriz de Transferência, considerando modelos realísticos para as propriedades ópticas dos materiais. A caracterização óptica foi realizada por FTIR e experimentos de Ring-Down utilizando uma streak camera. Fatores de qualidade maiores que 10(5) foram observados, correspondendo a tempos de armazenamento da luz maiores que 100 ps. Experimentos de troca de cor da luz em uma configuração de pump and probe foram realizados. A geração de pulsos ultra-curtos com cavidades em micropilar foi estudada. Para caracterizá-las, foram empregados o chaveamento óptico de cavidades e a microfotoluminescência resolvida no tempo. O processo completo, ultrarápido, de chaveamento dos modos ressonantes de uma cavidade semicondutora foi claramente observado de maneira inédita. === [en] This work describes the theory, simulation and optical characterization of semiconductor microcavities used to change the color of light and generate ultrashort pulses. Samples were fabricated by MBE with GaAs and AlAs in structures composed of two Bragg mirrors and a GaAs spacer, creating Fabry-Pérot cavities. Reflectance and transmittance spectra were simulated with the transfer-matrix method considering realistic models of the materials optical properties. Optical characterization was performed using FTIR spectroscopy and Ring-Down experiments with a streak camera. Quality factors in excess of 10(5) were observed, corresponding to storage times larger than 100 ps. Color-change experiments using a pump and probe optical setup were performed. The generation of ultra-short pulses with micropillar cavities was investigated. Time-resolved microphotoluminescence and optical cavity switching were employed to characterize the cavities. The complete ultrafast process of switching resonant modes of a semiconductor cavity using all-optical free carrier injection has been clearly observed for the first time.