KR100766069B1 - Quantum Dot Laser Diode And The Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분포 귀환형 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드의 제조방법은, 기판상에 복수의 그레이팅을 포함하는 그레이팅 구조층을 형성하는 단계; 상기 그레이팅 구조층 상부에 제1 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제1 격자정합층 상에 적어도 하나의 양자점을 갖는 하나이상의 양자점층을 형성하는 단계; 상기 양자점층 상에 제2 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제2 격자정합층상에 클래드층을 형성하는 단계; 및 상기 클래드층 상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 양자점의 균일도에 영향을 받지 않으면서도 원하는 파장에서 높은 이득을 얻을 수 있어 레이저 다이오드의 특성을 개선할 수 있다.The present invention relates to a distributed feedback quantum dot laser diode and a method of manufacturing the same, comprising the steps of: forming a grating structure layer including a plurality of gratings on a substrate; Forming a first lattice matching layer on the grating structure layer; Forming at least one quantum dot layer having at least one quantum dot on the first lattice matching layer; Forming a second lattice matching layer on the quantum dot layer; Forming a cladding layer on the second lattice matching layer; And forming an ohmic contact layer on the clad layer. Accordingly, a high gain can be obtained at a desired wavelength without being affected by the uniformity of the quantum dots, thereby improving the characteristics of the laser diode.
그레이팅, 양자점, 레이저 다이오드 Grating, quantum dot, laser diode
Description
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 제조 단계를 설명하기 위한 제작 공정도이다.1A to 1F are manufacturing process diagrams for explaining a manufacturing step of a quantum dot laser diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 단면을 주사 전자 현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.FIG. 2A is a cross-sectional view of a quantum dot laser diode according to an embodiment of the present invention taken by a scanning electron microscope (SEM).
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 표면을 광학 현미경으로 촬영한 이미지이다.2B is an image taken with an optical microscope of the surface of the quantum dot laser diode according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 그레이팅 구조층을 포함하는 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트럼 그래프(ⅰ)와 그레이팅 구조층을 포함하지 않은 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프(ⅱ)이다. 3 is a graph showing the emission spectrum of the quantum dot laser diode including the grating structure layer and the emission spectrum of the quantum dot laser diode without the grating structure layer according to the present invention.
도 4a는 본 발명에 따라 제작된 양자점 레이저 다이오드를 상온 연속발진조건에서 측정한 전류주입에 따른 광 출력을 나타낸 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the light output according to the current injection measured by the quantum dot laser diode manufactured in accordance with the present invention at room temperature continuous oscillation conditions.
도 4b는 본 발명에 따라 제작된 양자점 레이저 다이오드에 소정의 전류를 주입하여 얻은 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.4B is a graph showing a spectrum obtained by injecting a predetermined current into a quantum dot laser diode manufactured according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
100: 레이저 다이오드 110: 기판100: laser diode 110: substrate
120: 그레이팅 구조층 130: 그레이팅120: grating structure layer 130: grating
140: 제1 격자정합층 141: 제2 격자정합층140: first lattice matching layer 141: second lattice matching layer
150: In(Ga)As 양자점층 160: 클래드층150: In (Ga) As quantum dot layer 160: cladding layer
170: 오믹 콘택층170: ohmic contact layer
본 발명은 분포 귀환형 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 양자점 하부에 그레이팅 구조가 형성된 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a distributed feedback quantum dot laser diode and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a quantum dot laser diode having a grating structure formed below the quantum dot and a method of manufacturing the same.
최근 자발 형성 방법을 통해 성장한 양자점을 활성층에 이용하는 양자점 레이저 다이오드가 개발되고 있으며, 구체적으로, 이러한 양자점 레이저 다이오드는 대면적(Broad-area) 형태, 릿지 웨이브 가이드(Ridge-waveguide) 형태, 베리드 헤테로 스트럭쳐(Buried hetero-structure) 형태, 및 메탈 그레이팅을 외부적으로 패터닝(Patterning)하여 그레이팅 구조를 갖는 형태 등이 개발되고 있다.Recently, quantum dot laser diodes using the quantum dots grown through the spontaneous formation method for active layers have been developed. Specifically, such quantum dot laser diodes have a broad-area shape, a ridge waveguide shape, and a buried hetero. Structural (Buried hetero-structure) form, and a pattern having a grating structure by externally patterning the metal grating has been developed.
그러나, InP 기판상에 자발 형성 방법을 통해 In(Ga)As 양자점을 성장시키는 최근의 연구 동향에 따르면, GaAs 기판상에 형성한 In(Ga)As 양자점 구조에 비해 상대적으로 균일한 양자점을 형성하는 것이 용이하지 않다는 단점이 있다. 게다가, 균일도가 다소 떨어지는 양자점을 레이저 다이오드에 응용할 경우에는, 원하는 발진 파장에서 얻을 수 있는 이득(Gain)이 적어지기 때문에, 좋은 소자 특성을 얻는데 한계가 있다. 이에 따라, InP 기판상에 In(Ga)As 양자점을 활성층으로 이용하여 레이저 다이오드를 제작할 때, 소자 특성을 개선시키기 위한 방법으로 원하는 파장영역에서 양자점 균일도를 높이거나, 특정 파장의 특성을 개선하기 위한 방법이 연구되고 있다. However, according to a recent research trend of growing In (Ga) As quantum dots on a InP substrate through a spontaneous formation method, it is possible to form relatively uniform quantum dots compared to the In (Ga) As quantum dot structure formed on a GaAs substrate. The disadvantage is that it is not easy. In addition, when a quantum dot having somewhat less uniformity is applied to a laser diode, there is a limit in obtaining good device characteristics because the gain obtained at a desired oscillation wavelength is reduced. Accordingly, when fabricating a laser diode using In (Ga) As quantum dots as an active layer on an InP substrate, a method for improving device characteristics is to improve quantum dot uniformity in a desired wavelength region or to improve characteristics of a specific wavelength. The method is being studied.
본 발명은 전술한 문제점들을 해소하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은 기판상에 그레이팅(Grating) 구조를 형성함으로써, 양자점의 균일도에 영향을 받지 않으면서 원하는 파장영역에서 높은 이득을 얻을 수 있는 양자점 레이저 다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a grating structure on a substrate, whereby a high gain can be obtained in a desired wavelength region without being affected by the uniformity of quantum dots. The present invention provides a quantum dot laser diode and a method of manufacturing the same.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 양자점 레이저 다이오드 제조방법은, 기판상에 복수의 그레이팅을 포함하는 그레이팅 구조층을 형성하는 단계; 상기 그레이팅 구조층 상부에 제1 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제1 격자정합층 상에 적어도 하나의 양자점을 갖는 하나이상의 양자점층을 형성 하는 단계; 상기 양자점층 상에 제2 격자정합층을 형성하는 단계; 상기 제2 격자정합층상에 클래드층을 형성하는 단계; 및 상기 클래드층 상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, to achieve the above object, the present method of manufacturing a quantum dot laser diode comprises the steps of: forming a grating structure layer comprising a plurality of gratings on a substrate; Forming a first lattice matching layer on the grating structure layer; Forming at least one quantum dot layer having at least one quantum dot on the first lattice matching layer; Forming a second lattice matching layer on the quantum dot layer; Forming a cladding layer on the second lattice matching layer; And forming an ohmic contact layer on the clad layer.
바람직하게, 상기 양자점을 형성하는 단계에서는, 유기 금속 화학 증착법, 분자선 증착법, 및 화학선 증착법 중 하나를 이용한다. 상기 양자점은 In(Ga)As를 이용하여 형성한다. 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성하는 단계에서는, Ⅲ-Ⅴ족 화합물을 이용하여 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성한다. In the forming of the quantum dots, one of an organic metal chemical vapor deposition method, a molecular beam vapor deposition method, and a chemical ray vapor deposition method is used. The quantum dot is formed using In (Ga) As. In the forming of the first and second lattice matching layers, the first and second lattice matching layers are formed using a group III-V compound.
상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성하는 단계에서는 스핀 인덱스(SPIN) 형태의 웨이브 가이드를 갖는 SCH(Separate confinement hetero) 구조로 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성한다. 상기 SPIN 형태의 SCH 구조로 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성하는 경우, 상기 SPIN SCH 구조내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 대칭적 또는 비대칭적으로 둘러싸도록 형성한다.In the forming of the first and second lattice matching layers, the first and second lattice matching layers are formed in a separate confinement hetero (SCH) structure having a wave guide having a spin index (SPIN) shape. In the case of forming the first and second lattice matching layers with the SPIN-type SCH structure, a quantum well is inserted into the SPIN SCH structure so as to surround the quantum dots symmetrically or asymmetrically.
상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성하는 단계에서는, 그레이디드 인덱스(GRIN) 형태의 웨이브 가이드를 갖는 SCH(Separate confinement hetero) 구조로 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성한다. 상기 GRIN 형태의 SCH 구조로 상기 제1 및 제2 격자정합층을 형성하는 경우, 상기 GRIN SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 대칭적 또는 비대칭적으로 둘러싸도록 형성한다. In the forming of the first and second lattice matching layers, the first and second lattice matching layers are formed in a SCH (Separate confinement hetero) structure having a wave guide having a graded index (GRIN). In the case of forming the first and second lattice matching layers with the GRIN-type SCH structure, the quantum well is inserted into the GRIN SCH structure to form the quantum dot to symmetrically or asymmetrically surround the quantum dot.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 양자점 레이저 다이오드는 기판상에 형성되는 복수의 그레이팅을 포함하는 그레이팅 구조층; 상기 그레이팅 구조층 상 부에 형성되는 제1 격자정합층; 상기 제1 격자정합층 상에 형성되는 적어도 하나의 양자점을 포함하는 하나이상의 양자점층; 상기 양자점층 상에 형성되는 제2 격자정합층; 상기 제2 격자정합층상에 형성되는 클래드층; 및 상기 클래드층 상에 형성되는 오믹 콘택층을 포함한다.According to another aspect of the invention, the present quantum dot laser diode includes a grating structure layer comprising a plurality of gratings formed on a substrate; A first lattice matching layer formed on the grating structure layer; At least one quantum dot layer including at least one quantum dot formed on the first lattice matching layer; A second lattice matching layer formed on the quantum dot layer; A cladding layer formed on the second lattice matching layer; And an ohmic contact layer formed on the clad layer.
바람직하게, 상기 기판은 InP기판 또는 GaAs기판이다. 상기 양자점은 In(Ga)As으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 격자 정합층은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 격자 정합층은 스핀 인덱스(SPIN) 형태 또는 그레이디드 인덱스(GRIN) 형태의 웨이브 가이드를 갖는 SCH(Separate confinement hetero) 구조이다.Preferably, the substrate is an InP substrate or a GaAs substrate. The quantum dot is made of In (Ga) As. The first and second lattice matching layers are made of a group III-V compound. The first and second lattice matching layers have a separate confinement hetero (SCH) structure having wave guides having a spin index (SPIN) shape or a graded index (GRIN) shape.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 제조 단계를 설명하기 위한 제작 공정도이다. 1A to 1F are manufacturing process diagrams for explaining a manufacturing step of a quantum dot laser diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 양자점 레이저 다이오드(100)를 제조하기 위해서는, 우선, 기판(110)을 준비하며, 준비된 기판(110)상에는 복수의 그레이팅(130)을 포함하는 그레이팅 구조층(120)이 형성된다(도 1a 참조). 일반적으로, 그레이팅(130)은 광의 주입 및 광의 유도 방출 등에 이용될 수 있는 것으로, 본 실시 예에서는 그레이팅(130)을 포함하는 층을 그레이팅 구조층(120)이라 칭였으나, 그레이팅 구조층(120)은 광을 구속하기 위해 형성되는 클래드층과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 양자점 레이저 다이오드(100)를 구성하는 기판(110)은 InP기판 또는 GaAs기판을 이용한다. 1A to 1F, in order to manufacture the quantum
도 1b를 참조하면, 그레이팅 구조층(120) 상에는 제1 격자정합층(140)이 형성된다. 제1 격자정합층(140)은 그레이팅 구조층(120)이 형성된 InP기판(110)에 자발 형성 방법을 이용해 In(Ga)As 양자점을 성장시키기 위한 층으로, InAlGaAs, In(Ga,As)P를 격자 정합하여(Lattice-matched) 형성할 수 있다. 전술한 제1 격자정합층(140)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물(예, 3족(In, Al, Ga 등), 5족(As, P 등)) 또는 III-V족 화합물로 이루어진 물질층을 두 층 이상 적층하여 이루어진 이종접합 구조로 장벽층 역할을 수행한다. 또한, 제1 격자정합층(140)은 스핀 인덱스(SPIN) 형태의 웨이브 가이드를 갖는 SCH(Separate confinement hetero) 구조로 형성하거나 그레이디드 인덱스(GRIN) 형태의 웨이브 가이드를 갖는 SCH(Separate confinement hetero) 구조로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1B, a first
도 1c를 참조하면, 제1 격자정합층(140) 상에는 In(Ga)As 양자점으로 이루어진 양자점층(150)이 형성된다. 상기 양자점층(150)은 In(Ga)As을 자발 형성 메커니즘을 이용하여 성장시킨 In(Ga)As 양자점으로 이루어져 있으며, 양자점은 유기 금속 화학 증착법(MOCVD), 분자선 증착법(MBE), 원자선 증착법(ALE) 및 화학선 증착법(CBE) 중 하나를 이용함으로써 성장시킬 수 있다. 본 실시 예에서는 양자점층을 구성하는 양자점이 이격되어 있지 않지만, 양자점 구조는 소정 이격 거리를 두고 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1C, a
한편, 본 실시 예 및 도면에는 개시되어 있지 않지만, 제1 격자정합층(140)을 SPIN 형태의 SCH 구조로 형성하는 경우, SPIN SCH내에 양자 우물의 형태를 삽입 하여 형성된 양자점(quantum dot in a quantum WELL, DWELL)을 대칭적으로 둘러싸거나, SPIN SCH 구조내 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 비대칭적으로 둘러쌀 수 있다. 물론, 제1 격자정합층(140)은 GRIN 형태의 SCH 구조로 형성하는 경우에도, 전술과 마찬가지로, GRIN 형태의 SCH내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 대칭적으로 둘러싸거나 GRIN형태의 SCH 구조 내에 양자우물의 형태를 삽입하여 상기 양자점을 비대칭적으로 둘러쌀 수 있다. 본 실시 예에서는 하나의 양자점층이 형성되어 있으나, 복수의 양자점을 갖는 양자점층을 복수 개 적층할 수 있다. Although not disclosed in the present embodiment and the drawings, when the first lattice matching
도 1d를 참조하면, 다수의 양자점을 포함하는 양자점층(150)을 형성한 다음, 양자점층(150) 상에는 제2 격자정합층(141)이 형성된다. 제2 격자정합층(141)은 제1 격자정합층(140)과 구조 및 역할 면에서 동일한 층으로, 제2 격자정합층(141) 역시 장벽층 혹은 SCH 구조로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1D, after forming a
도 1e를 참조하면, 양자점 구조의 양자점층(150) 상에 제2 격자정합층(141)이 형성된 후에는 양자점층(150)으로부터 방출되는 광을 구속하는 역할을 수행할 수 있는 클래드층(160)이 형성된다. 클래드층(160)은 InAl(Ga)As 또는 In(Ga,As)P를 이용하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1E, after the second
도 1f를 참조하면, 클래드층(160)상에는 오믹 컨택층(170)이 형성된다. 오믹 컨택층(170)은 옴 접촉(ohmic contact)을 조절하기 위한 층으로, 본 실시 예에서는 InGaAs를 이용하여 형성한다. Referring to FIG. 1F, an
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 단면을 주사 전자 현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이고, 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 양자점 레이저 다이오드의 표면을 광학 현미경으로 촬영한 이미지이다.FIG. 2A is an image taken by a scanning electron microscope (SEM) of a cross section of a quantum dot laser diode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an image taken by an optical microscope on a surface of a quantum dot laser diode according to an embodiment of the present invention. to be.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드에는 그레이팅(130)이 포함된 그레이팅 구조층(120)과, 그레이팅 구조층(120) 상부에 형성된 In(Ga)As 양자점을 포함하는 양자점층(150)이 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있다. 도 2b는 그레이팅 구조층 상에 형성된 In(Ga)As 양자점 구조의 양자점층(150)과 InAlGaAs-InAlAs물질계를 이용하여 분포 귀환형 레이저 다이오드를 성장시킨 후, 릿지 웨이브 가이드(Ridge-waveguide) 형태(A)로 제작한 양자점 레이저 다이오드를 나타낸다.Referring to FIG. 2A, the quantum dot laser diode according to the present invention includes a
도 3은 본 발명에 따른 그레이팅 구조층을 포함하는 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트럼 그래프(ⅰ)와 그레이팅 구조층을 포함하지 않는 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트럼 그래프(ⅱ)이다. 발광 스펙트럼 실험은 상온(RT: room temperature)에서 이루어졌으며, 그레이팅을 포함하거나(ⅰ) 포함하지 않는다(ⅱ)는 것을 제외하고 다른 조건(예를 들면, 양자점층 성장 조건)은 모두 동일하다. 3 is an emission spectrum graph of the quantum dot laser diode including the grating structure layer and the emission spectrum graph (ii) of the quantum dot laser diode without the grating structure layer according to the present invention. Emission spectrum experiments were conducted at room temperature (RT), and all other conditions (eg, quantum dot layer growth conditions) were the same except with or without grating (ii).
도 3을 참조하면, 가로축은 파장(wavelength: ㎛)을 나타내고, 세로축은 세기(intensity; arb. units)를 나타낸다. 그래프(ⅰ)는 그레이팅 구조층을 포함하며, 그레이팅 구조층 상에 7개의 양자점층이 적층된 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트럼 그래프이며, 그래프(ⅱ)는 그레이팅 구조층을 포함하지 않으며, 7개의 양자점층이 적층된 양자점 레이저 다이오드의 발광 스펙트 그래프이다. 그래프(ⅰ, ⅱ)를 통해, 약 1.55㎛이상의 파장에서 그레이팅을 포함하는 양자점 레이저 다이오드가 그레이팅을 포함하지 않는 양자점 레이저 다이오드에 비해 원하는 파장영역에서 높은 이득을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 상기 실험은 양자점의 개수를 7개로 하고 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. . Referring to FIG. 3, the horizontal axis represents wavelength (μm) and the vertical axis represents intensity (arb. Units). The graph (i) is a light emission spectrum graph of a quantum dot laser diode including a grating structure layer, and seven quantum dot layers stacked on the grating structure layer, and the graph (ii) does not include the grating structure layer, and seven quantum dot layers It is a light emission spectrograph of this laminated quantum dot laser diode. From the graphs (i) and (ii), it can be seen that a quantum dot laser diode including grating at a wavelength of about 1.55 [mu] m or more can obtain a high gain in a desired wavelength range compared to a quantum dot laser diode without grating. Although the above experiment makes the number of quantum dots seven, it is not limited thereto. .
도 4a는 본 발명에 따라 제작된 양자점 레이저 다이오드를 상온 연속발진(cw: continous wave)조건에서 전류주입에 따른 광 출력을 나타내는 그래프이고, 도 4b는 본 발명에 따라 제작된 양자점 레이저 다이오드에 소정의 전류를 주입하여 얻은 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the light output according to the current injection in the quantum dot laser diode manufactured in accordance with the present invention at room temperature continuous wave (cw: continous wave) conditions, Figure 4b is a predetermined It is a graph showing the spectrum obtained by the injection of current.
우선, 도 4a를 참조하면, 도 4a는 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드에 상온 연속발진 조건에서 주입된 전류에 따른 광출력의 변화를 나타내는 그래프로, 가로축은 주입된 전류(I : ㎃)를 나타내고, 세로축은 광출력(power : ㎽)을 나타낸다. 상기 그래프 도 4a는 본 발명에 따라 제작된 In(Ga)As 양자점을 갖는 양자점층을 포함하는 릿지 웨이브 가이드 형태의 양자점 레이저 다이오드를 이용하여 실험한 결과를 나타내고 있다. 본 실험에 사용된 릿지 웨이브 가이드는 3㎛ 폭(ridge width)을 가지며, 공진기의 길이(cavity length)가 1㎜가 되도록 자른 후, 상온 연속 발진 조건에서 실험을 진행하였다. 실험 결과에 따르면, 양자점 레이저 다이오드에 인가되는 전류가 소정값이 될 때까지는 광출력에 변화가 없지만, 약 40㎃이상이 되는 경우 인가 전류와 광 출력이 비례관계를 나타낸다. 결과적으 로, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드에서의 광출력은 인가되는 전류에 비례하며, 안정적이고 균일하다는 것을 알 수 있다.First, referring to FIG. 4A, FIG. 4A is a graph illustrating a change in light output according to a current injected into a quantum dot laser diode according to the present invention at room temperature continuous oscillation conditions, and the horizontal axis represents the injected current I: The vertical axis represents the power output. 4A illustrates the results of experiments using a quantum dot laser diode of a ridge wave guide type including a quantum dot layer having In (Ga) As quantum dots manufactured according to the present invention. The ridge wave guide used in this experiment had a ridge width of 3 μm, was cut to have a cavity length of 1 mm, and then experimented at room temperature continuous oscillation conditions. According to the experimental results, the light output does not change until the current applied to the quantum dot laser diode reaches a predetermined value. However, when the current exceeds about 40 mA, the applied current and the light output show a proportional relationship. As a result, it can be seen that the light output in the quantum dot laser diode according to the present invention is proportional to the applied current, and is stable and uniform.
도 4b를 참조하면, 도 4b는 도 4a의 조건과 동일한 조건에서 측정한 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드의 스펙트럼이다. 도 4b의 가로축은 파장(wavelength; ㎛)이고, 세로축은 세기(intensity;㏈)를 나타낸다. 도 4b의 스펙트럼을 통해, 원하는 발진 파장에서 상당히 높은 이득을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 본 실시 예에서는 약 1.564㎛의 파장에서 다른 파장에서보다 월등히 높은 세기, 약 -15㏈의 세기를 나타낸다. 이것은 다른 여타의 파장에서보다 대략 42㏈ 정도 높은 수치이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 양자점 레이저 다이오드를 이용하는 경우, 원하는 파장에서 상대적으로 높은 이득을 얻을 수 있어 소자 특성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 4B, FIG. 4B is a spectrum of a quantum dot laser diode according to the present invention measured under the same condition as that of FIG. 4A. In FIG. 4B, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents intensity. From the spectrum of Figure 4b it can be seen that a fairly high gain can be obtained at the desired oscillation wavelength. In the present embodiment, the intensity of the wavelength of about 1.564 μm is much higher than that of other wavelengths, and the intensity of about −15 dB is shown. This is approximately 42 kHz higher than at other wavelengths. As a result, when using the quantum dot laser diode according to the present invention, a relatively high gain can be obtained at a desired wavelength, thereby improving device characteristics.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, it is merely an example, and those skilled in the art may understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. There will be.
이상, 전술에 따르면, 양자점 하부에 그레이팅 구조를 형성함으로써, 즉, 양자점 활성층에 영향을 미치는 변수로 그레이팅(구조)을 채택함으로써, 양자점 균일도에 영향을 받지 않고 원하는 발진 파장에서 좋은 이득을 갖는 양자점 레이저 다이오드를 제공할 수 있다. According to the foregoing, by forming a grating structure under the quantum dot, that is, by adopting a grating (structure) as a variable affecting the quantum dot active layer, the quantum dot laser having a good gain at the desired oscillation wavelength without being affected by the quantum dot uniformity A diode can be provided.
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