Инжекционный лазер

 

Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, конкретно к интегрально-оптическим устройствам и полупроводниковым инжекционным лазерам. Цель изобретения сужение диаграммы направленности с максимумом, расположенным на оптической оси лазера, В полупроводниковую гетероструктуру введены пассивный волноводньш и дополнительный буферньш 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)4 Н О1 S 3 18

=ООЮЗИю ХМ.: "-жм

t =-. и э Л И (Т Н p I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{46) 15. 05. 88. Бюл. N - 18 (21) 3785337/24-25

{22) 10.07.84 (72) М.Н.Заргарьянц, О.М.Грудин и Н.В.Галкина (53) 621.375.8(088.8) (56) Ackley D., Engelman R. Twinstripe injection laser with 1еа1у

mode conpling. Appl. Phys. Lett, 1980, ч. 37, к 10, р. 866-868.

Ackley D. High power mu1tiplestripe injection lasers. IEEE

J. Quant. Electr. 1982, ч. QE-18, I 11, р. 1910-1917. (54) ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР (57) Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, конкретно к интегрально-оптическим устройствам и полупроводниковым инжекционным лазерам. Цель изобретения

ÄÄSUÄÄ 1329533 сужение диаграммы направленности с максимумом, расположенным на оптической оси лазера. В полупроводниковую гетероструктуру введены пассивный волноводный и дополнительный буферньп» слои. Второй буферный слой, контактирующий слой и электрический контакт к последнему выполнены 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 д угловая расходимость излучения в плоско ти волноводных слоев по оптической оси лазера существенно сужается. 1 ил.

С:

1 1 32<15 3

Изобретение относится к устройствам со стимулированвь<м излучением, конкретно к иитегральнооптическим устройствам и полупроводниковь<м инжекционным лазерам °

Цель изобретения — сужение диаграммы направленности с максимумом, рас-положенным на оптической оси лазера.

Конструкция лазера представлена

10 на чертеже.

На подложке 1 иэ СаЛя, ориентированной в кристаллографической плоскости (100), расположены последовательно пять слоев гетероструктуры на

1<, основе соединения Л1„Са „ Ля: первь<й буферный слой 2 толщиной 3, 2 мкм, пассивный волноводный слой 3 толщиной

0,48 мкм, дополвительный буферный слой 4 толщиной 0,22 мкм, активный

20 волноводный слой 5 толщиной 0,36 мкм, второй буферный слой 6 толщиной

1,6 мкм., Концентрация Л1 в буферных слоях 2,4 и 6 составляет 30%, а в пассивном и активном волноводных сло)5 ях 7 и 0% соответственно. Для улучшения электрических свойств контакта 7 он наносится на контактный слой

8 из СаЛя, предварительно выращенный на втором буферном слое. Первый бу30 ферный слой легирован Те с концентрацией электронов и 3 10 "" см, второй буферный и контактный слои легированы

Ge с концентрацией дырок р-5 -10 " см, остальные тлои не легированы. На подложку 1 нанесен контакт 9. 35

Часть второго буферного и кон..тактноРо слоев с нанесенным на него контактом 7 стравлена таким образом, что один из краев контакта 7 выполнен в виде треугольных зубцов. Необ<10 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 распределение поля излучения лазера в ближнем поле и угловая диаграмма направленности должны зависеть от профиля контакта., Приведенный на чертеже лазер создается для принципиального 5О подтверждения суже1<ия диаграммы направленности для лазеров предлагаемой конструкции.

Инжекциоп<ный .<азер предлат аемой конструкции p;<6

При распро-травсгнии излу-IeHHE< в той части и< тер:<.труктуры, которая

3 2 расположс на и< д к< втакт< м 7, в11пис хогг tt дит !1с p< vR" <ка и Злу <Р <<ия из пв<) зрачного шир .козонвогçîí<<ûé активный волиоводный слой 5. При стравливании верхних слоев структуры — контактного 8 и второго буферного 6 — до уэкоэонпого волноводного слоя 5 условия перекачки резко нарушаются и излучение р спространяется B гетероструктуре в виде двух вог новодных мод, максимум интенсивности одной иэ которых расположен в пс.ссивном волноводном слое 3, а друг< и — в активном волноводном слое 5. При этом для второй моды потери, связанные с поглощением, существенно больше, чем для первой.

Проводят лв» сечения А-A и Б-Б лазера предлагаемой конструкции в плоскости,перпендикулярной плоскости нолноволных слоев:i зеркалам. В первом случае (Л-h) длина активной области в сеченич1 равна целому числу длин связи (ра<:стояние, на котором излучение перекачивается" иэ одного волновода в другои,1, а во втором (Б-Б) — полуцелому„ Очевидно, что во втором случае потери, связанные с поглощением в узкоэонном слое непосредственно у контакта, препятствуют достижению условия генерации. Вследствие этого, поскольку длина активной области лазера является переменной величиной,, в нем возникают кацалы генерации в тех сечениях, в которых ее величина равна целому числу длин связи (сечение А-Л). При этом каждый канал генерации работает в волноводном режиме, так как коэффициент преломления в нем, связанный с концентрацией инжектированных носителей, больше, чем в примыкающих участках активного слоя, где условие генерации не выполнено, С возникновением синхронизации излучения в разных каналах генерации угловая расходимость излучения в плоскости волноводных слоев по оптическов оси лазера существенно сужается.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Инжекционный лазер на основе многослойной полупроводниковой гетероструктуры, содержащий подложку, первый буферный слой, активный волновод" ный слой, второй буферный слой, контактный слой и электрические контакты к подложке и контактному слою, 1:1 295 1

Составитель Ю.Маслобоев

Редактор Л,Куранова Техред М.Ходанич Корректор H.ÝÐËeéH

Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3384

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сужения диаграммы направлепМости с максимумом, расположенным на оптической оси лазера, между первым с, буферным слоем и активным волноводным слоем расположены последовательно пассивный волноводный и дополнительный буферный слои, электрический контакт к контактному слою, контактный слой и второй буферный слой выполнены по длине меньшими расстояния меж;Ió горцами tlп и рп ttptl этом по крпйпек мере в двух Ttpofjostbttt tx сечениях . па tE .pR перпендикулярных Волноводным слоям, являющимися центрами каналов генерации, длина электрического контакта и расположенных под ним слоев ранна L=N1,,ãäе N — целое число, l,8 — длина оптической связи между активным и пассивным волноводами, а максимальная Т. и минимальная L>

1 длины связаны соотношением L,-L 1