RO102871B1 - High power laser diode - Google Patents

High power laser diode Download PDF

Info

Publication number
RO102871B1
RO102871B1 RO14489490A RO14489490A RO102871B1 RO 102871 B1 RO102871 B1 RO 102871B1 RO 14489490 A RO14489490 A RO 14489490A RO 14489490 A RO14489490 A RO 14489490A RO 102871 B1 RO102871 B1 RO 102871B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
region
main
active region
active
laser diode
Prior art date
Application number
RO14489490A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Iulian Basara Petrescu-Prahova
Sorina Ro Lazanu
Original Assignee
Inst De Fizica Si Tehnologia M
Inst De Fizica Atomica Bucures
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 Inst De Fizica Si Tehnologia M, Inst De Fizica Atomica Bucures filed Critical Inst De Fizica Si Tehnologia M
Priority to RO14489490A priority Critical patent/RO102871B1/en
Priority to PCT/RO1991/000002 priority patent/WO1991016747A1/en
Priority to EP91908495A priority patent/EP0478755A1/en
Priority to IL97898A priority patent/IL97898A0/en
Publication of RO102871B1 publication Critical patent/RO102871B1/en

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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • 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
    • H01S5/1039—Details on the cavity length
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2018—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers
    • H01S5/2031—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers characterized by special waveguide layers, e.g. asymmetric waveguide layers or defined bandgap discontinuities
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
    • H01S5/3213—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities asymmetric clading layers

Landscapes

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

Abstract

High power laser diode consisting of a limiting, a main, an intermediate, an active, and an excitation region, which has a confining factor comprised between 1.5*10<-4> and 1.5*10<-3> and a resonator length comprised between 1.5 and 3 cm, wherein, due to a small refractive index difference between the main and limitation regions, only the fundamental transverse mode, which has the maximum of the flux density situated in the main region, can propagate.

Description

Invenția se referă la o diodă laser de mare putere care poate fi folosită pentru emisia de radiație laser la densități mari ale fluxului de radiație și în modul transversal fundamental.The invention relates to a high power laser diode that can be used for laser radiation emission at high densities of the radiation flux and in the fundamental transverse mode.

Se știe că funcționarea la densități mari ale fluxului de radiație a diodelor laser este limitată de degradarea catastrofică, fenomen prin care materialul semiconductor al regiunii active de la interfața material semiconductor-mediu exterior, interfață care este și oglindă pentru rezonatorul Fabry-Perot este supus unei încălziri excesive produsă de absorbția radiației laser lîngă interfață. Datorită încălzirii excesive, oglinda rezonatorului poate fi distrusă prin topire locală. Distrugerea pornește de la absorbția bandă-bandă a fluxului radiației laser în apropierea suprafeței, absorbție care predomină asupra cîșigului datorită scăderii concentrației de purtători liberi către suprafață, scădere produsă de fenomenele rapide de recombinare neradiativă de la suprafață. Absorbția fluxului radiației laser, urmată de disiparea energiei absorbite în procese neradiative provoacă încălzirea locală inițială, care provoacă la rîndul ei micșorarea benzii interzise și creșterea în continuare a ratei fenomenelor de abl sorbție, de încălzire ș.a.m.d. La depășirea unei valori critice a acestei încălziri locale inițiale, procesele de absorbție și de încălzire șe succed atît de repede îneît conduc la fenomenul degradării catastrofice, a cărui intensitate depinde de mărirea ratei de recombinare de suprafață și de mărimea densității fluxului de radiație laser care atinge suprafața și se absoarbe.It is known that the operation at high densities of the radiation flux of the laser diodes is limited by the catastrophic degradation, a phenomenon by which the semiconductor material of the active region from the interface of the external semiconductor material, interface which is also a mirror for the Fabry-Perot resonator is subjected to a Excessive heating caused by the absorption of laser radiation near the interface. Due to excessive heating, the resonator mirror can be destroyed by local melting. The destruction starts from the band-band absorption of the flux of the laser radiation near the surface, absorption that predominates over the gain due to the decrease of the concentration of free carriers to the surface, decrease produced by the rapid phenomena of non-radiative recombination from the surface. The absorption of the laser radiation flux, followed by the dissipation of the absorbed energy in non-radiative processes, causes the initial local heating, which in turn causes the forbidden band to decrease and the rate of ablation, heating and so on to increase further. When exceeding a critical value of this initial local heating, the processes of absorption and heating happen so quickly that they lead to the phenomenon of catastrophic degradation, the intensity of which depends on the increase of the surface recombination rate and the size of the density of the laser radiation flux reaching. surface and it absorbs.

