DE2653382A1 - Wellungsgekoppelter doppelwellenleiter-laser - Google Patents

Wellungsgekoppelter doppelwellenleiter-laser

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DE2653382A1
DE2653382A1 DE19762653382 DE2653382A DE2653382A1 DE 2653382 A1 DE2653382 A1 DE 2653382A1 DE 19762653382 DE19762653382 DE 19762653382 DE 2653382 A DE2653382 A DE 2653382A DE 2653382 A1 DE2653382 A1 DE 2653382A1
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Donald R Scifres
William Streifer
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Xerox Corp
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Description

HOFFMANN · EITLJE <fc PARTNER
PATENTANWÄLTE DR, ING. E. HOFFMANN · DIPL-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K.HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LEH N D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 9Π087 · TELEX 05-29619 (PATHE)
28 683
Xerox Corporation, Rochester,N.Y. (USA)
Wellungsgekoppelter Doppelwellenleiter-Laser
Die Erfindung betrifft einen elektrisch gepumpten, verteilt rückgekoppelten Doppelwellenleiter-Diodenlaser.
Es sind elektrisch gepumpte, verteilt, rückgekoppelte Diodenlaser bekannt, in denen eine optische Rückkopplung durch eine gewellte Grenzfläche zwischen der aktiven Schicht und einer benachbarten Wellenleiterschicht des Lasers geschaffen wird. Die Wellung wird allgemein durch ein ionisches Bearbeitungsverfahren oder durch ein chemisches Ätzverfahren erzeugt, die oftmals Fehler in der an die Wellung angrenzenden aktiven Schicht hervorrufen. Diese Fehler vergrößern den Betrag an strahlungsloser Rekombination der Ladungsträger im aktiven Bereich, und ergeben eine verminderte Wirksamkeit und eine gesteigerte Schwellenstromdichte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verteilt rückgekoppelten Laser mit verminderter strahlungsloser Rekombination der Ladungsträger zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einem Laser der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Halbleiterkörper, der eine Vielzahl von angrenzenden Schichten aus Halbleitermaterialien enthält, von denen eine der Schichten den Bereich einer laseraktiven Schicht darstellt, vorgesehen ist, daß der Bereich der aktiven Schicht auf einer Seite durch eine erste Schicht, auf der anderen Seite durch eine zweite Schicht begrenzt wird,
eine dritte Schicht vorgesehen ist, die auf einer Seite durch die zweite Schicht und auf der anderen Seite durch eine vierte Schicht begrenzt wird,
daß der Bereich der aktiven Schicht aus einem ersten Leitungstyp besteht und eine der Schichten, die den Bereich der aktiven Schicht begrenzen, aus dem anderen Leitungstyp bestehen, so daß eine gleichrichtende Obergangszone zwischen dem Bereich der aktiven Schicht und einer der diesen Schichtbereich begrenzenden Schichten geschaffen wird,
daß unter Vorwärtsvorspannung injiziierte Ladungsträger an der gleichrichtenden Übergangszone vorgesehen sind, die im Bereich der aktiven Schicht einer Strahlungsrekombination ausgesetzt sind, um angeregte kohärente Strahlung zu erzeugen, daß das Material des Bereichs der aktiven Schicht einen geringeren Bandabstand als die Materialien der ersten Schicht und der zweiten Schicht besitzt, so daß eine Begrenzung für die mit Vorwärtsvorspannung in den Bereich der aktiven Schicht injiziierten Ladungsträger vorgesehen ist, daß das Material der dritten Schicht einen geringeren Bandabstand als die Materialien der zweiten Schicht und der vierten Schicht besitzt, so daß der Teil der kohärenten Strahlung, der sich auf die dritte Schicht erstreckt, auf die dritte Schicht begrenzt ist, und
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daß eine der mit der dritten Schicht gebildeten Begrenzungen eine nicht-planare Begrenzung ist, daß die nicht-planare Begrenzung eine periodische Schwankung des Brechungsindex entlang dieser liefert, die mit einem Teil der Strahlung, die sich in die dritte Schicht ausbreitet, in Wechselwirkung steht, um den Teil der Strahlung zu bewirken, der durch die periodische Schwankung reflektiert werden soll, und daß die Schwankung derartig periodisch schwankt, daß die reflektierte Strahlung in Phase ist.
