NL9000164A - Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan. - Google Patents

Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan. Download PDF

Info

Publication number
NL9000164A
NL9000164A NL9000164A NL9000164A NL9000164A NL 9000164 A NL9000164 A NL 9000164A NL 9000164 A NL9000164 A NL 9000164A NL 9000164 A NL9000164 A NL 9000164A NL 9000164 A NL9000164 A NL 9000164A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
active layer
layer
varying
periodic structure
laser
Prior art date
Application number
NL9000164A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Imec Inter Uni Micro Electr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imec Inter Uni Micro Electr filed Critical Imec Inter Uni Micro Electr
Priority to NL9000164A priority Critical patent/NL9000164A/nl
Priority to DE69113288T priority patent/DE69113288T2/de
Priority to EP91200135A priority patent/EP0439236B1/en
Priority to AT91200135T priority patent/ATE128579T1/de
Publication of NL9000164A publication Critical patent/NL9000164A/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/1206—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
    • H01S5/1225—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers with a varying coupling constant along the optical axis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijzeter vervaardiging daarvan.
Sinds het artikel "Coupled-wave theory of distributedfeed back lasers" van H. Kogelnik en C.v. Schank in the Jour¬nal of Applied Physics, Volume 43, nr. 5, May 1972, zijnde lasers met gedistribueerde terugkoppeling meer en meer inzwang geraakt. Deze DPB-lasers hebben een qua golflengte smalvermogensspectrum en zijn geschikt voor gebruik bij optischetelecommunicatie en dergelijke. Bij deze bekende DPB-lasersis een golfvomachtige overgang of zogeheten rooster tusseneen eerste en een tweede mantellaag opgenomen, waardoorgedistribueerde Bragg-reflecties tussen zich voorwaarts enachterwaarts voortplantende optische golven plaatsvinden.
Bij lange DFB-lasers, van belang voor het verkrijgenvan een smalle lijnbreedte, ontstaan problemen voor wat be¬treft de stabiliteit, van' de modusselectiviteit daarvan. Eenen ander is het gevolg van variatie van de vermogensdichtheidin de langsrichting van de DFB laser.
De onderhavige uitvinding verschaft een laseropbouwvolgens conclusie 1.
Vooral bij hoge vermogens is een en ander van belang.
Verdere voordelen en kenmerken in de details van de on¬derhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand vaneen beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan metreferentie naar de bijgevoegde tekening waarin tonen:
Pig. l: een schematisch aanzicht in doorsnede van eeneerste uitvoeringsvorm van een laseropbouw volgens de onder¬havige uitvinding;
Pig. 2: een schematisch detail van een tweede uit¬voeringsvorm van een laseropbouw volgens de onderhavige uit¬vinding; en
Fig. 3: een schematisch aanzicht in doorsnede van eenuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding.
Op een substraat 1 (fig. 1) bijvoorbeeld uit InP is eenactieve laag 2, bijvoorbeeld uit inGaAsP aangebracht, waaropeen eerste mantellaag 3, bijvoorbeeld eveneens uit InGaAsPmet andere brekingsindex is aangebracht, waarop een tweedemantellaag 4, bijvoorbeeld uit InP is aangebracht, waarop een electrode 5 is aangebracht. De brekingsindices van de lagen1, 2, 3 en 4 bedragen bijvoorbeeld respectievelijk 3,1, 3,5,3,2 en 3,1. Tussen de eerste en tweede mantellaag 3, resp. 4is een overgang 6 opgenomen, die is voorzien van een perio-i dieke structuur, waarvan de amplitude in voortplantings-richting van de golven in de actieve laag 2 (dat wil zeggenin de langsrichting van fig. 2) varieert. Door de variërendeamplitude wordt een, tenminste enigszins uniformere ver-mogensdichtheid in langsrichting van de actieve laag ge¬creëerd dan volgens de bekende stand van de techniek.
Bij voorkeur wordt de periodieke structuur zodanig ge¬vormd, dat de koppelingscoëfficiënt tussen beide golven devolgende formule benadert:
Figure NL9000164AD00031
waarbij L de lengte van de laser is en z de coördinaat inlangsrichting van de laser.
Bovengenoemde uitvoeringsvorm is bijvoorbeeld te ver¬vaardigen met behulp van holografische technieken, waarmee depatronen met onderling enigszins verschillende periodiekelengteafmetingen voor de getoonde overgang 6 zorgdragen. Vooreen karakteristieke golflengte van = 1,3-1,6 urn bedraagteen karakteristieke afmeting van de overgang 6, bijvoorbeeld/¾ = 0,2 urn.
Een bij voorkeur met electronenbundels te maken over¬gangsstructuur 6' (fig. 2) heeft bij benadering het karaktervan een blokvorm met variërende positieve en negatieve opper¬vlakken, gelijkende op een blokgolf met variërende 'dutycycle'.
Bij een in fig. 3 getoonde opbouw is onder een actievelaag 2' een directionele koppelingslaag 7 aangebracht, waar¬onder een tweede actieve laag 9 boven een substraatlaag 9 isopgenomen. Boven de actieve laag 2' is een eerste mantellaag3' alsmede een tweede mantellaag 4' opgenomen, waartussenzich een overgang met periodieke opbouw met in hoofdzaak con¬stante amplitude bevindt. Vanwege de koppelingslaag 7 wordtde koppelingscoëfficiënt tussen de zich in figuur 3 naarlinks bewegende golf en de naar rechts bewegende golf ge¬varieerd over de langsrichting van de actieve laag 2'. Ookbij deze uitvoeringsvorm wordt een gelijkmatiger vermogens- dichtheid over de lengte van de actieve laag 2' bereikt, danbekend is uit de stand van de techniek.

