JPH10321951A - 量子カスケードレーザを有する装置 - Google Patents

量子カスケードレーザを有する装置

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JPH10321951A
JPH10321951A JP10043608A JP4360898A JPH10321951A JP H10321951 A JPH10321951 A JP H10321951A JP 10043608 A JP10043608 A JP 10043608A JP 4360898 A JP4360898 A JP 4360898A JP H10321951 A JPH10321951 A JP H10321951A
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James Nelson Baillargeon
ネルソン ベイルラージョン ジェームス
Federico Capasso
カパッソ フェデリコ
Alfred Yi Cho
イ チョ アルフレド
Jerome Faist
フェイスト ジェローム
Claire F Gmachi
エフ．グマクル クレア
Carlo Sirtori
サートリ カルロ
Deborah Lee Sivco
リー シブコ デボラ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】極低温以上の温度で動作し、シングルモードの
レーザ放射を行う幅広い波長領域に亘って連続的に変調
可能なＱＣレーザを提供すること。 【解決手段】 本発明の量子カスケードレーザは、第１
クラッド領域１１と第２クラッド領域１３と、その間に
配置されたコア領域１２とを有し、さらに電流をレーザ
に流す電気接点１４，１５を有し、前記量子カスケード
レーザは、分散フィードバックを与えるグレーティング
構造１６を有し、前記グレーティング構造１６は、コア
領域から、閉じ込めレーザモードにおける電磁放射がグ
レーティング構造１６でゼロでない強度を有するよう離
間し、前記グレーティング構造１６は、シングルモード
レーザ放射を行うよう構成されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、量子カスケード
（quantum cascade (ＱＣ)）レーザに関し、特にＱＣレ
ーザを有するシステムと装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年新しいクラスの半導体レーザ「量子
カスケード」レーザ即ち「ＱＣ」レーザが発見された。
例えば、米国特許第５，４５７，７０９号と第５，５０
９，０２５号と、米国特許出願第０８／８２５，２８６
号、発明の名称 "Article Comprising An Electric Fie
ld-Tunable Semiconductor Laser",出願日１９９７年３
月２７日、発明者Capasso et al.と、米国特許出願第０
８／８４１，０５９号、発明の名称 "Quantum Cascade
Laser", 出願日１９９７年４月２９日、発明者 Capasso
et al.を参照のこと。
【０００３】このＱＣレーザは、幅広いスペクトラム領
域のうちの所望のいかなる波長でも放射を行うよう企図
されたユニポーラレーザである。具体的に説明すると、
このＱＣレーザは中間赤外線（中間ＩＲ）のスペクトラ
ム領域で放射するよう企図されたもので、この領域では
従来のレーザ放射光ソースは余り存在しない。
【０００４】中間ＩＲスペクトラム領域、例えば３−１
３μｍの範囲の領域においては沢山の目標となるガスお
よび環境汚染の吸収ラインが存在する。このことはＱＣ
レーザは、例えばガスおよび汚染物質のような吸収分光
計用に、放射光をモニタしたりプロセスを制御するよう
な放射光ソースとして用いることができることを意味し
ている。
【０００５】このような使用法は、少なくともある種の
ＱＣレーザはこれらに関連する波長領域で室温あるいは
それの近傍温度で、高い出力パワーでもって動作できる
ために特に好ましいものである。例えばこれに関して
は、J. Faist et al.著の Applied Physics Letters, V
ol. 68, pp. 3680-3682 (1996) と、C. Sirtori et al.
著の IEEE Photonic Technology Letters, Vol. 9, pp.
294-296 (1997) を参照のこと。
【０００６】しかし、従来のＱＣレーザは、吸収分光計
および他のアプリケーション用の放射光ソースとしては
余り有効ではないという欠点を有することが分かった。
その欠点について次に述べる。
【０００７】「量子井戸レーザ」即ち「ＱＣ」レーザ
は、高屈折率のコア領域とそれを挟む低屈折率のクラッ
ド領域からなる光学導波路を形成する多層構造体のユニ
ポーラ半導体レーザである。このクラッド領域は、「閉
じ込め領域」とも称する。コア領域は、公称上同一の複
数の繰り返しユニットからなり、各繰り返しユニットは
活性領域とキャリア注入領域とを有する。この活性領域