Mit der Erfindung wird ein mit gittergekoppeltem Ausgang versehener verteilt rückgekoppelter Laser geschaffen. Weiter wird ein Laser mit einem vollständig verlustarmen Lichtübertragungswellenleiter geschaffen.
Die Erfindung umfaßt einen optischen Hohlraum eines elektrisch gepumpten, verteilt rückgekoppelten Diodenlasers mit ersten und zweiten dicht angeordneten parallelen Wellenleiterschichten niedrigen Bandabstandes und Materialien hohen Lichtbrechungsindex1, die durch eine dünne Schicht höheren Bandabstandes und Material niedrigerer Brechungszahl getrennt werden. Die erste der Wellenleiterdoppelschicht ist die laseraktive Schicht, in welche Ladungsträger unter Vorwärtsvorspannungsbedingungen injiziiert werden, um kohärente Strahlung und Verstärkung bei Ladungsträgerrekombination zu erzeugen. Die kohärente Strahlung wird auf die zweite Wellenleiterschicht verteilt, wo Strahlungsrückkopplung durch eine periodische Wellung zwischen der zweiten der Wellenleiterdoppels chichten und der Schicht aus Material höheren Bandabstandes geschaffen wird. Somit ist die rückkopplungserzeugende, periodische Wellung nicht direkt der aktiven Schicht benachbart und die durch wellungserzeugte Fehler bewirkte Ladungsträgerrekombination wird vermindert.
Die Lichtausbeute des optischen Hohlraums des Doppelwellenleiters kann aus dem Laser durch eine integrierte optische Wellenleiterschaltung ausgekoppelt werden, die eine Ausdehnung der zweiten Wellenleiterschicht einschließt. Die rückkopplungserzeugende Wellung erstreckt sich nicht in den Ausdehnungsbereich der zweiten Wellenleiterschicht. Der Ausdehnungsbereich der zweiten WeI-
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lenleiterschicht wird breiter als der Bereich der zweiten Hohlleiterschicht mit der Wellung gemacht. Die vergrößerte Weite des Ausdehnungsbereiches der zweiten Wellenleiterschicht bewirkt eine Fortpflanzung eines größeren Strahlungsintensitätsbetrages in der zweiten Wellenleiterschicht entlang des ausgedehnten Bereichs. Somit besitzt der integrierte optische Wellenleiter niedrige Dämpfung.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Doppelwellenleiterlasers gemäß der Erfindung,
Fig. 2 TE-Modus-Diagramme des Doppelwellenleiterlasers nach Fig.1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Doppelwellenleiterlasers mit einer integrierten optischen Wellenleiterschaltung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels eines Doppelwellenleiterlasers mit einer integrierten optischen Wellenleiterschaltung·
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lasers 1, der eine Vielzahl von angrenzenden Schichten aus Halbleitermaterialien enthält und einen optischen Hohlraum 2 desDoppelwellenleiters besitzt, der seinerseits eine lichterzeugende Wellenleiterschicht 4 und eine gewellte Wellenleiterschicht 6 enthält. Die Wellenleiterschichten 4 und 6 sind beide auf einer Seite durch eine Schicht 5 begrenzt, wobei die Wellenleiterschicht 4 auf der anderen Seite durch eine Schicht 7 und die Wellenleiterschicht 6 auf der anderen Seite durch eine Schicht 8 begrenzt sind. Der Laser 1 enthält auch ein Substrat 9 und eine kontakterleichternde Schicht 10. Eine periodische Wellung 11, d.h. eine periodische
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Struktur, ist an der .Grenzfläche zwischen den Schichten 5 und 6 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können die Schichten 4, 7 und 10 beispielsweise eine Dicke der angegebenen Größe haben und können als p-Typ ausgebildet sein, während die Schichten 5, 6, 8 und das Substrat 9 die in Fig. 1 gezeigte Dicke besitzen können und als η-Typ derart ausgebildet sein können, daß eine gleichrichtende Übergangszone 12 an der Grenzfläche zwischen den Schichten 4 und 5 geschaffen wird. Unter Vorwärtsvorspannungsbedingungen werden Ladungsträger (Elektronen und Löcher) in die lichterzeugende Wellenleiterschicht 4 injiziiert, um bei Ladungsträgerrekombination die Erzeugung von Strahlung zu schaffen.
Die Halbleitermaterialien der Schichten 4, 5 und 6 des optischen Hohlraums 2 und die Halbleitermaterialien der Schichten 7 und 8, die dem optischen Hohlraum 2 unmittelbar benachbart sind, werden gewählt, um vorgeschriebene Kriterien einzuhalten. Zuerst wird das Material der aktiven Wellenleiterschicht 4 so gewählt, daß es einen Bandabstand besitzt, der niedriger ist als der Bandabstand des Materials oder der Materialien der Schichten 5 und 7, so daß in die Schicht 4 unter Vorwärtsvorspannungsbedingungen injiziierte Ladungsträger auf die Schicht 4 beschränkt werden. Als zweites werden das Material oder die Materialien der Schichten 5 und 8 für einen Bandabstand höher als der Bandabstand des Materials der Schicht 6 gewählt, um eine optische Begrenzung zu schaffen, d.h. eine Wellenleitung der kohärenten Strahlung zu schaffen, die durch Ladungsträgerrekombination in der Schicht 4 erzeugt wurde; und die sich in die Schicht 6 über die Schicht 5 erstreckt. Zum dritten werden die Materialien der Schichten 4, 5, 6, 7 und 8 so gewählt, um eine Konturabweichung des Gitters herabzumindern bzw. zu verringern. Insbesondere kann wie in Fig. 1 gezeigt, die Schicht 4 p-Typ-Galliumarsenid, die Schicht 5 n-Typ-Ga 7Al .,As, Schicht 6 n-Typ-Galliumarsenid, Schicht 7
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p-Typ-Ga At-Rin. ccAs und Schicht 8 n-Typ-Ga . - Al As sein.
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Da der Gehalt an Aluminium direkt proportional zum Materialbandabstand ist und da n-Typ-Dotierungsmaterialien den Bandabstand
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geringfügig vergrößern, hätte in dem insbesondere in Fig. 1 dargestellten Strukturaufbau (ohne Substrat 9 und Schicht 10) die Schicht 4 den geringsten Bandabstand, Schicht 6 den nächst niedrigeren Bandabstand, Schicht 5 den nächst niedrigen Bandabstand und die Schichten 7 und 8 den höchsten Bandabstand . Die inversen Wechselwirkungen beziehen sich auf die Brechungszahl, d.h. Schicht 4 hätte den höchsten Brechungsindex, Schicht 6 den nächst höheren Brechungsindex, Schicht 5 den nächst höheren Brechungsindex und die Schichten 7 und 8 hätten den niedrigsten Brechungsindex. Schicht 10 ist ein p-Typ und Substrat 9 ein n-Typ-Galliumarsenid.
