JP6937770B2 - 量子カスケードレーザ - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、量子カスケードレーザに関する。
本発明の分野は、半導体レーザの分野であり、より詳細には、量子カスケードレーザの分野である。
従来技術
量子カスケードレーザは、「クラッド」とも呼ばれ、光導波路を形成する2つの閉込め層の間に挿入された多重量子井戸構造によって形成されたゲイン領域によって構成された半導体ヘテロ構造に基づいて製造されるレーザである。「スペーサ」と呼ばれる、低い光吸収性を備えた受動層を、ゲイン領域と閉込め層との間に配置することができる。
ゲイン領域は一般に、1つの井戸層と、1つの障壁層とを備える層の対の組立体の積層体で構成される。
この構造体は、それが構成されている層に直交して流れる電流によってエネルギーが供給される。ゲイン領域内の電場は、10kV/cmほどから100kV/cmを超えるまでの極めて高い値に達することができる。
しかしながら、量子カスケードレーザは、「正孔電流」とも呼ばれる寄生電流を受け、これは、とりわけ周囲温度においてレーザの性能を減少させる。この電流は、ゲイン領域からの電子の出力のエリア内に生じた正孔によって形成され、これはゲイン領域内に伝播する。加えて、正孔電流は、熱により活性化され、正孔の衝突による電離のメカニズムにより増強される場合がある。
寄生電流の値は、使用される材料の禁制帯のエネルギーが減少するほど、大きくなる。
本発明の目的は、このような欠点を克服することである。
本発明の別の目的は、より低い正孔電流を有する、または正孔電流を全く持たない量子カスケードレーザを提案することである。
本発明の目的はまた、とりわけ周囲温度においてより優れた性能を有する量子カスケードレーザを提案することである。
本発明の別の目的は、たとえ使用される材料の禁制帯のエネルギーが低い場合でも、その性能がそれほど減少しない量子カスケードレーザを提案することである。
本発明は、2つの光閉込め層の間に挿入されたゲイン領域を有し、前記ゲイン領域は、ゲイン領域への電子の入力と、前記ゲイン領域からの電子の出力とを有する、量子カスケードーザーによってこれらの目的の少なくとも1つを達成することを可能にする。
本発明によると、量子カスケードレーザは、正孔阻止エリアを有する。
よって、本発明は、前記レーザ内での正孔の伝播を阻止するためのエリアが備わった量子カスケードレーザを提案する。結果として、前記レーザ内に生じた正孔は、とりわけ前記レーザの価電子帯において生じた正孔は、もはやゲイン領域内に伝播することができず、とりわけゲイン領域からの電子の出力から、ゲイン領域への電子の入力へ伝播することはできない。
正孔の伝播が、正孔阻止エリアによって形成された障壁によって阻止されるため、ゲイン領域における正孔電流は、極めて低い、またはゼロの場合すらある。
よって、本発明は、とりわけ周囲温度においてより優れた性能を有する量子カスケードレーザを取得することを可能にする。加えて、たとえ本発明によるレーザを製造するのに使用される材料の禁制帯のエネルギーが低い場合でも、このような量子カスケードレーザの性能は、それほど減少しない。
好ましくは、正孔阻止エリアは、ゲイン領域からの電子出力側に配置することができる。
より詳細には、正孔阻止エリアは、ゲイン領域と閉込め層との、またはゲイン領域とスペーサタイプの受動層との接合部に配置することができる。
好ましくは、正孔阻止エリアは、ゲイン領域への電子の入力からゲイン領域からの電子の出力へと進む方向において、局所的最小値(local minimum)に達するまで減少し、その後増加する、価電子帯エネルギープロファイルを有することができる。
このようなエネルギープロファイルは、ゲイン領域内の正孔の伝播に対抗するのに有効な障壁を構成する。
井戸層と、障壁層との積層体によって構成されるエリアの場合、「価電子帯のエネルギープロファイル」によって、障壁層/材料によるエネルギーの不連続性を排除した、井戸層/材料における価電子帯の位置によって得られるプロファイルを意味している。
非制限的な実施形態では、電子の入力から電子の出力まで進む方向における局所的最小値の下流で、正孔阻止エリアにおける価電子帯のエネルギープロファイルは、周囲温度における熱エネルギー以上である、特には25meV以上である所定の値だけ、および好ましくは50meV以上である所定の値だけ増加することができる。
換言すると、局所的最小値の後の価電子帯のエネルギーの増加は、最大の予想される作動温度における熱エネルギー以上である所定の値を有することができる。
好ましいが非制限的な実施形態によると、所定の値は、25meV以上である。
好ましいが非制限的な実施形態によると、所定の値は、50meV以上である。
井戸層に使用される材料がInAsである場合、上記に提示したエネルギーの値がとりわけ適切であるが、この材料に限定される訳ではない。
そのようなエネルギーの増加は、ゲイン領域における正孔の伝播に対抗するのに有効なエネルギー障壁を生み出すことを可能にする。正孔はこうして、局所的最小値の下流に限定され、局所的最小値の上流に移ることはできない。
好ましい変形例によると、正孔阻止エリアは、ゲイン領域への電子の入力からゲイン領域からの電子の出力に進む方向において、増加して最大値に達し、その後、減少する、有効な禁止帯エネルギーを有することができる。
本発明において、「有効な禁止帯エネルギー」は、井戸材料の価電子帯と伝導帯との間の禁止帯エネルギーと、第1のレベルの電子の閉込めエネルギーと、第1のレベルの正孔の閉込めエネルギーとの合計を表している。
一実施形態によると、ゲイン領域および正孔阻止エリアは各々、井戸層と障壁層との積層体を有し、特には、1つの井戸層と1つの障壁層とで構成された層の対の繰り返しを有する。
本発明によるレーザの有利な変形例では、正孔阻止エリアの少なくとも1つの井戸層の厚さは、ゲイン領域における少なくとも1つの井戸層の厚さより薄い場合がある。
正孔阻止エリアが、ゲイン領域に対してより薄い厚さの井戸層を含むという事実は、価電子帯のエネルギープロファイルにおける局所的最小値、および有効な禁止帯エネルギーにおける局所的最大値をそれぞれ生み出すことを可能にする。
本発明のとりわけ有利な実施形態によると、正孔阻止エリアの井戸層の厚さは、ゲイン領域への電子の入力からゲイン領域からの電子の出力に進む方向において、最小値に達するまで減少し、その後、増加する。
特には、正孔阻止エリアにおける井戸層の厚さの減少、増加はそれぞれ、漸進的な場合、または不連続の場合がある。
より詳細には、正孔阻止エリアの井戸層は、
−ゲイン領域における井戸層の厚さ(特には、最後の井戸層の厚さ)に相当する、開始値と呼ばれる値から、前記開始値の2分の1に相当する最小値と呼ばれる値まで、次第に減少し、
−その後、前記最小値から始まって、前記開始値以上である終了値と呼ばれる値に達するまで、次第に増加する厚さを有することができる。
特には、正孔阻止エリアの少なくとも1つの井戸層の厚さは、ゲイン領域の少なくとも1つの井戸層の厚さの80%以下、特には50%以下の場合がある。
本発明者等は、ゲイン領域における井戸層の最大の厚さの50%に等しい正孔阻止エリアにおける最小の井戸層の厚さによって、ゲイン領域における正孔の伝播に対抗するのに有効な障壁を得ることが可能であることに注目した。
井戸層に関して上記に記載したものの代替としてまたはこれに加えて、正孔阻止エリアの少なくとも1つの障壁層の厚さは、ゲイン領域における少なくとも1つの障壁層の厚さより大きいことが有利であり得る。
正孔阻止エリアが、ゲイン領域に対してより大きな厚さの障壁層を含むという事実は、価電子帯のエネルギープロファイルにおける局所的最小値と、有効な禁止帯エネルギーにおける局所的最大値とをそれぞれ生み出すことを可能にする。
とりわけ有利な実施形態によると、前記正孔阻止エリアにおける障壁層の厚さは、ゲイン領域への電子の入力から、ゲイン領域からの電子の出力に進む方向において、局所的最大値に達するまで増加し、その後、減少する。
特には、正孔阻止エリアにおける障壁層の厚さの増加、減少はそれぞれ、漸進的な場合、または不連続の場合がある。
より詳細には、正孔阻止エリアの障壁層は、
−ゲイン領域における障壁層の厚さ(特には、最後の障壁層の厚さ)に相当する開始値と呼ばれる値から、前記開始値の2倍に相当する最大値と呼ばれる値に達するまで、次第に増加し、
−その後、前記開始値以下の値に達するまで、前記最大値から始まって次第に減少する値を有することができる。
特には、正孔阻止エリアの少なくとも1つの障壁層の厚さは、ゲイン領域における少なくとも1つの障壁層の厚さの150%以上、特には200%以上である場合がある。
本発明者等は、ゲイン領域における障壁層の最大の厚さの200%に等しい正孔阻止エリアにおける最大の障壁層の厚さが、ゲイン領域における正孔の伝播に対抗するのに有効な障壁を取得することを可能にすることに注目した。
好ましくは、正孔阻止エリアにおいて、少なくとも1つの、特には各井戸層または障壁層は、Nドープすることができる。
Nドーピングは、前記正孔阻止エリアの開始点および終点に対して、正孔阻止エリアの中心において、より大きくなり得る。
上記に記載したように、ゲイン領域、正孔阻止エリアはそれぞれ、複数の井戸層と、複数の障壁層を交互に配置した積層体によって形成することができる。
好ましいが非制限的な実施形態によると、ゲイン領域、正孔阻止エリアそれぞれにおける各井戸層は、ヒ化インジウム(inAs)から製造することができる。
好ましいが非制限的な実施形態によると、ゲイン領域、正孔阻止エリアそれぞれにおける各障壁層は、アンチモン化アルミニウム(AlSb)から製造することができる。
本発明によるレーザの第1の変形例によると、ゲイン領域が、井戸層と障壁層との積層体によって(特には、1つの井戸層と1つの障壁層で構成された層の重ね合わされた対の積層体によって)製造される場合には、それゆえ、正孔阻止エリアは、電子の出力側において(特には、前記ゲイン領域と閉込め層との接合のレベルでの、または、前記ゲイン領域とスペーサタイプの受動層との接合のレベルでの)、前記の層の積層体のサブアセンブリによって形成することができる。
第2の変形例によると、正孔阻止エリアは、ゲイン領域とは独立して、層の積層体の形態で存在し得る。
このような独立した正孔阻止エリアは、
−ゲイン領域と直接接触して、または
−例えば注入器を介してゲイン領域と間接的に接触して配置することができる。
正孔阻止エリアは、前記ゲイン領域からの電子の出力側で、例えば、ゲイン領域とのスペーサの間に配置することができる。
別の実施形態によると、正孔阻止エリアは、複数の井戸層と、複数の障壁層の積層体によって形成されない場合もある。
このような実施形態では、正孔阻止エリアは、上記に記載した価電子帯のエネルギープロファイルおよび/または有効な禁止帯のエネルギープロファイルを再現するために、組成が連続的に変化する合金から製造された単一の層によって形成することができる。
このような合金は、低エネルギーの禁止帯を有する材料(例えば、ヒ化インジウム(InAs))と、高エネルギーの禁止帯を有する材料(例えば、アンチモン化アルミニウム(AlSb))を基にして作られた合金であってよい。
このような合金は、特には、
R=(低エネルギーの禁止帯を有する材料の含有量)/(高エネルギーの禁止帯を有する材料の含有量)として定義された比Rを有し、この値は、最小値に達するまで開始値から次第に減少し、その後、(特には、前記開始値以上である)終了値と呼ばれる値に達するまで増加する。
量子カスケードレーザは、3μm以上、特には12μm以上、より特には15μm以上である波長を有する光波を生成するために使用することができる。
本発明によるレーザは、例えば、汚染のモニタリングのため、制御用途のため、医療目的のため、または例えばレーザが、きれいな、すなわち汚染されていない空気によって吸収されない放射を発するなど法的要件を遵守するためなど、微量のガスを検出、測定および/またはモニタリングするのに使用することができる。
本発明によるレーザは、分子分光法のために有利に使用することができ、
特には、
−コカイン、ヘロイン、大麻などのドラッグ、
−六フッ化硫黄(SF6)または六フッ化ウラン、
−揮発性の有機化合物、例えばフランまたはギ酸、
−爆薬の製造に使用される化合物、または
−酸化窒素の検出、測定および/またはモニタリングを可能にする。
本発明の他の利点および特徴は、決して制限的ではない一実施形態の詳細な記載および添付の図面を検討する際に明らかになるであろう。
−図1は、従来技術の量子カスケードレーザの一実施形態の概略図である。
−図2は、図1におけるレーザのバンド構造の概略図である。
−図3は、本発明による量子カスケードレーザの一実施形態の概略図である。
−図4は、図3におけるレーザのバンド構造の概略図である。
これ以降に記載される実施形態は、決して制限的なものではないことを十分理解されたい。本発明の変形例は、この特徴の選択が、技術的利点を与えるのに十分である、または本発明を従来技術の最新ものに対して区別するのに十分である場合、記載される他の特徴から切り離して、これ以降記載される特徴の選択のみを有するとみなすことができる。この選択は、この部分単独で技術的利点を与えるのに十分である、または本発明を従来技術の最新ものに対して区別するのに十分である場合、構造的詳細なしで、または構造的詳細の一部のみを有する、少なくとも1つの、好ましくは機能的な特徴を有する。
図面において、複数の図面に対して共通である要素は、同一の参照番号を保持する。
図1は、従来技術の量子カスケードレーザの一実施形態の概略図である。
図1に示されるレーザ100は、「クラッド」とも呼ばれ、光導波路を形成する、例えばNドープされたInAsタイプなどの、ゲイン領域のものより低い光学指数を有する材料から作成された2つの閉込め層104と104との間に配置されたゲイン領域102を含む。
ゲイン領域102および各閉込め層104および104は、数ミクロンほどの厚さ、通常は2〜5ミクロン程の厚さを有する。
レーザ100はまた、ゲイン領域102と、各閉込め層104および104それぞれとの間に、極めて低い光吸収性を有し、「スペーサ」とも呼ばれる、軽度にドープされたInAsによって製造された層106および106をそれぞれ含むこともできる。
各スペーサ106および106は、数μmほどの厚み、通常は1〜3μmほどの厚さを有する。
ゲイン領域102は、1つの井戸層108と1つの障壁層110とを有する層の対の積層体によって形成され、ここで1<i<nであり、nは整数、例えば400に等しい。各井戸層108は、ヒ化インジウム(InAs)から製造され、各障壁層110は、AlSbから製造される。
各井戸層108は、8nmほどの厚さを有する。当然のことながら、ゲイン領域102における井戸層の厚さは、変更することができる。
加えて、各障壁層110は、0.5nmほどの厚さを有する。当然のことながら、ゲイン領域102における障壁層の厚さは可変であり得る。
作動中、電流が、層104〜110に直交する方向に送り込まれる。図1に示される例では、電流112は、層104および106の側でレーザに進入し、層104および106の側でレーザ100から出て行く。結果として、電荷キャリア、すなわち電子は、層104および106の側でゲイン領域102に進入し、層104および106の側でゲイン領域102から出て行く。
図2は、作動中の、図1におけるレーザのエネルギーバンドの構造の概略図である。
y軸は、ゲイン領域102の厚さに対応する距離に対するエネルギーレベルを提示し、60nm地点は、ゲイン領域102への電子の入力、すなわちゲイン領域102の最初の層108に相当し、距離420nmは、ゲイン領域102における電子の出力、すなわちゲイン領域の最後の層110に相当する。
このように、障壁層110における価電子帯のエネルギーの不連続性が除外された場合、価電子帯のエネルギープロファイル202は、単調減少であることに留意されたい。同一の観察が、伝導帯のエネルギープロファイル204にも適用される。
このような条件の下で、正孔のポピュレーションは、バンド間の熱生成または衝突電離によって電子の出力側において、すなわち層110の側において価電子帯に現れる。生じた正孔はその後、電子の出力から電子の入力まで価電子帯を通って進み、これは、図2における矢印206によって表される正孔電流を発生させる。
この正孔電流206は、寄生電流であり、量子カスケードレーザ100の性能を減少させる。
図3は、本発明による量子カスケードレーザの非制限的実施形態の概略図である。
本発明によるレーザ300は、図1におけるレーザ100の全ての要素を有する。
特には、レーザ300は、図1におけるレーザ100のゲイン領域102を有する。