Majoritatea diodelor laser cunoscute sînt fabricate din succesiuni de straturi epitaxiale, paralele, care conțin și stratul activ, iar oglinzile rezonatorului FabryPerot se obțin prin clivarea cristalului semiconductor perpendicular pe aceste straturi epitaxiale, păstrînd în mod inerent dezavantajul degradării catastrofice la densități ale fluxului de radiație relativ mici, datorită valorii mari a ratei de recombinare de suprafață la interfața regi2 une activă-mediu exterior.Most of the known laser diodes are made from sequences of parallel, epitaxial layers, which also contain the active layer, and the FabryPerot resonator mirrors are obtained by cleaving the semiconductor crystal perpendicular to these epitaxial layers, inherently maintaining the disadvantage of the catastrophic flux degradation at relative density. small, due to the high value of the surface recombination rate at the interface of the king2 an active-external environment.

Sînt cunoscute, de asemenea, diodele laser cu oglinzi transparente la care se poate mări densitatea fluxului de radiație micșorînd rata de recombinare de suprafață și mecanismele de absorbție la oglinzi. Un tip de astfel de diode laser prezintă o regiune actiyă care se termină în vecinătatea oglinzii cu un material semiconductor transparent, cu banda interzisă de energie mai largă decît banda interzisă de energie a regiunii active astfel îneît mecanismele de absorbție la interfața material .semiconductor-mediu exterior sînt eliminate complet, iar la interfața regiune activă-mediu transparent, rata de recombinare pe interfață este redusă, scăderea concentrației de purtători este redusă, astfel că este redusă și absorbția fluxului incident pe interfață.Also known are the laser diodes with transparent mirrors to which the density of the radiation flux can be increased by decreasing the surface recombination rate and the absorption mechanisms in the mirrors. Such a type of laser diode has an actiy region that ends in the vicinity of the mirror with a transparent semiconductor material, with the energy band forbidden wider than the forbidden band of energy of the active region, thus enhancing the absorption mechanisms at the material-semiconductor-medium interface. external are completely eliminated, and at the interface of the active region-transparent environment, the rate of recombination on the interface is reduced, the decrease of the carrier concentration is reduced, so the absorption of the incident flow on the interface is reduced.

Diodele laser cu oglinzi transparente au însă dezavantajul că pentru realizarea regiunii transparente sînt necesare procese de microlitografie, corodare, creștere epitaxială, iar oglinzile trebuie să fie formate prin clivare în regiunea transparentă, relativ îngustă, de 20 - 50 pm.However, the laser diodes with transparent mirrors have the disadvantage that microlithography, corrosion, epitaxial growth are required to achieve the transparent region, and the mirrors must be formed by cleavage in the relatively narrow transparent region from 20 to 50 pm.

Sînt de asemenea cunoscute diode laser (Brevet GB nr. 2031644 A) formate din structuri cu 4 sau 5 straturi în care unul dintre straturi servește în principal ca ghid de undă și este alăturat stratului activ sau este separat de acesta printr-un strat de limitare a purtătorilor, astfel că fluxul de radiație este distribuit, atît în stratul activ, cît și în ghidul de undă. Aceste diode prezintă dezavantajul unei lărgimi a ghidului de undă de numai pînă la 2 pm, precum și al funcționării în moduri transversale de ordin superior în cazul ghidurilor de undă celor mai largi propuse.Also known are laser diodes (GB Patent No. 2031644 A) consisting of 4- or 5-layer structures in which one of the layers mainly serves as a waveguide and is attached to the active layer or is separated from it by a limiting layer. of the carriers, so that the radiation flux is distributed, both in the active layer and in the waveguide. These diodes have the disadvantage of a waveguide width of only up to 2 pm, as well as of operating in higher order transverse modes in the case of the widest proposed waveguides.

Scopul invenției este realizarea unor diode laser la care densitatea fluxului de radiație laser precum și fluxul total ce poate fi emis de diodele laser să fie cît mai mari.The object of the invention is to achieve laser diodes at which the density of the laser radiation flux as well as the total flux that can be emitted by the laser diodes is as high as possible.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unor diode laser formate din straturi epitaxiale, paralele între cele două oglinzi, cu regiunea principală a ghidului de undă separată de regiunea activă, diode care au o densitate foarte mică a fluxului •3 de radiație în regiunea activă.The problem solved by the invention is the realization of laser diodes formed by epitaxial layers, parallel between the two mirrors, with the main waveguide region separated by the active region, diodes having a very low flux density • 3 radiation in the active region. .

