KR950010255A - 광-방출 디바이스 - Google Patents

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에드먼드 제임스 헌트 닐
밀로 포테 존
프레데릭 슈베르트 에르트만
존 자이드지크 조지
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Abstract

광 활성 매체의 흡수력은 파브리-페로 마이크로캐비티에 의해 급격히 변한다. 캐비티의 광 활성 매체는 광활성이 아닌 호스트 물질 및 매체에 광 활성을 제공하는 적어도 하나의 희토류 이온을 포함한다. 파브리-페로캐비티는 호스트 물질의 흡수 대역의 여기파장과 공진이 되도록 설계된다. 여기는 위치된 방사원에 의해 제공되어 방사선은 캐비의 상부 표면까지의 수직선으로부터 0°내지 90°보다 작은 범위내의 각도로 캐비티와 충돌한다. 한 실시예에 있어서, Er-주입 SiO2가 광 활성 매체로서 사용된다. Er3+이온의 4f원자내 전이로 인해 SiO2:Er은 980㎚의 흡수 대역 및 1.55㎛의 방출 대역을 갖는다. 파브리-페로 개비티는 SiO:Er의 980㎚ 흡수 대역에서 공진되도록 설계된다. 개비티 구조의 효율을 비개비티 구조에 비해 매우 놓은 반면에 활성 SiO2:Er의 스펙트럼 특성은 변하지 않는다. 구조는 광 증폭기 또는 레이저와 같은 광 펌프 반도체 디바이스를 위해 사용될 수 있으며, 전체적으로 보다 높은 효율로 동작될 수 있다.

Description

광-방출 디바이스
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 반도체 레이저에 의해 광 펌프된 희토류 도프파브리-페로 마이크로 캐비티의 포토루미네슨스를 측정하기 위한 셋-업을 개시하는 도면,
제2도는 기판위에 희토류 도프 활성층 및 분산 브랙 반사기와 함께 성장한 예시적인 공진 캐비티의 개략적인 구조를 개시하는 도면.

Claims (14)

  1. 상승순서로 기판, 하부 반사기, 활성층 및 상부 반사기를 초함하고, 상기 반사기는 상기 활성층을 에워싸는 파브리-페로 캐비티를 형성하고, 상기 활성층은 57에서 71까지의 번호를 갖는 란탄족 계열 원소로 부터 선택되는 희토류 원소로 도프되고, 상기 희토류 원소는 원하는 방출 파장에서 전계발광(electroluminescense)을 제공하기 위해 자신의 광전이를 기초로하여 선택되는 광-방출 디바이스에 있어서, 상기 방사서이 상기 상부 반사기와 충돌하는 상기 활성층의 물질과, 상기 활성층의 두께와, 여기 방사선의 파장 및 각(θ)이 선택되므로써 상기 캐비티의 기본 모드는 여기 파장과 공진하며, 호스트 물질을 포함하는 상기 활성층은 자연 발생적으로 루미네슨스할 수 없거나 자연 발생적인 루미네슨스가 상기 희토류 원소의 파장에서 방출되는 것으로 생각되지 않을 정도의 작은 세기이고, 상기 활성층의 두께는 λ/2의 정수배이고 λ는 상기 활성층 물질의 굴절율로 나누어지는 상기 여기 방사선의 파장이고, 상기 정수는 1 내지 5 범위중의 한 수이며, 방사원의 상기 여기 방사선의 파장은 실질적으로 상기 방출 파장 보다 짧은 광-방출 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회토류 원소는 에르븀을 포함하고, 상기 디바이스는 대략 1.5㎛의 방출 파장에서 자연 발생적으 포토루미네슨스할 수 있는 광-방출 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각(θ)은 상기 캐비티의 상부 표면까지의 수직선으로 부터 0°내지 90°보다 작은 범위의 각인 광-방출 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 SiO2를 포함하고, 각 쌍의 층들에 있어서, 한 쌍은 SiO2를 포함하며 상기 쌍에 있어서 다른 층은 Si를 포함하고, 상기 여기 방사선의 파장이 선택되므로써 상기 캐티가 상기 캐비티의 흡수 파장에서 공진하는 광-방출 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 SiO2, Al2O3, TiO2포스포실리게이트글라스, 보로실리게이트 글라스, 보로포스포실리게이트 글라스, 보로알루미늄 실리게이트 글라스, 게르마네이트 글라스 텔루라이트 글라스, 플루오라이드 글라스 및 Si3N4로 구성되는 그룹으로 부터 선택되는 물질을 포함하는 광-방출 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 Si, GaAs, GaP, InP, GaInAs 및 GaInPAs로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는 광-방출 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사기들은 상기 캐비티의 기본 모드를 제공하기 위해 분산 브랙 반사기들(DBRs)과, 금속과, 전도성 산화물 및 이들의 조합으로 부터 선택되는 광-방출 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 글라스류 물질 및 정사면체 결합 반도체 물질로 부터 선택되고; 상기 반사기들은 DBRs이고, 상기 하부 DBR의 총 쌍의 갯수는 2 내지 10의 범위이고, 상기 상부 DBR의 층 쌍의 갯수는 상기 하부 DBR의 총 쌍의 갯수 보다 적은 1.5 내지4.5의 범위이고; 상기 상부 DBR은 상기 상부 DBR의 상부에 캡핑 층을 포함하는 광-방출 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 DBR층의 물질은 Si, Ge, SiO2, Sl2O3, 및 TiO2로 구성되는 그룹으로 부터선택되므로서, 각 쌍의 상기 두 층은 상이한 굴절율을 갖는 광-방출 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 활성층은 SiO2를 포함하고, 상기 하부 DBR의 층은 상기 기판에 인접하는 SiO2로 시작하여 상기 활성층에 인접하는 Si로 종료되고; 상기 상부 DBR의 상기 층은 상기 활성층에 인접하는 Si를 시작하는 광-방출 디바이스.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하부 DBR의 층 쌍의 개수는 4개이고, 상기 상부 DBR의 층 쌍의 개수는 상기 캡핑층으로서 작용하는 상기 상부 DBR의 보다 높은 층에 의해 2.5개인 광-방출 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 캐비티의 측벽은 추가적인 반사기중 적어도 하나를 통해 상기 추가적인 반사기와 방사선의 방출간에 방사선의 발진을 가능하게 하는 상기 추가적인 반사기를 구비하는 광-방출 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 캐비티의 두반사기의 반사유(R1, 및 R2)은 동일한 광-방출 디바이스.
  14. 제12항에 있어서, 상기 두 추가적인 미러의 반사율(R4및 R4)은 상이한 광-방출 디바이스.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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