は、高キャリアエネルギ状態と低キャリアエネルギ状態
を与えるよう選択された層構造を有し、高いキャリアエ
ネルギ状態から低いキャリアエネルギ状態へのキャリア
の移動が波長λの光子の放射となる。
【０００８】このキャリア注入領域は、ある繰り返しユ
ニットの活性領域の低いエネルギ状態から隣接する（下
流側の）繰り返しユニットの活性領域の高いエネルギ状
態へのキャリアの転送（移動）を容易にするよう選択さ
れた層構造を有する。かくしてキャリアは、層構造の中
を移動するにつれて、高エネルギ状態から低エネルギ状
態への連続的な遷移を経験し、その結果波長λの多数の
光子の生成へとつながる。この光子エネルギと波長λは
繰り返しユニットの構造と組成に依存する。
【０００９】従来のＱＣレーザは、環境汚染のモニタリ
ングおよび吸収測定に関連する他のアプリケーション用
の中間ＩＲ放射のソースとして使用するには問題がある
ことを我々は見いだした。特に、室温あるいはその近傍
の温度で動作する従来のＱＣレーザはパルスモードで駆
動する必要があり、固有のマルチモード動作となってい
る。ＱＣレーザからのシングルモードの放射は、現在の
ところ極低温（１４０Ｋ以下）で連続波（continuous w
ave（ＣＷ））動作でしか達成することができない。し
かし、吸収測定のアプリケーションのほとんどの応用例
においては、シングルモード放射は必須要件である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、１４０Ｋ以上好ましくはペルティエ冷却を用いる
ことのできるような極低温以上の温度である２００Ｋ以
上、さらに好ましくは室温近傍で動作して中間ＩＲのシ
ングルモード放射を行うことのできるＱＣレーザを提供
することである。さらにまた１ｍＷ以上の出力パワーを
出せるＱＣレーザを提供することである。極低温以上の
温度で動作することは、単純でかつ安価で、さらに様々
な分野の使用に適しており、そして出力パワーが増加す
ることは、より安く単純な検出装置を提供できることに
なる。さらにまたシングルモードのレーザ放射は、幅広
い波長領域に亘って連続的に変調可能である。本発明の
目的はこのようなＱＣレーザを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】適切な分散フィードバッ
ク構造をＱＣレーザに付与することにより、室温近傍で
のパルス状のシングルモードレーザ動作が可能となるこ
とを見いだした、我々の知り得る限りでは、従来技術で
は分散フィードバック構造を有するＱＣレーザ、即ちＱ
Ｃ−ＤＦＢレーザは存在しない。
【００１２】分散フィードバック構造を有するダイオー
ドレーザは公知である。これに関しては、A.J. Lowery
et al.著の IEEE Journal of Quantum Electronics, Vo
l. 30(9), p. 2051 (1994)と、A. Rast et al.著の IEE
Proceedings-Optoelectronics, Vol. 142(3), p. 162
(1995)と、A. Koeck et al. 著の Applied Physics Let
ters, Vol. 69 (24), p. 3638 (December 1996) を参照
のこと。これらの文献は、表面グレーティングを有する
バイポーラ複素数結合（complex-coupled）ＤＦＢレー
ザダイオードおよび上部クラッド層に表面バイポーラ放
射レーザダイオードと、レーザモードを表面モードに結
合するグレーティングを開示している。
【００１３】本発明は請求項１に記載した通りである。
本発明は、ＱＣレーザを有する例えば吸収分光計システ
ムのような装置で実現できる。本発明のＱＣレーザは、
第１と第２のクラッド領域とその間に挟まれたコア領域
とを有し、さらにまたレーザに電流を流す電気接点とを
有する。コア領域は、波長λ（通常中間ＩＲ）でレーザ
発振するよう選択された複数（１０層以上、通常２０層
以上）のほぼ同一の多層半導体繰り返しユニットを有す
る。
【００１４】さらに本発明のＱＣレーザは、分散フィー
ドバックを与えるための少なくとも１つのグレーティン
グ構造を有し、このグレーティング構造はコア領域から
離間し、閉じ込めレーザモード内の電磁放射は、グレー
ティング構造において、ゼロではない強度（例、０．１
％あるいはモードのピーク強度以上）を有し、シングル
モードレーザ動作をこの構造体が行う。
【００１５】前述した繰り返しユニットは、ほぼ同一構
成であり、繰り返しユニット間に差異があるとすれば、
デバイスの製造工程中に不可避的にかつ意図しない製造
誤差（変動）に起因するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】リモート化学センシングおよび汚
染モニタリングシステムのようなアプリケーション用放
射光ソースは、室温で関連ガスの圧力により広がった吸
収ライン幅よりも狭いライン幅を有し、通常１波数以上
でかつ数波数に亘って同調可能なものが望ましい。必要
な狭いライン幅は、従来技術によるＱＣレーザでは、極
低温以上の温度では達成することができない。本願は、