Um die Größe der Kopplung zwischen der in Schicht 4 erzeugten Strahlung und der verlust-armen parallelen leitenden Wellenleiterschicht 6 und der Wechselwirkung zwischen der gekoppelten Strahlung und der periodischen Wellung 11 abschätzen zu können, ist es nötig, die Modus-Diagramme des Lasers 1 zu ermitteln.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung der E -Komponente des optischen Feldes für TE-Modi gemäß dem Aufbau nach Fig. 1 für die in Fig. 1 gezeigte Schichtendicke und die Materialien. Wie in Fig. dargestellt/Wird die TE -Welle in erster Linie auf die ungepumpte Schicht 6 aus n-Typ-Galliumarsenid begrenzt und erfährt deshalb eine geringe Verstärkung. Die TE..- und TE~-Wellen besitzen jedoch ausreichende Kopplung mit der Strahlungserzeugenden Wellenleiterschicht 4, wobei diese zwei Wellentypen ebenfalls derart in die leitende Wellenleiterschicht 6 reichen und mit der Wellung 11 in Wechselwirkung stehen, daß diese zwei Wellentypen kohärent reflektiert werden. Licht kann aus dem Laser 1 über die Schicht bei Begrenzung des Gitters ausgekoppelt werden.
Der wellungsgekoppelte Laser 1 gemäß Fig. 1 wird durch erste nacheinander wachsende Schichten 8 und 6 auf dem Substrat 9 aus n-Typ-Galliumarsenid hergestellt, wobei konventionelle in flüssiger Phase angewendete epitaxiale Aufwachsverfahren verwendet werden. Das Aufwachsen der Schicht 6 wird vorzugsweise bei
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niedriger Temperatur (ungefähr 680 C) durchgeführt, um eine bessere Kontrolle über die Stärke der Schicht 6 zu erreichen. Nach dem Aufwachsen der Schichten 6 und 8 wird durch Spinbeschichtung eines Fotowiderstandes, wie z.B. AZ1350, eine periodische Wellung 11 gebildet, und zwar auf der freien Oberfläche der Schicht 6 und unter interferometrischer Ar -Laser-Belichtung. Die ausgebildete Stehwellenkurve wird in die Schicht 6 aus n-Typ-Galliumarsenid durch Bearbeitung mittels Ionen durch die Fotowiderstandsmaske übertragen. Die Periode der Wellung 11 kann 5370 A betragen, die eine verteilte Rückkopplung vierter Ordnung und einen gittergekoppelten Ausgangsstrahl zweiter Ordnung schafft. Ausgänge anderer Modusordnungen können durch Ändern der Periode der Wellung 11 gemäß der Formel
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erzeugt werden, worin_Λ. die Wellungsperiode, m die Bragg'sehe Moduszahl, /L die Wellenlänge der durch die Schicht 4 erzeugten Strahlung und η der äquivalente Brechungsindex jedes Lasertyps darstellt. Licht kann vom Laser 1 senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Ebenen der Wellenleiterschichten 4 und 6 abhängig vom Wellungsabstand ausgekoppelt werden. Nachdem die periodische Wellung 11 in die n-Typ-Galliumarsenid Schicht 6 bis zur Tiefe von beispielsweise 1200 A bearbeitet wurde, wird ein zweites epitaxiales Aufwachsverfahren in flüssiger Phase gebildet und die Schichten 5, 4, 7 und 10 sind aufgewachsen. Niedrige Temperaturen (ungefähr 680 C) werden ebenfalls im zweiten Aufwachsverfahrensschritt ausgenutzt, um ein Rückschmelzen der periodischen Wellung 11 zu vermeiden und um eine bessere Schichtdickenkontrolle zu erhalten. Nach diesem letzten Schritt des Aufwachsens wird das Substrat 9 auf die gewünschte Dicke poliert und die Dioden werden vom Plättchen abgespalten. Kontakte 14 und 15 werden dann an der Schicht 10 und dem Substrat 9 vorgesehen. Molekularstrahl-epitaxie kann ebenfalls verwendet werden, um die Schichten 4 bis 8 und 10 zu bilden und die Leitungstypen gemäß Fig. 1 können umgekehrt werden. Ebenso kann die Wellung 11
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auf der Substratseite der Schicht 6 gebildet werden.
