"Интегральная матрица полупроводниковыхлАзЕРОВ для ОпТичЕСКиХ лиНий СВязи4 Советский патент 1981 года по МПК H01S5/00 H01S5/32 

(54)ИНТЕГРАЛЬНАЯ МАТРИЦА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

1

Изобретение относится к области когерентной оптоэлектроники, в частности к интегральной оптике и полупроводниковым лазерам и может быть использовано как источник когерентного излучения лазерной связи и оптической обработки информации.

Известны линейные матрицы светодиодов на основе двойных гетероструктур l .

Однако эффективность согласования их с многоканальными тонкогшеночными волноводами и волоконными световодами низкая и требует дополнительной оптики.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является планарная матрица полупроводниковых лазеров, содержащаяполупроводниковые лазеры на основе гетероэпитаксиальной структуры, сформированной на единой полупроводниковой подложке LJ.

Недостаток известной матрицы заключается в том, что в ней невозможно осуществление генерации каждого отдельного лазера на различных длинах волн, что необходимо в оптических линиях связи с частотным уплотнением каналов. Кроме того в ней нет возможности при фиксированноь малом размере излучающих областей получить заданное расстояние между ними, что существенно, понижает зффективность ввода излучения в многоканальные сис10темы как плоских, так и волоконных световодов и усложняет сам процесс ввода излучения.

Целью изобретения является осуществление генерации каждого отдель15ного лазера на определенной длине волны излучения при одновременном упрощении констр|укции и возможности расположения лазеров на любом заданном расстоянии друг от друга.

20

.Указаннаяцель достигается тем, что в интегральной схеме матрицы полупроводниковых лазеров для оптических линий связи с частотным уплотнением

37493

.каналов, содержащей полупроводш-гковые , лазеры на основе гетероэпитаксиальной структуры, сформированной на единой полупроводниковой подложке, гетероэпитаксиальная структура представляет, собой чередующиеся полупровод шковые толщиной 0,3-2 мкм и полуизолирующие ..толщиной от 3-4 мкм до 150-300 мкм слои, причем концентрация носителей И -типа в полупроводниковых слояхЮ

различна, а активные области в них перпендикулярны к плоскости.подложки, выполненной из полуиЭолирующего полупроводника, и сформированы диффузией легирующей примеси р-типа.

На чертеже схематически изобраукена. интегральная матрица полупроводни ковых лазеров для оптических линий связи с частотным уплотнением каналов информации.тд

На монокристаллической полупроводНиковой полуизолирукяцей подложке 1 расположены пленки h-типа 2 с различной кощентрацией носителей, разделенные полуизолирующими слоями 3. Ак-25 тйвныеобласти лазеров 4, образованныелегирующей примесью р-типа, имеют азвдый свой отдельный омический металлический контакт 5 и один общий контакт 6, Зеркальные грани ре- зо зонатора лазера 7 образованы скалыванием.

Припропускании тока инжекции через омические контакты ток протекает через активные области и вызы- з5

вает :тзерную генерацию любого задан7 но г о диода матрицы или нескольких

одновременно, причем каждый диод имеет свою собственную длину генерации изза различной.концентрации носителей 40 в активной области.

Предлагаемая матрица применяется следующим образом.

В качестве подложки используется выcokooмный Go AS пленки Ц-типа 45 легированы теллуром с концентрацией примеси 1-9ЧО см , а полуизолирующие слои Се, металлические контакты изготовлены из золота. Матрица из шести лазерных диодов, длина so волнЬ генерации каждого последующего дйбда | тличалась от предыдущего на

20-25 А.Ширина активных областей составляет 1,5-2 мкм, а изолирукнцих пленок 50 мкм. Все образцы работают на 55 одной продольной йоде плоского резонатора вплоть до 7-кратного превы шёния над пороговым значением. Поро3.4 ,

говые токи диодов составляют 2050 м.

Предлагаемая матрица выгод ио отличается от известной тем, что каждый лазерный диод излучает свою заданную длину волны, что необходимо для многоканальных систем связи, .имеет малую ширину активной области, что позволяет ему работать в режиме одномодовой генерации при значительном превышении порогового тока, что, как правило, выполняется в полосковых диодах,Кроме того,меняя толщину изолирукмцих пленок, можно расположить лазерные диоды на любом расстоянии друг от друга и по любому закону, не изменяя ширину активной области каждого лазера, и позволяет эффективно согласовывать подобную матрицу лазеров с любой многоканальной системой связи, что также невозможно в известной матрице. Применение подобных лазершлх источников упростит системы многоканальных оптических линий связи, повысит эффективность ввода лазерного излучения в оптические

пленарные и волоконные световоды, I

Формула изобретения

Интегральная матрица полупроводниковых лазеров для оптических линий связи с частотным уплотнением каналов, содержащая полупроводниковые лазеры . на основе гетероэпитаксиальной структуры, сформированной на единой полупроводниковой подложке, о т Л ичающаяся тем, что, с целью осуществления генерации каяадого отдельного лазера на определенной длине волны излучения при одновременном упрощении конструкции, гетероэпитаксиальная .структура представляет собой чередующиеся полупроводниковые толщиной 0,3-2 мкм и полуизолирующие толщиной от 3-4 мкм до 150-300 мкм слои, причем концентрации носителей И-типа в полупроводниковых слоях различны, а активные области в нИх перпенцикулярны к плоскости подложки, выполненной из полуизолирующего полупроводника, и сформированы диффузией легирующей р-типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.S. Watarn and ets aD/NTG-Fochober;i977, V. 59, p.lS.

2.Патент США N 4047124, КЛ. 331-945, опублик. 1977.

,.---: ч L-;.-,. -, ... V t vrSlw-

4 й#-;4 .:,

749333

0 0 flf

J