例えば、２００Ｋ以上のユーザフレンドリな温度でライ
ン幅の要件と同調の要件を満足する新たなＱＣレーザを
開示するものである。
【００１７】本発明のレーザの第１の実施例は、米国特
許５，５０９，０２５と、J. Faistet al. 著の Applie
d Physics Letters, Vol. 68, pp. 3680-3682 (1996)
に開示されたような層構造を有し、その動作波長は５．
４μｍとなるよう寸法が決められている。この層構造を
表１に示す。活性領域の層のシーケンス（２９回の繰り
返しユニット）は上記の Faist et al. 著の論文に記載
されている。この層構造はＭＢＥによりｎ型ドープのＩ
ｎＰ基板上に格子整合成長し、かつこの層構造は最適な
熱放散を行えるようＭＢＥ法による成長のＩｎＰの上部
クラッド層を有する。高濃度にドープしたこの上部Ｉｎ
Ｐ層は、プラズモン閉じ込め層として機能する。これに
関しては、米国特許５，５０２，７８７を参照のこと。
【００１８】 表 Ｉ 組成 ドーピング濃度 層厚 ＩｎＰ ｎ＝７×１０18ｃｍ-3 ９００ｎｍ ＩｎＰ ２×１０17 １３００ ＩｎＰ ５×１０17 ２０ 傾斜 ２×１０17 ３０ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 ２００ 活性領域＋電流注入領域(29×) １３１０ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 １５０ 傾斜 ２×１０17 ２５ ＩｎＰ基板 ２×１０17
【００１９】分散フィードバック構造を有するレーザに
おいては、結合定数κがキャビティ内を伝播する順方向
波と逆方向波との間の結合量を規定する。結合定数κ
は、次式で表される。 κ＝πｎ1λB -1＋ｉα1／２ ｎ1は周期λのグレーティングが存在することによりモ
ードの有効屈折率（ｎeff）の実部の周期的変調の振幅
を表し、α1 は吸収係数の対応する変調の振幅を表し、
λB はブラッグ条件λB ＝２ｎeffΛ （一次グレーティ
ングに対し）により決定される波長であり、ｉは虚数単
位でｉ2 ＝−１である。
【００２０】しきい値電流と傾斜効率に対する最適な性
能は、｜κＬ｜の値が１であることである。ここでＬは
レーザのキャビティ長で垂直方向の線は絶対値を表す。
Ｌ≒２−３ｍｍの場合、レーザは｜κ｜≒５ｃｍ-1とな
るようにするのが好ましい。このことは屈折率結合デバ
イス（index-coupled device）に対してｎ1 ≒１０-3に
等しいことに、あるいは損失結合デバイス（loss-coupl
ed device）に対してはα1 ≒２．５ｃｍ-1に等しいこ
とに対応する。
【００２１】分散型フィードバック構造を提供するため
に、上部ＩｎＰ層に一次グレーティング（Λ＝８５０ｎ
ｍ）を形成した。従来の接触光リソグラフィおよびウェ
ット化学エッチングを用いて所望のグレーティング深さ
（例えば約２５０ｎｍ）を形成した。このグレーティン
グ領域においては、高濃度にドープしたプラズモン閉じ
込めレイヤ（表Ｉの９００ｎｍ厚のＩｎＰ）の厚さを周
期的に減少し、傾斜モードがグレーティング上に形成さ
れた金属接点と強く相互作用し、これにより損失を局部
的に増加させる。したがって、結合定数は複素数（comp
lex）となりｎ1≒５×１０-4、α1≒０．５−２．０ｃ
ｍ-1と予測される。複素結合（complex coupling） が
存在することにより、ブラッグのストップバンドの両側
にある２つのモード間の縮退（degeneracy）を上昇させ
る。
【００２２】図１は、本発明の複素数結合したＱＣ−Ｄ
ＦＢレーザ１０を示す。ＱＣ活性領域１２が下部閉じ込
め領域１１と上部閉じ込め領域１３の間に形成され、Ｑ
Ｃ活性領域１２は、２９回の繰り返しユニットである。
そしてこの上部閉じ込め領域１３上にグレーティング１
６が形成されている。上部閉じ込め領域１３の上に金属
層１４、下部閉じ込め領域１１の上に金属層１５が形成
される。矢印が出力放射光を表す。
【００２３】このレーザは、従来の方法によりリッジの
メサ型導波路に形成され、その幅は、８−１４μｍで、
長さ０．７５−３．０ｍｍのバーにクリーブされてファ
セット面はコーティングされていない。その後、このレ
ーザをヘリウムフローのクライオスタットの温度制御さ
れた（１０−３２０Ｋ）基板を下にして冷却ヘッド上に
搭載された。１０−５０ｎｍの電流パルスで４．５ｋＨ
ｚの繰り返しレートでもって駆動されたレーザを用いて
測定を行った。
【００２４】図２は、本発明による３ｍｍ長のレーザの
出力対電流（Ｌ−Ｉ）の特性を示す。このレーザは、３
２４Ｋから２６０Ｋの間でシングルモード動作を行い、
２６０Ｋで二次モードが表れ、３００Ｋで５０ｍＷ以上
の出力パワーを示し、その波長は５．４μｍであった。
【００２５】図３は５．４μｍレーザの波長対温度の関
係を表すグラフである。出力周波数は、広い範囲約７０
０ＧＨｚに亘って同調可能であり、ライン幅は５００Ｍ
Ｈｚである。この出力は、熱電子クーラーで到達可能な
全ての温度範囲（２００−３２０Ｋあるいはそれ以上）
に亘ってシングルモードであった。
【００２６】テストされた５．４μｍレーザデバイスの
