Modeling of anisotropic thin-film laser structures

Abstract

Spin-polarized light sources such as the spin-polarized light-emitting diodes (spin-LEDs) and spin-polarized lasers (spin-lasers) are perspective devices in which the radiative recombinations of spin-polarized carriers result in emission of circularly polarized photons. Main goal of this thesis is modeling outside emited field and polarization properties of spin-LED and spin-controled vertical-cavity surface-emiting laser (spin-VCSEL) structures. New approach based 4x4 matrix formalism is derived for modeling of light interaction in resonant multilayer structure. Quantum transitions, which result in photon emission, are described using Jones source vectors.

Spinově polarizované zdroje záření jako například spinově polarizované světelné emisní diody (spin-LED) a spinově polarizované lasery (spin-lasery) jsou perspektivní zařízení v nichž zářivé rekombinace spinově polarizovaných nosičů náboje vedou k emisi fotonů s kruhovou polarizací. Hlavním cílem této práce je modelování emitovaného pole a polarizačních vlastností spin-LED struktur a spinových laserů s vertikálním uspořádáním (spin-VCSEL). Je odvozen nový přístup založený na 4x4 maticovém formalismu, který popisuje interakci světla s rezonanční multivrstevnou strukturou. Kvantové přechody, které vedou k emisi fotonů, jsou popsány Jonesovými zdrojovými vektory.