Инжекционный лазер

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Т СССРТНРЫТИИ:ОГ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИБйэлй АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) АсИеу Р Епяе 1 п)ап К. Тьи.пвСг 1 ре 1 п 1 есс).оп 1 азег ч 1 гЬ 1 еаку воде сопр 11 п 8. Арр 1. РЬуз. 1,ейск, 1980, ч. 37, к 10, р. 866-868.АсИеу Р. Н 18 Ь розг п)ц 1 г 1 р 1 езСгдре 1 п 3 ессюп 1 азегз, 1 ЕЕЕ Л. фапС. Е 1 есйг. 1982, ч. ЯЕ, В 11, р. 1910-1917.(57) Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, конкретно к интегрально-оптическим устройствам и полупроводниковым инжекционным лазерам. Цель изобретения сужение диаграммы направленности смаксимумом, расположенным на оптической оси лазера. В полупроводниковуюгетероструктуру введены пассивныйволноводный и дополнительный буферный слои. Второй буферный слой, контактирующий слой и электрический контакт к последнему выполнены по длинеменьшими расстояния между торцамилазера. Каналы генерации возникаютв тех сечениях активной области лазера, в которых ее величина равнацелому числу длин связи. Каждый каналгенерации работает в водноводном режиме. В результате синхронизации излучения в разных каналах генерации дугловая расходимость излучения в плос- фкоти волноводных слоев по оптическойоси лазера существенно сужается. 1 ил, 1 132.153Изобретение с)тносится к устройствам со стимулиронаццьм излучением,конкретно к ицтегральцооптичеекимустройстнам и полупрсводциковым инжекционным лазерам.Цель изобретеция - сужение диаграммы направленности с максимумом, расположенным на оптической оси лазера.Конструкция лазера представлена10на чертеже.На подложке 1 из СаЛя, ориецтиронанной в кристаллогряфической плоскости (100), расположены последовательно пять слоев гетероструктуры нд1,основе соединения Л 1 СаЛя: первы)1буферный слой 2 толщиной 3, 2 мкм,пассивный волнонодцый слой 3 толщинойОр 48 мкм, дополнительный буферныйслой 4 толщиной 0,22 мкм, актинный20волноводный слой 5 толщиной 0,36 мки,второй буферный слой 6 толщиной1,6 мкм., Концентрация А 1 н буферцыхслоЯх 2,4 и 6 составляет 30%р а впассивном и акт 11 вном волцонодных сло 25ях 7 и 0% соответственно. Для улучщения электрических свойств контакта 7 он наносится на контактный слой8 из СаЛя, предварительно выращенныйна втором буФерном слое. Первый бу 30ферный слой легировдц Те с концентрацией электРонов и 3 10си Р р втоРойбуферный и контактный слои легировацыСе с концентрацией дырок р 5 .10 "см ,остальные рслои це легирондны. Наподложку 1 нанесен контакт 9. 35Часть второго буферного и кон.тактного слоев с ндцесенным на негоконтактом 7 стрдвлена таким образом,что один из краев контакта 7 выполнен в виде треугольных зубцов. Необходимо отметить, что профиль этогокрая конгакта может быть выполненв другом виде, например в ниде прямоугольных зубцов или ныступон болеесложных Форм. В общем случае распре- с 5деление поля излучения лазера в ближнем поле и угловая диаграмма направленности должны зависеть от профиляконтакта., Приведенный на чертеже лазер создается для принципиального 50подтверждения сужения диаграммы направленности д)я лазеров предлагаемой конструкции. Инжекциоцный .азер предляг аемой конструкции ряботяЕт сЛЕдуЮЩИМ образом.При распрост 1)я)1 сции излучения н той части г.тер ттруктурыр которая 2РЯСПОЛОжС ЦЯ ПОД КРЦтдкт М 7 р 11 РПИС ХО 1Д И ТС. Р Е Е Я "1 К р 1 ИЛ У с 1 Р 1 И Я И 3 1 Н ) - з р а ч но г О ши р ) к О з О и н о г О г) ) г ц О) г ц ) го Глоя 3 н уз;)30 Иый активны 1 г)олно нодцый слой 5. При стравливании верхних слоев структуры - контактного 8 и второго буФерного 6 - ЛО узкоэонцого нолноводцого слоя 5 условия перекачки резко нарушаются и 11 злучение распространяется н гетероструктуре В НИЛЕ ДВУХ ВОГ ЦОВОДЦЫХ МОД, МЯКСИ- мум интенсивности однои из которых расположен в цс.ссинном волнонодном слое 3, д другй - в активном волнонодном слое 5. При этом для второй иоды потери, сцяздцные с поглощением, существенно больще, чем для первой.Проводят Пн;1 сечения А-А и Б-Б лазера предлагяемой коцструкции в ;лОГ к ости р пе Рп Или кУля 1)цои плоскости волцонолцых слоев;зеркалам. В первом случае (Л-А) длина активной области в сече)1 ии ранна целому числудлин связи (ра:стояние, на которомизлучение перекдчивается" из одноговолцОвода в другОЙ 1 р а ВО втором(Б-Б) - полуцелому Очевидно, что вовтором случае потери, связанные с поглощением н узкозоццои слое непосредственно у контакта, препятствуютдостижению условия генерации. Вследствие этого, поскольку длина активной области лазера является переменной величиной н нем возникают кщалыгенерации нтех сечениях, н которыхее величина ранна целому числу длинсвязи (сечение А-А), При этом каждыйканал генерации работает в волноводцом режиме, тяк кяк коэффициент преломления н цем, связанный с концентрацией инжектиронацных носителей,больше, чем в примыкающих участкахактивного слоя, где условие генерации не выполнено,С возникновением синхронизации излучения в разных каналах генерацииугловая расходимость излучения н плоскости нолцоводцых слоен по оптической оси лазера существенно сужается.Формула и з О б р е т е н и яИнжекционный лазер на основе многослойной полупронодниконой гетеро- структуры, содержащий подложку, первый буферный слой, активный волновод" ный слой, второй буферный слой, контактный слой и электрические контакты к подложке и контактному слою,р И.Эрде Тираж 632 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раказ 338 Подписномитета СССР ткрытиикая наб.,роизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектн о т л и ч а ю и и й с я тем, что, с целью сужения диаграммы цаправлецМости с максимумом, расположенным ца оптической оси лазера, между первымс, буферным слоем и активным нолцоводцым слоем расположены последовательно пассивный волноводный и дополнительный буферный слои, электрический контакт к контактному слою, контактный слой и второй буферный слой выполнены по длине меньпими расстояния межлу сээрсс;гц лп и ра, прп этом по крайнемере ц двух продольных сечениях . 3 эзера ссэрецдикулярцых Волноноднымслоям, янсссюдрвся центрами каналовгенерации, длина электрического контакта и расположеццых под ним слоевранца 1,=Х 1где Н - целое число,1, - длина оптической связи междуактинцю и пассивным волноводами, амаксимальная 1, и минимальная Ьдлины снязаць соотнопсением Ь,-Ь 1.