全て（約１０個）は、あるカーブの最大値の場所がブラ
ッグ条件に適合するような温度で単一モード動作を示し
た。特にストップバンドの両側の２個のモードでの動作
は観測されなかった。この本発明の利点であるシングル
モード動作は、２個のモード間の縮退を引き上げる損失
成分α1 の存在と、非レーザ発振モードを効率的に抑制
するようなサブバンド間の遷移の低い放射効率に起因す
る。例としては、５００μｍもの短いレーザがシングル
モードでレーザ発振をする。
【００２７】グレーティングを有さないサンプルでは、
従来のＱＣレーザに匹敵する程度のマルチモード性能を
示した。
【００２８】室温（３００Ｋ）では、本発明のレーザ
は、連続波（ＣＷ）動作のためにはあまりにも沢山のパ
ワーを消費し過ぎている。超短電流パルス（５−１０ｎ
ｓ）に対しては、レーザのスペクトラムは非常に狭く、
スペクトロメータ分光計解像度（０．１２５ｃｍ-1）に
より制限される。長電流パルス（１００ｎｓ）に対して
は出力スペクトラムはより幅が広い（約１ｃｍ-1）。レ
ーザが狭い放射ラインを維持し、０．０３ｃｍ-1／ｎｓ
のレートの時間でもってドリフトするような時間解像度
測定法を確立した。レートの予測値は、実験条件に依存
する。図４は代表的な時間解像スペクトラムを示す。
【００２９】表ＩＩは本発明によるレーザの層構造を示
す。レーザのコア領域は、前述したタイプのものを４０
回の繰り返しユニットを有するが、約７．８μｍの放射
波長を得るようにエネルギを合わせた。具体的に説明す
ると、上部から底部に至り注入バリアから開始して１つ
の繰り返しユニットの層の厚さ（単位ｎｍ）は次の通り
である。(4.0)/2.0/(1.0)/7.4/(1.3)/5.4/(2.4)/4.4/
(1.4)/3.6/(1.2)/3.6/(1.7)/3.9バリア層の厚さはカッ
コで示し、下線を引いた２個の厚さはＳｉドープの層
（ｎ＝２．５×１０17ｃｍ-3）に対応する。バリア層の
組成はＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓで、井戸層はＧａ0.47Ｉｎ
0.53Ａｓである。
【００３０】 表 ＩＩ 組成 ドーピング濃度 層厚 ＩｎＧａＡｓ ｎ＝１×１０20ｃｍ-3 １０ｎｍ 傾斜 ７×１０18 ３０ ＡｌＩｎＡｓ ７×１０18 ６００ ＡｌＩｎＡｓ ３×１０17 １０００ ＡｌＩｎＡｓ ２×１０17 １０００ 傾斜 ２×１０17 ３０ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 ２００ 活性領域＋電流注入領域(40×) １７３０ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 ３００ 傾斜 ２×１０17 ２５ ＩｎＰ基板 １×１０17
【００３１】グレーティング（Λ＝１２５０ｎｍ）が上
部ＩｎＧａＡｓ層と傾斜層を介して高濃度にドープした
プラズモン閉じ込め層（６００ｎｍＡｌＩｎＡｓ）にエ
ッチングすることにより形成された。そしてウェハに
は、従来法により金属層が形成された。このウェハは処
理されたリッジメサ型の導波路となり、棒状態にへき開
された。このようにして形成したレーザに対し測定を行
った。
【００３２】２．２５ｎｍ長のレーザのＬ−Ｉカーブを
ｆ／０．８オプティクスで、校正し、室温のＨｇＣｄＴ
ｅディテクタを用いて決定した。その結果を図５に示
す。スペクトラム測定は最大解像度が０．１２５ｃｍ-1
のフーリエ変換赤外線分光計を用いて行った。この観測
されたスペクトラムは、シングルモードで８０−３１５
Ｋの温度範囲においては、サイドローブは観測されなか
った。
【００３３】このレーザは、動作温度を８０−３１５Ｋ
に変化させることにより、λ＝７．７８μｍからλ＝
７．９３μｍの範囲に亘って連続的に波長を変化させる
ことが可能である。チューニング（同調）は、レーザの
バルク成分の温度による屈折率変化に起因する。図６
は、フォトンエネルギ／波長対温度との関係を表す。
【００３４】表ＩＩＩは、本発明のさらに別の層構造を
示す。即ちこの実施例のＱＣ−ＤＦＢレーザは、活性領
域に近い上部閉じ込め層にグレーティングを有する。結
合定数は、複素数で屈折率で支配されている。この層構
造は、約５．４μｍの放射波長を有するよう企図されて
いる。層構造の製造には、２回のＭＢＥ成長を用いてい
る。第１回の成長においては、コア領域が形成された。
【００３５】このコア領域は、薄い（４００ｎｍ）の下
部ＩｎＧａＡｓ層と、２５回の繰り返しユニットと上部
のＩｎＧａＡｓ層とを有する。各繰り返しユニットは、
３個の井戸の垂直遷移領域とｎ型ドープの電子注入領域
とを有する。この遷移領域は、高温のレーザ操作用に企
図されたものであり、これに関しては、J. Faist etal.
著の Applied Physics Letters, Vol. 68, pp. 3680-36
82 (1996) を参照のこと。
【００３６】特に１つの繰り返しユニットの上部から底
部への層厚（単位ｎｍ）は、(5.0)/0.9/(1.5)/4.7/(2.
2)/4.0/(3.0)/2.3/(2.3)/2.2/(2.2)/2.0/(2.0)/2.0/(2.
