Инжекционный лазер Советский патент 1988 года по МПК H01S3/06 

1i 3

Изобретение относится к устройствам со стимулированным иэлупением, конкретно к интегральмоопгнчегким устройствам и полупроводникопым ин- жекционным лазерам,

Цель изобретения - сужение диаграмы направленности с максимумом, расположенным на оптической оси лазера,

Конструкция лазера представлена на чертеже.

На подложке 1. из aiAs, ориентированной в кристаллографической плоскости (100), расположены последоаа- тельно пять слоев гетероструктуры на основе соединения AlyGa As: первьй буферный слой 2 толщиной 3, 2 мкм, пассивный волноводный слой 3 толщино 0,48 мкм, дополнительный буферный слой 4 толщиной 0,22 мкм, активный волноводный слой 5 толщиной 0,36 мкм второй буферный слой 6 толщиной 1,6 мкм.. Концентрация А1 в буфернь х слоях 2,4 и 6 составляет 30%, а в

пассивном и активном волноводньгх ело

ях 7 и 0% соответственно. Для улучшения электрических сзойств контакта 7 он наносится на контактный слой 8 из GaAs, Предварительно выращенньй на буферном слое. Первьш буферный слой легирован Те с концентрацией электронов П--3 10 см , второй буферньш и коитактньй слои лег ирован Ge с концентрацией дырок остальные т.лои не легированы. На подложку 1 нанесен контакт 9.

Часть второго буферного и кон- , тактног о слоев с нанесенным на него контактом 7 стравлена таким образом, что один из краев контакта 7 вьшол- ней в виде треугольных зубцов. Необ- ходимо отметить, что профиль этого края контакта может быть выполнен в другом виде, например в виде прямоугольных зубцов или выступов более сложных форм. В общем случае распре- деление поля излучения лазера в ближнем поле и угловая диаграмма направленности Должны зависеть от профиля контакта.. Приведенный на чертеже лазер создается для принципиального подтверждения сужения диа/ раммы направленности для лазеров предлагаемой конструкц.

Инжекционный лазер предлагаемой конструкции Рсчбо1ает следующим образом.

При распрострпиемим излучения в той части гетер У- .труктуры, которая

1асположс на под контактом 7, происходит перекачка излучения из про- зрачншч) lIrиpoкnчo и oгo вотгнпиод1 ого слоя 3 п узк; )ЗО1Игый активпьгй полно- гюдкый слой 5. При страпливлнии верхних слоев структуры - KoHTaRTtioro 8 и второго буфорног о 6 - до узкозон- ног.о волноводного слоя 5 условия перекачки резко нарушаются и лзлучение распространяется в гетероструктуре в виде двух вояноводных мод, максимум интенсивности одной из которых расположен в п.ссивном волноводном слое 3, а другой - в активном волноводном слое 5. При этом для второй моды потери, (ные с поглощением, существенно больше, чем для первой.

Проводят дпа сечения А-А и Б-Б лазера предлагаемой конструкции в плоскости,перпсн/пжулярной плоскости волноводньгх слоев и зеркалам. В первом случае (А-А) длина активной области в сечении равна целому числу длин связи (расстояние, на котором излучение перекачивается из одного волновода в другой), а во втором - (Б-Б) - полуцелому,, Очевидно, что во втором случае потери, связанные с поглощением в узкозонном слое непосредственно у контакта, препятствуют достижению условия генерации. Вследствие этого. Поскольку длина активной области лазера является переменной величиной, в нем возникают кар алы генерации в тех сечениях, в которых ее величина равна целому числу длин связи (сечение А-А). При этом каждый канал генерации работает в волновод- ном режиме, так как коэффициент преломления в нем, связанный с концентрацией инжектированных носителей, больше, чем в пр({мыкающих участках активного слоя, где условие генерации не выполнено.

С возникновением синхронизации излучения в разных каналах генерации угловая расходимость излучения в плоскости волноводкьгх слоев по оптической оси лазера существенно сужается.

Формула изобретения

Инжекционный лазер на основе мно гослойной полупроводниковой гетеро- структуры, содержащий подложку, первый буферньш слой, активньй нолновод- ный слой, второй буферный слой, контактный слой и электрические контакты к подложке и контактному слою.

- 1Л293

отличаю щ и и с я тем, что, с целью сужения диаграммы наггравлек- йости с максимумом, р эсположснным на оптической оси лазера, между первым буферным слоем и активным волноводным слоем расположены последовательно пассивный волиоводнын и дополнительный буферньгй слои, электрический контакт к контактному слою, контактный слой и второй буферньгй слой выполнены по длине меньшит и расстояния меж10

п

ду г ори.пми .илчер Т, при этом по край- HeiT мере п днух продольных сечениях лазера, перпендикулярных волноводным слоям, являющимися центрами каналов генерации, длина электрического контакта и расположенньк под ним слоегв равна .p,rAe N - целое число, - длина оптической связи между активргым и пассивным волноводами, а максимальная L и минимальная Lj длины связаны соотношением ,

Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, конкретно к интегрально-оптическим устройствам и полупроводниковым ин- жекционным лазерам. Цель изобретения сужение диаграммы направленности с максимумом, расположенным на оптической оси лазера, В полупроводниковую гетероструктуру введены пассивный волноводньш и дополнительный буфер- ньш слои. Второй буферньй слой, контактирующий слой и электрический контакт к последнему вьшолнены по длине меньшими расстояния между торцами лазера. Каналы генерации возникают в тех сечениях активной области лазера, в которых ее величина равна целому числу длин связи. Каждый канал генерации работает в водноводном режиме. В результате синхронизации излучения в разных каналах генерации угловая расходимость излучения в плоскости волноводных слоев по оптической оси лазера существенно сужается. 1 ил. (Л