Гетеролазеры с оптической накачкой на основе четырехкомпонентных твердых растворов Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se$_{1-y}$Te$_y$ с согласованными решетками на гетерогранице

Изучалась фотолюминесценция эпитаксиальных слоев четырехкомпонентных твердых растворов Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se$_{1-y}$Te$_y$, ($0\le x\lesssim0,47$; $0\le y\lesssim0,65$), выращенных методом жидкофазовой эпитаксии на подложках $n$-PbSe. Гетероструктуры $n$-Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se$_{1-y}$Te$_y/n$-PbSe, в которых активный слой Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se$_{1-y}$Te$_y$ ($0,015\le x\le0,092$; $0,006\le y\le0,026$) был согласован с подложкой по постоянной решетки ($\Delta a/a\approx10^{-1}-10^{-3}$ %), использовались для изготовления гетеролазеров с оптическим возбуждением. Изучены спектральные и пороговые характеристики лазеров в зависимости от толщины активного слоя $d$, температуры и длины резонатора. Изменением состава активного слоя длина волны излучения гетеролазеров варьировалась в пределах 8–12,5 мкм при 77 K. Наблюдались эффекты электронного и оптического ограничения при уменьшении величины $d$. При оптимальном значении $d_{\text{opt}}\approx2,5$ мкм пороговая интенсивность накачки снижается до 20 Вт/см$^2$ при 77 K. Определены коэффициент потерь (5,5 см$^{-1}$), фактор усиления (0,11 см/Вт) и концентрация равновесных носителей ($2\cdot10^{17}$ см$^{-3}$) в активном слое.