Zufriedenstellende Ergebnisse können mit Materialien erzeugt werden, die andersartiger sind als jene insbesondere in Fig. 1 gezeigten Materialien, vorausgesetzt, daß das Material der Schicht 4 den niedrigsten Bandabstand, das Material der Schicht 6 den nächst niedrigen Bandabstand, das Material der Schicht 5 den nächst niedrigen Bandabstand und das Material oder die Materialien der Schichten 7 und 8 den höchsten Bandabstand besitzen. Beispielsweise kann die Schicht 6 einen geringen Aluminiumgehalt besitzen, z.B. Ga1 Al As 0<X"<0,1, was immer noch die Kriterien einhalten würde, daß Schicht 6 den zweit niedrigsten Bandabstand besitzt. Gleichermaßen kann der Aluminiumgehalt der Schichten 5, 7 und 8 geändert werden, sofern die vorher angeführten Bandabstandsordnungskriterien beibehalten werden.
Ein wesentlicher Schritt zum Erreichen praktischer integrierter optischer Schaltungen ist die Einkopplung des Laserausgangs in einen verlustarmen Wellenleiter. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines mehrlagigen Halbleiterplättchens mit einem Doppelwellenleiter-Diodenlaser der eingangs beschriebenen Art und mit einer integrierten optischen Schaltung, die für die Ankopplung der Strahlung an andere Einrichtungen oder andere Abschnitte des Plättchens vorgesehen ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, erstrecken sich die Schichten 6, 8 und das Substrat 9 jenseits der Schichten 4, 5, 7 und 10. Die periodische Wellung 11 wird an der entfernten bzw. abgeschnittenen Stelle der Schichten 4, 5, 7 und 10 begrenzt. Da die periodische Wellung 11 nicht in den Bereich des Plättchens mit der integrierten optischen Schaltung reicht, wird der Teil der Schicht 6 im Bereich des Plättchens in der integrierten optischen Schaltung nicht bearbeitet und somit ist die Weite der Schicht 6 im Bereich des Plättchens mit der integrierten optischen Schaltung größer als die durchschnittliche Weite der Schicht 6 im Teil des Plättchens des Doppelwellenleiter-Diodenlasers. Das Verfahren zur Erzeugung des Doppelwellenleiterlasers mit integrierter optischer Schaltung ist das gleiche wie für die Erzeugung
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des Doppelwellenleiterlasers gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die periodische Wellung 11 nur in einen Teil der Schicht 6 eingearbeitet wird und ein zusätzlicher Ätzvorgang erforderlich ist, um Teile der Schichten 4, 5, 7 und 10 zu entfernen.
Wie bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben, wird Licht in der Schicht 4 erzeugt und in Schicht 6 eingekoppelt. Diese Einkoppelung in die Schicht 6 ermöglicht eine wirksame Übertragung des Laserstrahls in den breiteren Teil der Schicht 6 für eine folgende übertragung und Weiterverwendung.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zur Kopplung von Laserlicht in einen verlustarmen Wellenleiter ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Teile der Schichten 4, 5, 7 und 10 jenseits der periodischen Wellung 11 nicht entfernt sind. Da, wie in der Darstellung gemäß Fig. 3 die Dicke des nichtgewellten Teiles der Schicht 6 bedeutend größer als die durchschnittliche Dicke des gewellten Teiles der Schicht 6 ist, wird ein dickerer Wellenleiter durch den nichtgewellten Teil der Schicht 6 geschaffen. Da der dickere Wellenleiter außerdem noch einen größeren Prozentsatz an in der Schicht 4 erzeugter Strahlung koppelt, als es ein dünnerer daran gekoppelter Wellenleiter vermag, enthält der dickere Teil der Schicht 6 die meiste Strahlung und bildet deshalb einen verlustarmen Wellenleiter ohne Entfernung eines Teiles der lichterzeugenden Schicht 4.