レーザ300は、ゲイン領域102に加えて、ゲイン領域102とスペーサ106との間に配置された正孔阻止エリア304を有し、ゲイン領域102と正孔阻止エリアは共に、スペーサ106と106との間に位置するエリア302を形成している。この正孔阻止エリア304の目的は、エリア302からの電子の出力からゲイン領域102の電子の入力までの価電子帯における正孔の伝播を阻止することである。
正孔阻止エリア304は、1つの井戸層306と、1つの障壁層308とを有する層の対の積層体によって形成され、ここで1<i<kであり、kは整数であり、例えば30に等しい。各井戸層306は、ヒ化インジウム(InAs)から製造され、各障壁層308は、AlSbから製造される。
加えて、正孔阻止エリア304の井戸層306は、
−ゲイン領域102における井戸層108の厚さに相当する(開始値と呼ばれる)値から、(例えば、前記開始値の2分の1に相当する)最小値と呼ばれる値に達するまで次第に減少し、
−その後、前記開始値以上である値に達するまで、前記最小値から始まって次第に増加する厚さを有することができる。
特には、正孔阻止エリア304の最初の井戸層306は、ゲイン領域102の最後の井戸層108に等しい厚さを有し、例えば8nmほどの厚さを有する。加えて、正孔阻止エリア304の最後の井戸層306は、正孔阻止エリア304の最初の井戸層306を上回るか、またはそれと等しい厚さを有する。正孔阻止エリア304の最初の井戸層306と最後の井戸層306との間で、井戸層306の厚さは、例えば正孔阻止エリア304の中心に位置する井戸層において、最小値、例えば4nmに達するまで減少し、その後、正孔阻止エリア304の最後の井戸層306において、正孔阻止エリア304の最初の井戸層306の厚さ以上である値、例えば8nmほどの値に達するまで増加する。
加えて、または代替として、正孔阻止エリア304の障壁層308は、
−ゲイン領域102における障壁層110の厚さに相当する開始値と呼ばれる値から、(例えば、開始値の2倍に相当する)最大値と呼ばれる値に達するまで次第に増加し、
−その後、前記最大値から始まって最大限でも開始値に等しい値に達するまで次第に減少する厚さを有することができる。
特には、正孔阻止エリア304の最初の障壁層308は、ゲイン領域102の最後の障壁層110に等しい厚さ、例えば0.5nmほどの厚さを有する。加えて、正孔阻止エリア304の最後の障壁層308は、正孔阻止エリア304の最初の障壁層308以下である厚さを有する。正孔阻止エリア304の最初の障壁層308と最後の障壁層308との間で、障壁層308の厚さは、例えば正孔阻止エリア304の中心に位置する障壁層308において、最大値、例えば1nmに達するまで増加し、その後、正孔阻止エリア304の最後の障壁層308において、正孔阻止エリア304の最初の障壁層308以下である値、例えば0.5nmほどの値に達するまで減少する。
加えて、正孔阻止エリアの各井戸層306または各障壁層308は、Nドープタイプであってよい。ドーピングは、正孔阻止エリア304の中心部において最大である。
上記の直前に記載した実施例では、正孔阻止エリアの井戸層および障壁層の厚さは変化する。当然のことながら、本発明はこの実施形態に制限されない。例えば、正孔阻止エリアの井戸層の厚み、障壁層の厚さのみがそれぞれ上記に記載した変化を有する、本発明によるレーザを想定することも可能である。
さらに、上記の直前に記載した実施例では、正孔阻止エリアは、井戸層と、障壁層との積層体によって形成される。当然のことながら、本発明はこの実施形態に制限されない。例えば、その組成が連続的に変化する合金から形成された単一の層の形態の正孔阻止エリアを想定することも可能である。こうした正孔阻止エリアは、例えばヒ化インジウム(InAs)の井戸材料と、例えばアンチモン化アルミニウム(AlSb)の障壁材料との合金によって製造される場合もあり、その(井戸材料の含有量)/(障壁材料の含有量)の比は、最小値に達するまで開始値から次第に減少し、その後、前記開始値以上である終了値に達するまで増加する。
図4は、作動中の、図3におけるレーザのエネルギーバンドの構造の概略図である。