3)/1.9/(2.8)/1.9 である。カッコ内の厚さはバリア層
（Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ）である。井戸はＧａ0.47Ｉｎ
0.53Ａｓの組成である。上のシーケンスにおいては、第
１のバリア層の厚さは、注入バリア層に関連し、次の６
個の厚さは繰り返しユニットの活性領域に関連する。
【００３７】上記の実施例においては、グレーティング
は上部の閉じ込め層に形成された。少なくとも原理的に
は下部閉じ込め層を形成することも可能である。
【００３８】 表 ＩＩＩ 組成 ドーピング濃度 層厚 ＩｎＰ ｎ＝７×１０18ｃｍ-3 １３００ｎｍ ＩｎＰ ２×１０17 １５００ ＩｎＰ ５×１０17 ２０ ＩｎＧａＡｓ ３×１０17 ２００ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 ３００ 活性領域＋電流注入領域(25×) １１７０ ＩｎＧａＡｓ １×１０17 ４００ 傾斜 ２×１０17 ２５ ＩｎＰ ２×１０17 基板
【００３９】表ＩＩＩから分かるように、層構造のコア
領域は活性領域と注入層に加えて、下部ＩｎＧａＡｓ層
と上部ＩｎＧａＡｓ層とを有する。これらの層（表Ｉ，
ＩＩの層にもあるが）は、光学モードの閉じ込めを改善
するよう機能する。上部ＩｎＧａＡｓ層は、グレーティ
ングのホスト層としても機能する。
【００４０】１回目のＭＢＥ成長の完了後、周期Λ＝８
５０ｎｍのグレーティングが従来の接触リソグラフと、
ウェット化学エッチングにより上部ＩｎＧａＡｓ層に形
成された。２回目のＭＢＥ成長においては、ＩｎＰが直
接グレーティング上に成長した。このグレーティングの
強度は、エッチング時とグレーティングの強さとデュー
ティサイクルおよび再成長プロセスの間の材料のリフロ
ーにより制御される。
【００４１】２回目のＭＢＥ成長の完了後、全てのサン
プルを処理して深いメサ構造にエッチングした８−１４
μｍ幅のリッジ状の導波路レーザを形成し、これを１．
５から３．０ｍｍの長さの棒にへき開して、ファセット
面はコーティングしないままでおいた。その後上記した
ように測定を行った。
【００４２】図７は、上記の１．５ｍｍ長で屈折率結合
したＱＣ−ＤＦＢレーザのＬ−Ｉ特性を示す。この測定
結果からグレーティングは、グレーティングを有さない
従来の同一のデバイスに比較して、フィードバックを強
化しデバイスの性能を向上させた。
【００４３】図８は、本発明による２個の１．５ｍｍ長
の屈折率結合レーザの同調特性を示す。グレーティング
を具備しない以外は、同一構造のレーザは幅広いバンド
幅でマルチモードのファブリペロースペクトラムの特性
を示し、一方、本発明のグレーティングを具備するレー
ザは、シングルモードで３０ｄＢ以上のサイドモード抑
制比を有する。
【００４４】シングルモードのハイパワーの出力は、上
部ミニバンドから下部ミニバンドへの電子の移動を利用
した本発明のＱＣ−ＤＦＢレーザにより得られる。これ
に関しては、米国特許出願第０８／８４１，０５９号
（出願日１９９７年４月２９日、発明者 Capasso et a
l.）を参照のこと。
【００４５】本発明によるレーザは、鉛塩（lead sal
t）レーザを利用する応用を含む数多くの応用で利用で
きる特性を備えている。例えば、本発明によるレーザ
は、環境応用用，自動放射センサ，燃焼解析，工業プロ
セス制御，医療用の応用，飛行機あるいは自動車の衝突
回避レーダーのトレース等に使用できる。
【００４６】一般的に本発明のＱＣ−ＤＦＢレーザは、
ポイントセンシング装置およびリモートセンシング装置
に用いることができる。
【００４７】図９に示すポイント検知装置９０におい
て、９１は本発明のＱＣ−ＤＦＢレーザである。通常こ
のレーザは、粗い波長調整のために温度制御されたステ
ージ（図示せず）の上に搭載される。レーザからの中間
ＩＲ放射９２１がガスセル９３の中を通過して励起放射
９２２が検出器９４の中に入射される。検出器９４から
の電気出力がロックイン増幅器９５に入射され（変調電
流生成器９８３からの例えば１．２ｋＨｚのサイン波で
ある適当な変調信号とともに）、ロックイン増幅器９５
の出力はコンピュータ９６に加えられ、データ解析用に
フォーマッティングされる。
【００４８】その後このデータは、適当な方法で表示さ
れたり記憶されたりする。このＱＣ−ＤＦＢレーザは、
適当な電気信号によりポンピングされている。例えば、
ランプ電流生成器９８１からの低周波の電流ランプ（２
５０ｍｓ周期）と、バイアス電流生成器９８２からのシ
ョートバイアスパルス（５ｎｓパルス幅×２μｓ周期）
と、変調電流生成器９８３からの変調信号が結合器９７
に加えられ、電流パルスとサイン波が重ね合わさった電
流ランプがレーザに加えられる。
【００４９】電流ランプは、所定の範囲に亘ってレーザ
の温度をスイープし、パルスはショートレーザパルスの
放射を引き起こす。このパルスの波長は、波長の範囲に
亘ってゆっくりとスイープされ、波長の関数としての吸
収が決定される。かくして、セル内にガスが存在するこ
とにより、波長範囲における吸収ラインが容易に検出さ
れ、ガスが特定できる。当業者には公知のように従来の
特徴部分は、図９には示していない。例えば、測定器の
設定は、通常コンピュータ制御で行われ、このためには
コンピュータへの入出力がさらに必要となる。
【００５０】図１０のリモートセンシングシステム１０
０において、工場のような放射源１０１は、ガス状の雲
１０２を放出する。ＱＣ−ＤＦＢレーザ１０３は、中間
ＩＲ放射１０４を放射し、この中間ＩＲ放射１０４がガ
ス状の雲１０２内を伝播し、例えば角型反射器１０５等
により反射される。その後反射光１０７は、検出器１０
８により検出される。レーザは図９に記載したような適
宜の方法によりポンピングされ、検出器の出力は適宜の
方法により利用される。
【００５１】ミラーまたは他の適宜の反射体を角型反射
器１０５の代わりに用いることができる。この反射体
は、飛行機あるいはモニタされる煙突のような高い特徴
物でもよい。検出器は、飛行機あるいは高い特徴物に搭
載することもできる。一般的にレーザと検出器とを互い
に見通せる範囲に配置することが考えられる。
【００５２】このＱＣ−ＤＦＢレーザは、保守あるいは
制御用に容器内に搭載することができる。このようなパ
ッケージは、通常冷却手段（水冷却，熱電子冷却）、温
度制御用のフィードバックループに使用される温度検知
手段（熱電対）およびレーザへのポンプ電流を供給する
手段を有する。レーザは従来の方法により冷却手段に接
続される。容器はレーザ出力パワーを制御する検出手段
を含むことができる。この容器は、レーザ放射用に透明
なウィンドウを有し、中を真空引きしたりあるいは不活
性ガスを充填してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複素数結合した（complex-couple
d）ＱＣ−ＤＦＢレーザを表す断面図
【図２】５．４μｍＱＣ−ＤＦＢレーザのＬ−Ｉ特性を
表すグラフ
【図３】本発明のレーザの波長と温度との関係を表すグ
ラフ
【図４】本発明による代表的なレーザの時間解像スペク
トラムを表すグラフ
【図５】本発明によるＱＣ−ＤＦＢレーザのＬ−Ｉ特性
を表すグラフ
【図６】図５のレーザの光子エネルギ／波長対温度との
関係を表すグラフ
【図７】本発明によるＱＣ−ＤＦＢレーザのＬ−Ｉ特性
を表すグラフ
【図８】ＱＣ−ＤＦＢレーザの光子エネルギ／波長対温
度との関係を表すグラフ
【図９】ガス成分分析用の本発明のＱＣ−ＤＦＢレーザ
を有するポイントセンシングシステムを表す図
【図１０】ガス成分分析用の本発明のＱＣ−ＤＦＢレー
ザを有するリモートセンシングシステムを表す図
【符号の説明】