Dioda laser de mare putere, conform invenției, rezolvă problema de mai sus prin aceea că, folosind o structură alcătuită dintr-un substrat, o regiune de limitare, o regiune principală, o regiune de trecere, o regiune activă, o regiune de excitare și o regiune de contact, în care regiunea activă are indicele de refracție cel mai mare din structură, în care regiunea principală are indicele de refracție imediat mai mic, în care produsul dintre grosimea regiunii active și rădăcina pătrată a diferenței pătratelor indicilor de refracție ai regiunilor activă, respectiv principală, este mai mic decît un sfert din lungimea de undă în vid a radiației laser și în care regiunea de excitare și regiunea de trecere au tipuri de conduetibilitate opuse unul celuilalt, pentru funcționarea la densități mari ale fluxului de radiație și pentru propagarea numai a modului transversal fundamental, cu maximul fluxului de radiație plasat în regiunea principală a ghidului de undă și cu indicele de refracție efectiv cuprins în intervalul dintre indicele de refracție al regiunii de limitare și al regiunii principale, produsul dintre grosimea regiunii principale și rădăcina pătrată a diferenței pătratelor indicilor de refracție ai regiunilor principală, respectiv de limitare, este mai mic decît jumătate din lungimea de undă în vid a radiației laser, diferența indicilor de refracție ai regiunilor principală și de limitare se realizează prin concentrația diferită de purtători liberi a celor două regiuni, această diferență de concentrație fiind cuprinsă între 7.10+l7 cm3 și 0,9.10+17 cm'3, corespunzînd la grosimi ale regiunii principale între 2 și 5 pm, factorul de confînare este cuprins în intervalul 1,5.1(74 - 1,5.103 iar lungimea rezonatorului este cuprinsă în intervalul 1,5-3 cm.The high power laser diode according to the invention solves the above problem by using a structure consisting of a substrate, a limiting region, a main region, a passing region, an active region, an excitation region and a contact region, in which the active region has the highest refractive index in the structure, in which the main region has the immediately lower refractive index, in which the product between the thickness of the active region and the square root of the difference of the squares of the refractive indices of the active regions , respectively main, is smaller than a quarter of the wavelength in vacuum of the laser radiation and in which the excitation region and the passing region have different conductivity types opposite, for the operation at high densities of the radiation flux and for propagation only of the fundamental transverse mode, with the maximum radiation flux placed in the main region of the guide and with the refractive index actually within the range between the refractive index of the limiting region and the main region, the product between the thickness of the main region and the square root of the difference of the squares of the refractive indices of the main and limiting regions, is smaller than half of the wavelength in vacuum of laser radiation, the difference of the refractive indices of the main and limiting regions is realized by the different concentration of free carriers of the two regions, this difference of concentration being between 7.10 + l7 cm 3 and 0, 9.10 +17 cm ' 3 , corresponding to thicknesses of the main region between 2 and 5 pm, the confining factor is in the range 1.5.1 (7 4 - 1.5.10 3 and the resonator length is in the range 1.5-3 cm .

în cele ce urmează sînt descrise exemple de realizare a diodei laser, conform invenției, cu referire la fig 1...3, care reprezintă:The following are examples of embodiments of the laser diode according to the invention, with reference to FIGS. 1 ... 3, which represents:

•--fig. 1, vedere în perspectivă a diodei 4 laser, conform invenției;• --fig. 1 is a perspective view of the laser diode 4 according to the invention;

- fig. 2, dependența fluxului de radiație de coordonata pe direcția perpendiculară pe structura ghidului de undă;FIG. 2, the dependence of the radiation flux on the coordinate in the direction perpendicular to the waveguide structure;

- fig. 3, dependența indicelui de refracție al materialelor semiconductoare de coordonata pe direcția perpendiculară pe structura ghidului de undă.FIG. 3, the dependence of the refractive index of the semiconductor materials on the coordinate direction perpendicular to the waveguide structure.