Kurz umrissen umfaßt die Erfindung einen elektrisch gepumpten, verteilt rückgekoppelten gittergekoppelten Diodenlaser mit einem optischen Hohlraum, der zwei"dicht benachbarte Schichten enthält, wobei die erste der Schichten elektrisch gepumpt und die zweite der Schichten gewellt ist. Optische Wellenlängenstrahlung und eine Verstärkung der Strahlung wird in der ersten Schicht durch Ladungsträgerrekombination erzeugt, wobei die Strahlung in die zweite Schicht streut zur kohärenten Reflexion durch die Wellung und zur verlustarmen übertragung. Eine Begrenzung der Ladungsträger in der ersten Schicht und eine optische Begrenzung im optischen
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Hohlraum werden dadurch erreicht, daß jede dieser Schichten von Materialien mit einem höheren Bandabstand und niedrigerem Brechungsindex als die Materialien der ersten und der zweiten Schichten umgeben werden. Die Wellung der zweiten Schicht kann sich nur auf einen Teil der Länge der zweiten Schicht derart ausdehnen, daß der nichtgewellte Teil der zweiten Schicht einen verlustarmen Wellenleiter bildet.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    . ^Elektrisch gepumpter, verteilt rückgekoppelter Doppelwellenleiter-"üiodenlaser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper, der eine Vielzahl von angrenzenden Schichten aus Halbleitermaterialien enthält, von denen eine der Schichten den Bereich einer laseraktiven Schicht (4) darstellt, vorgesehen ist,
    daß der Bereich der aktiven Schicht (4) auf einer Seite durch eine erste Schicht (7), auf der anderen Seite durch eine zweite Schicht (5) begrenzt wird,
    eine dritte Schicht (6) vorgesehen ist, die auf einer Seite durch die zweite Schicht (5) und auf der anderen Seite durch eine vierte Schicht (8) begrenzt wird, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) aus einem ersten Leitungstyp besteht und eine der Schichten, die den Bereich der aktiven Schicht (4) begrenzen, aus dem anderen Leitungstyp bestehen, so daß eine gleichrichtende Übergangszone (12) zwischen dem Bereich der aktiven Schicht (4) und einer der diesen Schichtbereich begrenzenden Schichten geschaffen wird, daß unter Vorwärtsvorspannung injiziierte Ladungsträger an der gleichrichtenden Übergangszone (12) vorgesehen sind, die im Bereich der aktiven Schicht (4) einer Strahlungsrekombination ausgesetzt sind, um angeregte kohärente Strahlung zu erzeugen, daß das Material des Bereichs der aktiven Schicht (4) einen geringeren Bandabstand als die Materialien der ersten Schicht (7) und der zweiten Schicht (5) besitzt, so daß eine Begrenzung für die mit Vorwärtsvorspannung in den Bereich der aktiven Schicht (4) injiziierten Ladungsträger vorgesehen ist, daß das Material der dritten Schicht (6) einen geringeren Bandabstand als die Materialien der zweiten Schicht (5) und der vierten Schicht (8) besitzt, so daß der Teil der kohärenten Strahlung, der sich auf die dritte Schicht (6) erstreckt, auf die dritte Schicht (6) begrenzt ist, und
    daß eine der mit der dritten Schicht (6) gebildeten Begrenzungen eine nicht-planare Begrenzung ist, daß die nicht-planare Begrenzung eine periodische Schwankung des Brechungsindex entlang dieser liefert, die mit einem Teil der Strahlung, die sich in die
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    dritte Schicht (6)ausbreitet, in Wechselwirkung steht, um den Teil der Strahlung zu bewirken, der durch die periodische Schwankung reflektiert werden soll, und daß die Schwankung derartig periodisch schwankt, daß die reflektierte Strahlung in Phase ist.
  2. 2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-planare Begrenzung zwischen der zweiten Schicht (5) und der dritten Schicht (6) ist.
  3. 3. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) und die dritte Schicht (6) aus Galliumarsenid besteht, und die erste Schicht (7),die zweite Schicht (5) und die vierte Schicht (8) aus GaAlAs bestehen.