１０ 複素数結合ＱＣ−ＤＦＢレーザ １１ 下部閉じ込め領域 １２ ＱＣ活性領域 １３ 上部閉じ込め領域 １４，１５ 金属層 １６ グレーティング ９０ ポイント検知装置 ９１ 本発明のＱＣ−ＤＢＦレーザ ９２ 中間ＩＲ放射 ９３ ガスセル ９４ 検出器 ９５ ロックイン増幅器 ９６ コンピュータ ９７ 結合器 ９９ 表示装置 １００ リモートセンシングシステム １０１ 放射源 １０２ ガス状の雲 １０３ ＱＣ−ＤＦＢレーザ １０４ 中間ＩＲ放射 １０５ 角型反射器 １０７ 反射光 １０８ 検出器 ９２１ 中間ＩＲ放射 ９２２ 励起放射 ９８１ ランプ電流生成器 ９８２ バイアス電流生成器 ９８３ 変調電流生成器
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 フェデリコ カパッソ アメリカ合衆国、07901 ニュージャージ ー、ウェストフィールド、ウェストブルッ ク ロード 42 (72)発明者 アルフレド イ チョ アメリカ合衆国、07901 ニュージャージ ー、サミット、ケネス コート 11 (72)発明者 ジェローム フェイスト スイス、ニューシャテル、シーエッチ− 2000、フォウバーグ ド ラク 31 (72)発明者 クレア エフ．グマクル アメリカ合衆国、07078 ニュージャージ ー、ショート ヒルズ、リッジ テラス 14 (72)発明者 カルロ サートリ フランス、75013 パリ、ルー ブオ ８ (72)発明者 デボラ リー シブコ アメリカ合衆国、07059 ニュージャージ ー、ウォレン、プレインフィールド アベ ニュー 16

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１クラッド領域（１１）と第２クラッ
    ド領域（１３）と、その間に配置されたコア領域（１
    ２）とを有し、さらに電流をレーザに流す電気接点（１
    ４，１５）を有する量子カスケードレーザ（１０）を有
    する装置において、 前記量子カスケードレーザは、分散フィードバックを与
    える少なくとも１つのグレーティング構造（１６）を有
    し、 前記グレーティング構造（１６）は、コア領域から、閉
    じ込めレーザモードにおける電磁放射がグレーティング
    構造（１６）でゼロでない強度を有するよう、離間し、 前記グレーティング構造（１６）は、シングルモードレ
    ーザ放射を行うよう構成されることを特徴とする量子カ
    スケードレーザを有する装置。
  2. 【請求項２】 前記グレーティング構造（１６）は、一
    定周期Λのグレーティングであることを特徴とする請求
    項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記グレーティング構造（１６）は、コ
    ア領域（１２）と前記電気接点のうちの上方の接点（１
    ４）との間に配置されることを特徴とする請求項１の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記グレーティング構造（１６）は、結
    合定数κが複素数結合定数であるように、配置されるこ
    とを特徴とする請求項３の装置。
  5. 【請求項５】 前記グレーティング構造（１６）は、結
    合定数κが屈折率支配の結合定数であるように、配置さ
    れることを特徴とする請求項３の装置。
  6. 【請求項６】 前記装置は、測定種による紫外線吸収を
    測定する測定システム（１００）であり、 前記測定システムはシングルモードの赤外線レーザ放射
    （１０４）のソース（１０３）を含み、 （ａ）請求項１の量子カスケードレーザと、 （ｂ）前記測定種内を通過した後のシングルモード赤外
    線レーザ放射を検出する検出器（１０８）とを有するこ
    とを特徴とする請求項１の装置を含む測定システム。
  7. 【請求項７】 前記測定種は、測定セル内のガス（９
    ３）であることを特徴とする請求項６のシステム。
  8. 【請求項８】 前記測定種は、閉じ込められていないガ
    ス（１０２）であることを特徴とする請求項６のシステ
    ム。
  9. 【請求項９】 前記電気接点に接続された電流ソースを
    さらに有し、 前記電流ソースは、レーザ加熱用電流をレーザに与え、
    シングルモードレーザ放射の波長は、レーザ加熱用電流
    に応じて変化することを特徴とする請求項１の装置。
  10. 【請求項１０】 前記レーザ加熱用電流は、同時に供給
    される電流パルスの持続時間よりもはるかに長い持続時
    間の電流ランプを有することを特徴とする請求項９の装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記シングルモードレーザ放射は、そ
    のスペクトル範囲が３−１３μｍの波長を有することを
    特徴とする請求項１の装置。
JP10043608A 1997-05-07 1998-02-25 量子カスケードレーザを有する装置 Pending JPH10321951A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004247458A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受発光装置およびその製造方法
JP2009054637A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ素子
JP2013084733A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 量子カスケード半導体レーザを作製する方法
JP2013254764A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ
JP2013254765A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ
JP2015056660A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 アルプス レーザズ エスアー 波長可変レーザ、波長可変レーザの製造方法及び操作方法
WO2019116657A1 (ja) * 2017-12-15 2019-06-20 株式会社堀場製作所 半導体レーザ

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2787246B1 (fr) * 1998-12-09 2001-02-23 Alpes Lasers Laser de type semi-conducteur
JP3739071B2 (ja) * 1999-01-25 2006-01-25 パイオニア株式会社 分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法
FR2791477B1 (fr) * 1999-03-25 2001-06-29 Alpes Lasers Laser semi-conducteur infrarouge
AT408376B (de) * 1999-04-07 2001-11-26 Lendl Bernhard Dr Verfahren zur infrarot-optischen bestimmung der konzentration zumindest eines analyten in einer flüssigen probe
WO2001026192A1 (en) * 1999-10-07 2001-04-12 Maxion Technologies, Inc. Parallel cascade quantum well light emitting device
US6782025B2 (en) * 2000-01-20 2004-08-24 Trumpf Photonics, Inc. High power distributed feedback ridge waveguide laser
US6501783B1 (en) 2000-02-24 2002-12-31 Lucent Technologies Inc. Distributed feedback surface plasmon laser
US6400744B1 (en) 2000-02-25 2002-06-04 Lucent Technologies, Inc. Apparatus comprising a quantum cascade laser having improved distributed feedback for single-mode operation
US6563852B1 (en) 2000-05-08 2003-05-13 Lucent Technologies Inc. Self-mode-locking quantum cascade laser
US6560259B1 (en) 2000-05-31 2003-05-06 Applied Optoelectronics, Inc. Spatially coherent surface-emitting, grating coupled quantum cascade laser with unstable resonance cavity
US6549556B1 (en) 2000-12-01 2003-04-15 Applied Optoelectronics, Inc. Vertical-cavity surface-emitting laser with bottom dielectric distributed bragg reflector
US6611543B2 (en) 2000-12-23 2003-08-26 Applied Optoelectronics, Inc. Vertical-cavity surface-emitting laser with metal mirror and method of fabrication of same
US20030099273A1 (en) 2001-01-09 2003-05-29 Murry Stefan J. Method and apparatus for coupling a surface-emitting laser to an external device
US6690699B2 (en) * 2001-03-02 2004-02-10 Lucent Technologies Inc Quantum cascade laser with relaxation-stabilized injection
EP1283571B1 (de) 2001-08-06 2015-01-14 nanoplus GmbH Nanosystems and Technologies Laser mit schwach gekoppeltem Gitterbereich
JP2003133638A (ja) * 2001-08-14 2003-05-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 分布帰還型半導体レーザ素子及びレーザモジュール
DE10205310B4 (de) * 2002-02-08 2010-04-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen der Wirkung einer breitbandigen inkohärenten LED-ähnlichen Lichtquelle und Verwendung eines solchen Verfahrens in einer Gasmessvorrichtung und in einer Beleuchtungsvorrichtung
ATE361565T1 (de) 2002-03-08 2007-05-15 Nanoplus Gmbh Nanosystems And Ein halbleiterlaserarray mit seitlicher gratingstruktur
US6765663B2 (en) 2002-03-14 2004-07-20 Raytheon Company Efficient multiple emitter boresight reference source
GB0208100D0 (en) * 2002-04-09 2002-05-22 Univ Strathclyde Semiconductor diode laser spectrometer arrangement
US20040109692A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 James Plante FSO communication systems having high performance detectors
US7301977B2 (en) 2004-06-10 2007-11-27 Nanoplus Gmbh Tuneable unipolar lasers
US8571082B2 (en) 2004-08-19 2013-10-29 Maxion Technologies, Inc. Quantum cascade lasers with electrically tunable emission wavelengths
US7876795B2 (en) * 2004-08-19 2011-01-25 Maxion Technologies, Inc. Semiconductor light source with electrically tunable emission wavelength
US7376169B2 (en) * 2005-03-07 2008-05-20 Joseph Reid Henrichs Optical phase conjugation laser diode
US20060215720A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Corzine Scott W Quantum cascade laser with grating formed by a periodic variation in doping
US7492806B2 (en) 2005-06-15 2009-02-17 Daylight Solutions, Inc. Compact mid-IR laser
US7535656B2 (en) 2005-06-15 2009-05-19 Daylight Solutions, Inc. Lenses, optical sources, and their couplings
US20070064230A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Battelle Memorial Institute Broadband laser spectroscopy
US7920608B2 (en) 2007-03-12 2011-04-05 Daylight Solutions, Inc. Quantum cascade laser suitable for portable applications
FR2916092B1 (fr) * 2007-05-11 2009-08-07 Thales Sa Laser semi-conducteur a contre-reaction repartie forte
US7848382B2 (en) 2008-01-17 2010-12-07 Daylight Solutions, Inc. Laser source that generates a plurality of alternative wavelength output beams