Dioda laser, conform invenției și în legătură cu fig. 1, este constituită din următoarele straturi: un substrat 1, o regiune de limitare 2, o regiune principală 3, o regiune de trecere 4, o regiune activă 5, o regiune de excitare 6 și o regiune de contact 7. Regiunile 1...7 sînt materiale semiconductoare. Regiunea exterioară 1 are depus pe ea un contact metalic 8, iar cea exterioară 7 un contact metalic 9. Contactele metalice 8 și 9 permit trecerea unui curent de excitare prin dioda laser la aplicarea unei tensiuni exterioare Vext de polaritate corespunzătoare. Ghidul de undă format din regiunile 2...6 se termină la un capăt cu o interfață material-mediu exterior 10 și la celălalt capăt cu o interfață material semiconductor-mediu exterior 11. Cele două interfețe sînt plan-paralele și perpendiculare pe structura ghidului de undă și formează oglinzile rezonatorului Fabry-Perot.The laser diode according to the invention and in connection with FIG. 1 consists of the following layers: a substrate 1, a limiting region 2, a main region 3, a passing region 4, an active region 5, an excitation region 6 and a contact region 7. The regions 1. .7 are semiconductor materials. The outer region 1 has a metallic contact 8 deposited on it, and the outer region 7 a metallic contact 9. The metallic contacts 8 and 9 allow an excitation current to be passed through the laser diode when an external voltage V ext of corresponding polarity is applied. The waveguide formed by regions 2 ... 6 ends at one end with an external material-medium interface 10 and at the other end with a semiconductor-external material interface 11. The two interfaces are plane-parallel and perpendicular to the structure of the guide. waveforms and forms the Fabry-Perot resonator mirrors.

Așezarea în spațiu a diodei laser din fig. 1 se face cu referire la un sistem de coordonate ortogonal Oxyz. Pentru simplicitate se consideră o diodă laser cu o;lărgime w foarte mare în direcția y, iar radiația laser este presupusă uniformă de-a lungul acestei direcții. Ea se propagă de-a lungul ghidului de undă în direcția z. Oglinzile 10 și 11 sînt paralele cu planul xy.The placement of the laser diode in fig. 1 is made with reference to an Oxyz orthogonal coordinate system. For simplicity it is considered a laser diode with a very large width w in the y direction, and the laser radiation is assumed to be uniform along this direction. It propagates along the waveguide in the z direction. Mirrors 10 and 11 are parallel to the xy plane.

Se conideră o secțiune paralelă cu planul xy. în această secțiune, în direcția x, perpendiculară pe structura ghidului de undă, densitatea fluxului de radiație are o dependență de coordonata x determinată de o funcție Ϊ = î(x). în fig. 2 este arătată o curbă 12 care reprezintă funcția î(x) într-un sistem de coordonate I, x. Forma curbei este aceeași în oricare secțiune transversală xy. Se precizează că prin aria w.dx a unei secțiuni transversale trece un flux df egal cu:Consider a section parallel to the xy plane. In this section, in the x-direction, perpendicular to the waveguide structure, the radiation flux density has a dependence on the x-coordinate determined by a function Ϊ = î (x). in FIG. 2 shows a curve 12 which represents the function i (x) in a coordinate system I, x. The shape of the curve is the same in any cross section xy. It is specified that through the w.dx area of a cross section a flow df equal to:

df = I(x).w.dx (1)df = I (x) .w.dx (1)

Regiunea de limitare 2 se întinde de la o coordonată Xj pînă la o coordonată x2, regiunea principală 3 se întinde de la coordonata x2 pînă la o coordonată x3, regiunea de trecere 4 de la coordonata x3 pînă la o coordonată regiunea activă 5 de la coordonata x4 pînă la o coordonată x5, regiunea de excitare 6 de la coordonata Xj pînă la o coordonată x6, regiunea de contact 7 de la coordonata x^ pînă la o coordonată x7. Grosimea regiunii active are o valoare, da=x5-x4, iar grosimea regiunii principale are o valoare dp=x3-x2. Funcția I(x) are o valoare maximă, In)ax, a densității fluxului de radiație și o valoare maximă, Ima, a densității fluxului de radiație în interiorul regiunii active.The limiting region 2 extends from a coordinate Xj to a coordinate x 2 , the main region 3 extends from the coordinate x 2 to a coordinate x 3 , the crossing region 4 from the coordinate x 3 to a coordinate active region 5 from the x 4 coordinate to a x 5 coordinate, the excitation region 6 from the xj coordinate to a x 6 coordinate, the contact region 7 from the x ^ coordinate to a x 7 coordinate. The thickness of the active region has a value, d a = x 5 -x 4 , and the thickness of the main region has a value d p = x 3 -x 2 . The function I (x) has a maximum value, I n) axis , of the radiation flux density and a maximum value, I m , of the radiation flux density within the active region.