y軸は、領域302の厚さに対応する距離に対するエネルギーレベルを提示し、60nm地点は、ゲイン領域102への電子の入力、すなわちゲイン領域102の最初の層108に相当し、距離420nm地点は、障壁層110および井戸層306、すなわち正孔阻止エリア304の開始に相当する。560地点のnmは、正孔阻止エリア304の終了に相当し、およびこれにより領域302の終了に相当する。
よって、障壁層110および308におけるエネルギーバンドの不連続性が排除された場合、価電子帯のエネルギープロファイル402は、
−正孔阻止エリア304の中心部において、特には470nm地点において、局所的最小値406に達するまで減少し、
−その後、正孔阻止エリアの開始に相当するエネルギーレベルに達するまで増加することに留意されたい。
エネルギーは、図4に示される例において局所的最小値406が250meVほどになった後に増加する。
換言すると、有効な禁止帯エネルギーは、ゲイン領域102からの出力の有効な禁止帯エネルギーから始まって、最大値408に達するまで次第に増加し、その後、隣接するスペーサ領域106の禁止帯に近い値まで次第に減少する。
それ故、作動中、価電子帯のエネルギープロファイル402の局所的最小値406、有効な禁止帯エネルギーの局所的最大値408は、それぞれ、価電子帯におけるポテンシャル障壁を構成し、これは、領域302からの電子の出力側で、すなわち層308の側で、前記価電子帯内に生じた正孔の伝播に対抗する。
価電子帯内に生じた正孔は、価電子帯のエネルギープロファイル402の前記局所的最小値406の下流で、有効な禁止帯エネルギーの局所的最大値408の下流で、それぞれ、阻止されたままである。換言すると、価電子帯において生じた正孔は、前記最小値、前記最大値のそれぞれと、領域302からの電子の出力との間で、阻止されたままである。
当然のことながら、本発明は上記に詳細に記載した例に制限されない。
特には、他の材料が井戸層および障壁層のために使用される場合もある。同様に、指摘される層の数、層の寸法およびエネルギー値は決して制限するものではない。

Claims (15)

  1. 2つの光閉込め層(104、104)の間に挿入されたゲイン領域(102)を含み、前記ゲイン領域(102)が、そのゲイン領域(102)への電子の入力と、そのゲイン領域(102)からの電子の出力とを有する、量子カスケードレーザ(300)であって、
    前記レーザが、前記電子の出力の側に正孔阻止エリア(304)を含むこと;
    前記正孔阻止エリア(304)が、価電子帯エネルギープロファイル(402)を有し、そのエネルギープロファイルが、前記ゲイン領域(102)への前記電子の入力から前記ゲイン領域(102)からの前記電子の出力へと進む方向において、局所的最小値(406)に達するまで減少し、その後、増加すること;
    を特徴とする、前記量子カスケードレーザ。
  2. 前記局所的最小値(406)の下流で、前記電子の入力から前記電子の出力へと進む方向において、前記正孔阻止エリア(304)における前記価電子帯エネルギーが、周囲温度における熱エネルギー以上の値、特には25meV以上の値、および、好ましくは50meV以上の値だけ増加することを特徴とする、請求項1に記載のレーザ(300)。
  3. 前記正孔阻止エリア(304)が有効な禁止帯エネルギー(408)を有し、この禁止帯エネルギー(408)が、前記ゲイン領域(102)への前記電子の入力から前記ゲイン領域(102)からの前記電子の出力へと進む方向において、増加し、最大値に達し、その後、減少することを特徴とする、前記請求項1または2に記載のレーザ(300)。
  4. 前記ゲイン領域(102)および前記正孔阻止エリア(304)が、それぞれ、井戸層(108、306)と障壁層(110、308)との積層体を含んでおり、前記正孔阻止エリア(304)の少なくとも1つの井戸層(306)の厚さが、前記ゲイン領域(102)における少なくとも1つの井戸層(108)の厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  5. 前記正孔阻止エリア(304)における前記井戸層(306)の厚さが、前記ゲイン領域(102)への前記電子の入力から前記ゲイン領域(102)からの前記電子の出力へと進む方向において、最小値に達するまで減少し、その後、増加することを特徴とする、請求項4に記載のレーザ(300)。