Claims (7)

1. Laseropbouw met variërende gedistribueerde terug¬koppeling, omvattende: - een substraat; - een actieve laag, aangebracht op het substraat; - een eerste mantellaag, aangebracht op de actieve laag; - een tweede mantellaag, aangebracht op de eerstemantellaag; en - variatiemiddelen voor het zodanig variëren van eenkoppelingscoëfficient tussen de zich voorwaarts en achter¬waarts in de actieve laag voortplantende golf, dat een rela¬tief gelijkmatige vermogensdichtheid in de actieve laag wordtverkregen.
2. Laseropbouw volgens conclusie 1, waarbij de varia¬tiemiddelen een periodieke structuur of rooster tussen deeerste mantellaag en de tweede mantellaag omvatten, van welkeperiodieke structuur de amplitude in langsrichting van de ac¬tieve laag varieert.
3. Laseropbouw volgens conclusie 2, waarbij de amplitu-devariatie harmonisch is.
4. Laseropbouw volgens conclusie 1, waarbij de varia¬tiemiddelen een periodieke structuur tussen de eerste entweede mantellaag omvatten, welke periodieke structuur hetkarakter van een blokgolf met variërende 'duty cycle'heeft.
5. Laseropbouw volgens conclusie l, waarbij de varia¬tiemiddelen een tweede actieve laag omvatten, die via een di¬rectionele koppelingslaag met de eerste actieve laag is ge¬koppeld .
6. Werkwijze voor het vervaardigen van de laseropbouwvolgens conclusie 2 of 3, waarbij de periodieke structuurwordt gevormd door twee holografische interferentiepatronenmet onderling verschillende herhalingsafstanden.
7. Werkwijze voor het vervaardigen van een laseropbouwvolgens conclusie 4, waarbij de periodieke structuur wordtaangebracht door middel van een electronenbundel.
NL9000164A 1990-01-23 1990-01-23 Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan. NL9000164A (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000164A NL9000164A (nl) 1990-01-23 1990-01-23 Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
DE69113288T DE69113288T2 (de) 1990-01-23 1991-01-23 Laserstruktur mit verteilter Rückkopplung und Herstellungsverfahren.
EP91200135A EP0439236B1 (en) 1990-01-23 1991-01-23 Laser structure with distributed feedback and method of manufacturing same
AT91200135T ATE128579T1 (de) 1990-01-23 1991-01-23 Laserstruktur mit verteilter rückkopplung und herstellungsverfahren.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000164 1990-01-23
NL9000164A NL9000164A (nl) 1990-01-23 1990-01-23 Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000164A true NL9000164A (nl) 1991-08-16