Suma densității de flux pe tot intervalul (xn x6) al structurii diodei laser determină o valoare F a fluxului total, iar suma densității de flux pe intervalul (x4, x5) determină o valoare fa a fluxului ce trece prin regiunea activă. Fluxul emis ce trece prin regiunea activă fa este proporțional cu aria dublu hașurată, iar fluxul total F al radiației ce trece prin secțiunea considerată este proporțional cu aria hașurată din fig. 2, inclusiv cea dublu hașurată.The sum of flux density over the entire range (x n x 6 ) of the laser diode structure determines a value F of the total flux, and the sum of flux density over the range (x 4 , x 5 ) determines a value f of the flux passing through the region. activate. The emitted flux passing through the active region f a is proportional to the double hatched area, and the total flux F of the radiation passing through the considered section is proportional to the hatched area of fig. 2, including the double hatched one.

Se numește factor de confinare Γ raportul subunitar:It is called the confinement factor Γ subunit ratio:

j-fa/F (2)j-fa / F (2)

Funcția I=I(x) reprezentată de curba 12 este caracteristică pentru modul transversal fundamental care se propagă în ghid. Pentru acest mod funcția are maximul principal în interiorul regiunii principale și ea scade asimptotic la zero în interiorul regiunilor de limitare 2 și de excitare 6. Atît pentru aplicațiile în care radiația diodei laser se transmite prin .fibre optice cît și pentru cele în care ea se transmite prin atmosferă cu ajutorul sistemelor de colimare este importantă- funcționarea diodelor laser în modul transversal fundamental.The function I = I (x) represented by curve 12 is characteristic for the fundamental transverse mode that propagates in the guide. For this mode the function has the main maximum inside the main region and it decreases asymptotically to zero within the limiting regions 2 and excitation 6. Both for the applications in which the laser diode radiation is transmitted through optical fibers and for those in which it is transmits through the atmosphere with the help of collimation systems it is important - the operation of the laser diodes in the fundamental transverse mode.

în fig. 3 este arătată o curbă 13 a dependenței de coordonata x a indicelui de refracție al materialelor semiconductoare din care este alcătuită structura epitaxială într-un sistem de coordonate (n, x). Pentru simplicitate indicii de refracție sînt presupuși constanți în interiorul fiecărei regiuni, în continuare se schițează un algoritm de alegere a valorilor nr..n6.in FIG. 3 shows a curve 13 of the x-coordinate dependence of the refractive index of the semiconductor materials from which the epitaxial structure is formed in a coordinate system (n, x). For simplicity the refractive indices are assumed to be constant within each region, then an algorithm for choosing the values n r ..n 6 is outlined.

Regiunea activă 5 are o valoare ns a indicelui de refracție care este valoarea maximă. Regiunea principală 3 are o valoare n3 care este imediat inferioară valorii n5. Viteza de propagare v a undei de-a lungul direcției z, în ghidul de undă este determinată de un indice de refracție efectiv ncf, astfel că v=c/nef, unde c este viteza de propagare în vid. Grosimea regiunii active 5, da, și diferența indicilor de refracție (n5-n3) se află într-o astfel de relație încît să nu fie posibilă propagarea nici unui mod cu un indice de refracție efectiv ncf cuprins între n3 și n5. în raport cu lungimea de undă a radiației laser în vid λ0, relația de condiționare pentru tăierea modurilor cu n5 > ncf > n3 este:The active region 5 has a value n s of the refractive index which is the maximum value. The main region 3 has a value n 3 which is immediately lower than the value n 5 . The propagation speed will wave along the z direction, in the waveguide it is determined by an actual refractive index n cf , so that v = c / n ef , where c is the propagation speed in vacuum. The thickness of the active region 5, d a , and the difference of the refractive indices (n 5 -n 3 ) are in such a relation that it is not possible to propagate any way with an actual refractive index n cf between n 3 and n 5 . In relation to the wavelength of the laser radiation in vacuum λ 0 , the conditional relation for cutting modes with n 5 > n cf > n 3 is:

da ȘiT-A< K/4 P) sau aproximativ:d a ȘiT-A < K / 4 P) or approximately:

^.^2.n5.(«5-n3) <λ0/4 (4)^. ^ 2.n 5. ( "5 -n 3) <λ 0/4 (4)