US8565275B2 (en) 2008-04-29 2013-10-22 Daylight Solutions, Inc. Multi-wavelength high output laser source assembly with precision output beam
WO2010059180A2 (en) * 2008-11-07 2010-05-27 President And Fellows Of Harvard College Methods and apparatus for single-mode selection in quantum cascade lasers
US8774244B2 (en) 2009-04-21 2014-07-08 Daylight Solutions, Inc. Thermal pointer
EP2548271A2 (en) 2010-03-15 2013-01-23 Daylight Solutions Inc. Laser source that generates a rapidly changing output beam
US8335413B2 (en) 2010-05-14 2012-12-18 Daylight Solutions, Inc. Optical switch
US9225148B2 (en) 2010-09-23 2015-12-29 Daylight Solutions, Inc. Laser source assembly with thermal control and mechanically stable mounting
US8467430B2 (en) 2010-09-23 2013-06-18 Daylight Solutions, Inc. Continuous wavelength tunable laser source with optimum orientation of grating and gain medium
US9042688B2 (en) 2011-01-26 2015-05-26 Daylight Solutions, Inc. Multiple port, multiple state optical switch
US9059562B2 (en) 2011-06-23 2015-06-16 Daylight Solutions, Inc. Control system for directing power to a laser assembly
US9093813B2 (en) 2011-10-11 2015-07-28 Daylight Solutions, Inc. Mounting base for a laser system
GB2507291A (en) 2012-10-24 2014-04-30 Sharp Kk High operating temperature resonant tunnelling quantum well photodetector
US9088126B2 (en) 2013-10-17 2015-07-21 The Trustees Of Princeton University Single-mode quantum cascade lasers with enhanced tuning range
US9625671B2 (en) 2013-10-23 2017-04-18 Lasermax, Inc. Laser module and system
US9859680B2 (en) 2013-12-17 2018-01-02 Lasermax, Inc. Shock resistant laser module
US20150311665A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Board Of Regents, The University Of Texas System External cavity system generating broadly tunable terahertz radiation in mid-infrared quantum cascade lasers
US10355449B2 (en) 2016-08-15 2019-07-16 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Quantum cascade laser with angled active region and related methods

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0000557B1 (en) * 1977-08-01 1981-12-30 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
JPS63182550A (ja) * 1987-01-23 1988-07-27 Fujitsu Ltd ガスセンサ
US5509025A (en) * 1994-04-04 1996-04-16 At&T Corp. Unipolar semiconductor laser
US5457709A (en) * 1994-04-04 1995-10-10 At&T Ipm Corp. Unipolar semiconductor laser
US5502787A (en) * 1995-05-22 1996-03-26 At&T Corp. Article comprising a semiconductor waveguide structure

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004247458A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受発光装置およびその製造方法
JP2009054637A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ素子
US8098701B2 (en) 2007-08-23 2012-01-17 Hamamatsu Photonics K.K. Quantum cascade laser element
JP2013084733A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 量子カスケード半導体レーザを作製する方法
JP2013254764A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ
JP2013254765A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Hamamatsu Photonics Kk 量子カスケードレーザ
US9240674B2 (en) 2012-06-05 2016-01-19 Hamamatsu Photonics K. K. Quantum cascade laser
US9246309B2 (en) 2012-06-05 2016-01-26 Hamamatsu Photonics K.K. Quantum cascade laser
JP2015056660A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 アルプス レーザズ エスアー 波長可変レーザ、波長可変レーザの製造方法及び操作方法
WO2019116657A1 (ja) * 2017-12-15 2019-06-20 株式会社堀場製作所 半導体レーザ
JPWO2019116657A1 (ja) * 2017-12-15 2020-10-22 株式会社堀場製作所 半導体レーザ
US11374380B2 (en) 2017-12-15 2022-06-28 Horiba, Ltd. Semiconductor laser

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