  4. 4. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (5) weniger Aluminium enthält als die erste Schicht (7) oder, die vierte Schicht (8) .
  5. 5. Elektrisch gepumpter, verteilt rückgekoppelter Doppelwellenleiter-Diodenlaser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterkörper, der eine Vielzahl von angrenzenden Schichten aus Halbleitermaterialien enthält, von denen eine der Schichten einen Bereich der aktiven Schicht (4) darstellt, vorgesehen ist, in welchem Ladungsträgerrekombination auftritt und die andere der Schichten eine lichtleitende Schicht (6) ist, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) durch Materialschichten begrenzt wird, die einen höheren Bandabstand als die Materialien des Bereiches der Schicht (4) besitzen, daß die lichtleitende Schicht (6) durch Materialschichten begrenzt wird, die einen höheren Bandabstand als die Materialien der lichtleitenden Schicht (6) besitzen,
    daß der Bereich der aktiven Schicht (4) aus einem ersten Leitungstyp besteht und eine der den Bereich der aktiven Schicht (4) begrenzenden Schichten vom anderen Leitungstyp ist, so daß eine gleichrichtende Übergangszone (12) zwischen dem Bereich der aktiven Schicht (4) und einer der den Bereich der aktiven Schicht (4)
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    begrenzenden Schichten geschaffen wird, daß unter Vorwärtsverspannung injiziierte Ladungsträger an der gleichrichtenden Übergangszone (12) vorgesehen sind, die im Bereich der aktiven Schicht (4) Strahlungsrekombination ausgesetzt sind, um angeregte kohärente Strahlung zu erzeugen, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) und die lichtleitende Schicht (6) innerhalb des Halbleiterkörpers angeordnet sind, so daß ein Teil der kohärenten Strahlung sich in die lichtleitende Schicht (6) ausbreitet,
    daß wenigstens ein Teil einer der mit der lichtleitenden Schicht (6) gebildeten Begrenzungen eine nicht-planare Begrenzung ist, daß die nicht-planare Begrenzung eine periodische Schwankung des Brechungsindex1 entlang dieser liefert und mit einem Teil des kohärenten Strahlungsteiles in Wechselwirkung steht, um etwas Strahlung zu erzeugen, die durch die periodische Schwankung reflektiert werden soll, und daß die Schwankung derart periodisch schwankt, daß die reflektierte Strahlung in Phase ist,
  6. 6. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) und die lichtleitende Schicht (6) durch eine einzige Schicht (5) getrennt werden.
  7. 7. Laser nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichnet, daß die einzige Schicht (5) ungefähr 0,6 ,um dick ist.
  8. 8. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der aktiven Schicht (4) und die lichtleitende Schicht (6) aus Galliumarsenid besteht und die den Bereich der aktiven Schicht (4) und die lichtleitende Schicht (6) begrenzenden Schichten (5, 7, 8) aus Galliumaluminiumarsenid bestehten.
  9. 9. Laser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Schicht (5) einen niedrigeren Bandabstand als die anderen den Bereich der aktiven Schicht (4) und die lichtleitende Schicht (6) begrenzenden Schichten (5, 7, 8) besitzt.
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  10. 10. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennz eichnet, daß die lichtleitende Schicht (6) einen Teil aufweist, der sich jenseits des Bereichs der aktiven Schicht (4) und jenseits der periodischen Schwankung ausbreitet, so daß die lichtleitende Schicht (6) jenseits der periodischen Schwankung in ihrer Dicke zunimmt, wodurch der Ausbreitungsbereich der lichtleitenden Schicht (6) als eine integrierte optische Schaltung wirkt.
  11. 11. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-planare Begrenzung sich nur über einen Teil einer der Begrenzungen erstreckt, die mit der lichtleitenden Schicht (6) gebildet werden, wodurch der Teil der lichtleitenden Schicht (6) jenseits der periodischen Schwankung als eine integrierte optische Schaltung wirkt.