Family

ID=19856467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9000164A NL9000164A (nl) 1990-01-23 1990-01-23 Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0439236B1 (nl)
AT (1) ATE128579T1 (nl)
DE (1) DE69113288T2 (nl)
NL (1) NL9000164A (nl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4322164A1 (de) * 1993-07-03 1995-01-12 Ant Nachrichtentech Optoelektronisches Bauelement mit Rückkopplungsgitter, mit axial quasi-kontinuierlich und nahezu beliebig variierbarem Gitterkopplungs-Koeffizienten, mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, sowie mit axial nahezu beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung
DE4322163A1 (de) * 1993-07-03 1995-01-12 Ant Nachrichtentech Auf DFB- oder DBR-Gitter basierendes optoelektronisches Bauelement mit quasi-kontinuierlich axial verteilbarer Brechungsindex-Variation, mit axial beliebig verteilbarer und variierbarer Phasenverschiebung, sowie mit axial quasi-kontinuierlich variierbarem Gitter-Kopplungskoeffizienten
DE4334525A1 (de) * 1993-10-09 1995-04-13 Deutsche Bundespost Telekom Optoelektronisches Bauelement mit verteilter Rückkopplung und variierbarem Kopplungskoeffizienten
JPH08255954A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザの構造及びその製造方法
JP6483521B2 (ja) * 2015-05-21 2019-03-13 日本電信電話株式会社 半導体レーザ
JP6588858B2 (ja) * 2016-05-13 2019-10-09 日本電信電話株式会社 半導体レーザ
JP6588859B2 (ja) * 2016-05-13 2019-10-09 日本電信電話株式会社 半導体レーザ
JP2018006440A (ja) * 2016-06-29 2018-01-11 日本電信電話株式会社 半導体レーザ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775980A (en) * 1983-12-14 1988-10-04 Hitachi, Ltd. Distributed-feedback semiconductor laser device
JPH0666509B2 (ja) * 1983-12-14 1994-08-24 株式会社日立製作所 分布帰還型半導体レ−ザ装置
JP2768940B2 (ja) * 1987-07-08 1998-06-25 三菱電機株式会社 単一波長発振半導体レーザ装置
GB2209408B (en) * 1987-09-04 1991-08-21 Plessey Co Plc Optical waveguide device having surface relief diffraction grating

Also Published As

Publication number Publication date
DE69113288D1 (de) 1995-11-02
DE69113288T2 (de) 1996-03-14
EP0439236A1 (en) 1991-07-31
ATE128579T1 (de) 1995-10-15
EP0439236B1 (en) 1995-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krasavin et al. Three-dimensional numerical modeling of photonic integration with dielectric-loaded SPP waveguides
EP0450668A3 (en) Semiconductor laser array having power and high beam quality
EP0753768A3 (en) Wavelength changing device and laser beam generating apparatus
EP0977329A3 (en) Long wavelength semiconductor lasers incorporating waveguides based on surface plasmons
US20090110021A1 (en) Plasmon stabilized unimodal laser diodes
NL9000164A (nl) Laseropbouw met gedistribueerde terugkoppeling en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
EP0494274B1 (en) Monolithic semiconductor laser sources
US4780876A (en) Method and apparatus for generating coherent radiation
Hussain et al. Dispersion characteristics of asymmetric channel plasmon polariton waveguides
US5208881A (en) Method and apparatus for optical beam combination and cleanup using stimulated scattering
EP0378061A3 (en) Apparatus and method for producing blue-green light radiation
CN1851990A (zh) 带有电吸收光栅结构的q－调制半导体激光器
JPH06244503A (ja) 分布帰還型半導体レーザ構造
WO1995024618A3 (en) Device for raising the frequency of electromagnetic radiation
US6259718B1 (en) Distributed feedback laser device high in coupling efficiency with optical fiber
JPS60187078A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH08507162A (ja) 周期性または準周期性光学特性をもつ光学構成要素の製造方法
US5282220A (en) Talbot filtered surface emitting distributed feedback semiconductor laser array
Krause et al. Efficient Raman lasing in tapered silicon waveguides
US4497535A (en) Optical pulse generator
JP2819557B2 (ja) 半導体発光装置
US20060146409A1 (en) Multi-section laser with photonic crystal mirrors
JP2001177182A (ja) 外部共振器型半導体レーザおよび光導波路装置
Kweon et al. A computational method of determining reflectance at abrupt waveguide interfaces
Khalil et al. Optical modeling of waveguide photonic nanostructures using the radiation spectrum method (RSM) with evanescent modes

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed