JP2012526375A - 大出力パワー用の横結合を持つdfbレーザダイオード - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図9
Description
coupling)の概念は、前記通常のDFBレーザの上述した欠点を克服する。以下において、横方向とは積層に対して平行であり、且つ、光の伝搬に対して垂直な方向を指す。積層に対して垂直であり、且つ、光の伝搬に対して垂直な方向は垂直方向と称す。以下では、長手方向が、レーザ空洞内のレーザ放射の伝搬方向を示す。
Selected Topics in Quantum Electronics第15巻、第3号、2009年5月/6月、第978〜983頁のC. Fiebig他による論文“High-Power DBR Tapered Laser
at 980 nm for Single-Path Second Harmonic Generation”は、980nmで発光するエッジ発光DFBテーパ状ダイオードレーザの実験結果を有している。調査されたレーザの出力パワーは、約45%の変換効率で12Wまでである。該レーザは15度未満の半値全幅(FWHM)の小さな垂直発散、略回折が制限されたビーム品質及び12pmより小さなFWHMの狭いスペクトル線幅も示す。
Wenzel他による論文“Fundamental-Lateral Mode Stabilized
High-Power-Ridge Waveguide Lasers With a Low Beam Divergence”は、5及び20μmのトレンチ幅を持つリッジ導波レーザを比較している。放射波長は約1064nmであり、リッジ幅は5μmである。最大出力パワーは2Wを越える。垂直遠視野プロファイルの半値全幅は、巨大光空洞により僅か15度である。
large optical cavity wave guide structures for high-power long-wavelength
semiconductor lasers”は、自由キャリアの損失が大きなバイアス電流では重要になることを証明する、自由キャリアを評価するための簡単な半解析モデルを提示している。拡大されていない非対称導波構造が、閾、近視野及び遠視野特性の僅かな劣化で又は劣化無しで、これらの損失を大幅に低減することができることが示されている。
distributed feedback lasers fabricated using nanoimprint lithography”は、横方向に波を打つリッジにより形成された三次格子を用いるDFBレーザの製造に関して報告している。これらレーザは、50dBより大きなサイドモード抑圧比を有する。
Claims (17)
- a.少なくとも1つの半導体基板(10)と、
b.前記半導体基板(10)上に配設される少なくとも1つの活性層(40)と、
c.前記活性層(40)より上に配設される少なくとも1つのリッジ(70)と、
d.前記活性層(40)より上に前記リッジ(70)に隣接して配設され、エッチング処理後に残存する上側クラッド層(60)に付着される少なくとも1つの周期表面構造(110)と、
e.前記活性層(40)より下及び上に配設される少なくとも1つの導波層(30,50)であって、下側導波層(30)が1μmないし5μmの、好ましくは1.5μmないし3μmの、特に好ましくは2.0μmないし2.5μmの範囲内の厚さを有し、上側導波層(50)が15nmないし100nmの、好ましくは20nmないし50nmの範囲内の厚さを有する少なくとも1つの導波層(30,50)と、
を有する、横結合を有するDFBレーザダイオード。 - 請求項1に記載のDFBレーザダイオードであって、前記活性層(40)と前記導波層(30,50)との間の屈折率の差が、0.04から0.40までの、好ましくは0.06から0.30までの、特に好ましくは0.08から0.25までの範囲内であるDFBレーザダイオード。
- 請求項1又は請求項2に記載のDFBレーザダイオードであって、前記導波層(30,50)の屈折率が該層の厚さにわたり一定に留まるDFBレーザダイオード。
- 請求項1ないし3の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記導波層(30,50)の屈折率が該層の厚さにわたり、好ましくは線形に、変化するDFBレーザダイオード。
- 請求項1ないし4の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)の断面、好ましくは該リッジの幅、が少なくとも一方のレーザミラー(90,100)の方向に先細りにされるDFBレーザダイオード。
- 請求項5に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)の幅が少なくとも一方のレーザミラー(90,100)の方向に線形に先細りにされるDFBレーザダイオード。
- 請求項5又は請求項6に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)の幅が少なくとも一方のレーザミラー(90,100)の方向に指数関数的に先細りにされるDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし7の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)が0.5μmから10μmまでの、好ましくは2μmから7μmまでの、特に好ましくは2μmから4μmまでの範囲内の幅を有するDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし8の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、少なくとも一方のレーザミラー(90,100)における前記リッジ(70)の幅が、100nmから700nmまでの、好ましくは200nmから500nmまでの範囲内であるDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし9の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、少なくとも一方のレーザミラー(90,100)の方向への前記リッジ(70)の幅の先細りが、50μmから1000μmまでの、好ましくは100μmから600μmまでの、特に好ましくは200μmから400μmまでの範囲の長さにわたり生じるDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし10の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)の幅が、両レーザミラー(90,100)の方向に先細られているDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし11の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、両レーザミラー(90,100)の方向への前記リッジ(70)の幅の先細りが、長手方向及び/又は横方向に対して非対称であるDFBレーザダイオード。
- 請求項5ないし12の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記周期表面構造(110)が、前記リッジ(70)の断面が変化する領域に沿っては延在しないDFBレーザダイオード。
- 請求項1ないし13の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記リッジ(70)内に配設されると共に該リッジ(70)の屈折率よりも高い屈折率を有する層(120)を更に有するDFBレーザダイオード。
- 請求項14に記載のDFBレーザダイオードであって、前記高屈折率の層(120)が前記周期表面構造(110)よりも上に配設されるDFBレーザダイオード。
- 請求項14又は請求項15に記載のDFBレーザダイオードであって、前記高屈折率を有する層(120)と前記リッジ(70)との間の屈折率の差が、0.10から0.40までの、好ましくは0.15から0.35までの、特に好ましくは0.20から0.30までの範囲内であるDFBレーザダイオード。
- 請求項14ないし16の何れか一項に記載のDFBレーザダイオードであって、前記高屈折率を有する層(120)の厚さが、前記リッジ(70)の厚さの5%以下の範囲内であるDFBレーザダイオード。
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