Switching-on and -off dynamics of MQW structures with bistable electro-optical absorption

Abstract

In this work we have studied the dynamics of switch-on and switch-off processes in biased MQW structures where every well shows optical bistability in a light intensity range (Il ,Ih). We have analyzed in detail MQW structures with negligible inter-well transport. We have found that the switch-on mechanism consists of a time sequence where every QW jumps into the high-absorption state. Therefore a step-like switching wave propagates through the structure. The switch-off process resembles a reverse wave propagating in the opposite direction and step-like processes in the plasma concentration decay. These effects can be used for conversion of an analog optical signal to digital (optical and electrical) signal(s).

В роботі досліджена динаміка включення-виключення у несиметричних (зміщенних) БКЯ структурах, де кожна яма показує оптичну бістабільність у області інтенсивностей світла ( Il , Ih ). Детально проаналізовано БКЯ структури з незначним переносом між ямами. Знайдено, що механізм включення складається з часової послідовності , коли кожна квантова яма (КЯ) переходить в сильнопоглинаючий стан. Таким чином, в структурі розповсюджується ступінчата хвиля. Процесс виключення нагадує зворотню хвилю, яка розповсюджується в протилежному напрямку и ступінчати процеси у спаді концентрації плазми. Ці ефекти можуть бути використані для перетворення аналового оптичного сигналу у цифровий (оптичний та електричний).

В настоящей работе исследована динамика включения-выключения в несимметричных (смещенных) МКЯ структурах где каждая яма обнаруживает оптическую бистабильность в области интенсивностей света ( Il , Ih ). Детально проанализированы МКЯ структуры с незначительным переносом между ямами. Обнаружено, что механизм включения состоит из временной последовательности, когда каждая квантовая яма (КЯ) переходит в сильнопоглощающее состояние. Таким образом, в структуре распространяется ступенчатая волна. Процесс выключения напоминает обратную волну, распространяющуюся в противоположном направлении и ступенчатые процессы в спаде концентрации плазмы. Эти эффекты могут быть использованы для преобразования аналогового оптического сигнала в цифровой (оптический и электрический).