  6. 前記正孔阻止エリア(304)における少なくとも1つの井戸層(306)の厚さが、前記ゲイン領域の少なくとも1つの井戸層(108)の厚さの80%以下、特には50%以下であることを特徴とする、請求項4または5に記載のレーザ(300)。
  7. 前記ゲイン領域(102)および前記正孔阻止エリア(304)が、それぞれ、井戸層(108、306)と障壁層(110、308)との積層体を含んでおり、前記正孔阻止エリア(304)の少なくとも1つの障壁層(308)の厚さが、前記ゲイン領域(102)における少なくとも1つの障壁層(110)の厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  8. 前記正孔阻止エリア(304)における障壁層(308)の厚さが、前記ゲイン領域(102)への前記電子の入力から前記ゲイン領域(102)からの前記電子の出力へと進む方向において、最大値に達するまで増加し、その後、減少することを特徴とする、請求項7に記載のレーザ(300)。
  9. 前記正孔阻止エリア(304)の少なくとも1つの障壁層(308)の厚さが、前記ゲイン領域(102)における少なくとも1つの障壁層(110)の厚さの150%以上、特には200%以上であることを特徴とする、請求項7または8に記載のレーザ(300)。
  10. 前記ゲイン領域(102)が、井戸層(108、306)と障壁層(110、308)との積層体を含んでいること;
    前記正孔阻止エリアが、いくつかの井戸層(108、306)といくつかの障壁層(110、308)とが交互に配置された積層体によって形成されていること;および
    前記正孔阻止エリア(304)における井戸層(306)または障壁層(308)の少なくとも1つが、Nドープされたタイプであること;
    を特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  11. 前記ゲイン領域(102)が、井戸層(108、306)と障壁層(110、308)との積層体を含んでいること;
    前記正孔阻止エリアが、いくつかの井戸層(108、306)といくつかの障壁層(110、308)とが交互に配置された積層体によって形成されていること;および
    前記正孔阻止エリア(304)における井戸層(306)および障壁層(308)のそれぞれが、Nドープされたタイプであること;
    を特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  12. 前記ゲイン領域(102)、前記正孔阻止エリア(304)が、それぞれ、いくつかの井戸層(108、306)といくつかの障壁層(110、308)とが交互に配置された積層体によって形成されていること;および
    −各井戸層(108、306)が、ヒ化インジウム(InAs)から製造されていること、および/または
    −各障壁層(110、308)が、アンチモン化アルミニウム(AlSb)から製造されていること;
    を特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  13. 前記ゲイン領域(102)が、井戸層(108、306)と障壁層(110、308)との積層体を有し、前記正孔阻止エリア(304)が、前記電子の出力側において、層の前記積層体のサブアセンブリによって形成されていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載のレーザ(300)。
  14. 前記正孔阻止エリアが、前記ゲイン領域から独立して、層の積層体の形態で形成されていることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載のレーザ。
  15. 前記正孔阻止エリアが、単一の層の形態で形成されており、組成が連続的に変動する合金から製造されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ。
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