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DE19762653382 1975-11-24 1976-11-24 Wellungsgekoppelter doppelwellenleiter-laser Withdrawn DE2653382A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/634,682 US4045749A (en) 1975-11-24 1975-11-24 Corrugation coupled twin guide laser

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NL (1) NL7613097A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0149462A2 (de) * 1984-01-09 1985-07-24 Nec Corporation Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178604A (en) * 1973-10-05 1979-12-11 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
US4190813A (en) * 1977-12-28 1980-02-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Strip buried heterostructure laser
US4213138A (en) * 1978-12-14 1980-07-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Demultiplexing photodetector
US4323911A (en) * 1978-12-14 1982-04-06 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Demultiplexing photodetectors
US4218143A (en) * 1979-01-22 1980-08-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Lattice matching measurement device
US4342148A (en) * 1981-02-04 1982-08-03 Northern Telecom Limited Contemporaneous fabrication of double heterostructure light emitting diodes and laser diodes using liquid phase epitaxy
CA1196078A (en) * 1981-12-07 1985-10-29 Masafumi Seki Double channel planar buried heterostructure laser with periodic structure formed in guide layer
US4445219A (en) * 1981-12-18 1984-04-24 Riley Leon H Layered semiconductor laser
JPS58140177A (ja) * 1982-02-16 1983-08-19 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 分布帰還形半導体レ−ザ
JPS59151483A (ja) * 1983-02-18 1984-08-29 Agency Of Ind Science & Technol 半導体レ−ザ装置
JPS59205787A (ja) * 1983-05-09 1984-11-21 Nec Corp 単一軸モ−ド半導体レ−ザ
US4575919A (en) * 1984-05-24 1986-03-18 At&T Bell Laboratories Method of making heteroepitaxial ridge overgrown laser
JPS61113293A (ja) * 1984-11-07 1986-05-31 Sharp Corp 半導体レ−ザアレイ装置
US4716570A (en) * 1985-01-10 1987-12-29 Sharp Kabushiki Kaisha Distributed feedback semiconductor laser device
US4777148A (en) * 1985-01-30 1988-10-11 Massachusetts Institute Of Technology Process for making a mesa GaInAsP/InP distributed feedback laser
JPH0712100B2 (ja) * 1985-03-25 1995-02-08 株式会社日立製作所 半導体発光素子
JPS62281384A (ja) * 1986-05-29 1987-12-07 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ素子およびその製造方法
JPS6318686A (ja) * 1986-07-10 1988-01-26 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JP2700312B2 (ja) * 1987-01-07 1998-01-21 シャープ株式会社 分布帰還型半導体レーザ装置
JPH01186688A (ja) * 1987-09-02 1989-07-26 Sharp Corp 半導体レーザ装置
US4905056A (en) * 1988-09-30 1990-02-27 Berndt Dale F Superlattice precision voltage reference
US5292685A (en) * 1991-07-24 1994-03-08 Sharp Kabushiki Kaisha Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device
US5418182A (en) * 1993-03-26 1995-05-23 Honeywell Inc. Method of fabricating diode lasers using ion beam deposition
IL108439A (en) * 1994-01-26 1998-08-16 Yeda Res & Dev Optically pumped laser apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5329479B2 (de) * 1973-10-05 1978-08-21

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0149462A2 (de) * 1984-01-09 1985-07-24 Nec Corporation Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung
EP0149462A3 (en) * 1984-01-09 1987-05-27 Nec Corporation Distributed-feedback semiconductor laser

Also Published As

Publication number Publication date
NL7613097A (nl) 1977-05-26
CA1068807A (en) 1979-12-25
GB1555350A (en) 1979-11-07
FR2332632A1 (fr) 1977-06-17
JPS5265693A (en) 1977-05-31
US4045749A (en) 1977-08-30

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