Regiunea de trecere 4 are o valoare a indicelui de refracție n4, iar regiunea de excitare 6 o valoare a indicelui de refracție n6, valori care sînt determinate în primul rînd de valorile benzilor interzise de energie ale materialelor semiconductoare din care sînt alcătuite respectivele regiuni, iar valorile benzilor interzise de energie trebuie să fie suficient de mari față de valoarea benzii interzise de energie a regiunii active pentru a se forma bariere de potențial eficace în calea purtătorilor de neechilibru, electroni și goluri, dinspre regiunea activă 5 spre regiunile adiacente, și a asigura mărginirea purtătorilor.The passage region 4 has a value of the refractive index n 4 , and the excitation region 6 a value of the refractive index n 6 , values which are determined first and foremost by the values of the forbidden energy bands of the semiconductor materials from which the respective regions are made. , and the values of the forbidden bands of energy must be sufficiently high against the value of the forbidden band of energy of the active region to form potentially effective barriers for non-equilibrium carriers, electrons and gaps, from the active region 5 to the adjacent regions, and to ensure the carriers are marginalized.

Regiunile adiacente regiunii active 5, anume regiunea de trecere 4 și cea de excitare 6 au tipul de conductibilitate, n sau p, opus unul celuilalt pentru ca între ele să existe o joncțiune p-n pentru excitarea regiunii active 5. Regiunea activă 5 are tipul de conductibilitate, fie n, fie p, fie poate include joncțiunea p-n în interiorul ei.The regions adjacent to the active region 5, namely the passing region 4 and the excitation 6, have the conductivity type, n or p, opposite to each other so that there is a junction between them to excite the active region 5. The active region 5 has the conductivity type , either n or p, or may include the junction pn inside it.

în cazul în care materialul· semiconductor al regiunii principale 3 are banda interzisă de energie apropiată de banda interzisă a regiunii active 5, pentru ca regiunea de trecere 4 să nu fie străbătută de purtători de neechilibru prin tunelare, ea trebuie să fie suficient de largă. Lărgimea unei bariere de potențial eficace depinde de masa efectivă a purtătorilor și de înălțimea barierei, care depinde la rîndul ei de diferența benzilor interzise de energie ale regiunii de trecere 4 și regiunii active 5.If the semiconductor material of the main region 3 has the forbidden energy band close to the forbidden band of the active region 5, so that the passing region 4 is not crossed by tunneling unbalanced carriers, it must be wide enough. The width of a potential effective barrier depends on the effective mass of the carriers and the height of the barrier, which in turn depends on the difference of the forbidden energy bands of the crossing region 4 and the active region 5.

De exemplu, pentru a asigura un coeficient de transmisie prin tunelare mai mic de Kl·7 prin bariera formată de regiunea f de trecere 4, în cazul unor purtători cu masa efectivă de 0,07me și unei înălțimi de bariera de 140 meV, grosimea regiunii de trecere trebuie să fie mai largă deFor example, to ensure a tonnage transmission coefficient lower than Kl · 7 through the barrier formed by the crossing region f 4, in the case of carriers with an effective mass of 0.07 m e and a barrier height of 140 meV, the thickness the crossing region must be wider than

0,03 pm.0.03 pm.

Cu cît grosimea regiunii de trecere 4, (x4-x3) este mai mare, cu atît atenuarea radiației dinspre maximul principal, situat în regiunea principală, spre regiunea activă, este mai mare și cu atît raportul dintre valoarea maximă absolută a densității fluxului de radiație Imax și valoarea maximă a densității fluxului de radiație din regiunea activă, Im.a., pIJI^ este mai mare. De asemenea, odată cu valoarea mare pentru r, se poate obține un raport foarte mare, supraunitar, între valoarea fluxului total de radiație F și fluxul fa ce străbate regiunea activă, F/fa=l/F. Astfel regiunea de trecere 4 joacă un rol esențial în obținerea de valori mici pentru Γ, alături de existența unui raport mare între grosimea regiunii principale și grosimea regiunii active.The greater the thickness of the passing region 4, (x 4 -x 3 ), the higher the attenuation of the radiation from the main maximum, located in the main region, to the active region, the greater and the ratio between the absolute maximum value of the flux density. of radiation I max and the maximum value of the radiation flux density in the active region, I m . a ., pIJI ^ is larger. Also, with the high value for r, a very large, superunitarian ratio can be obtained between the value of the total radiation flux F and the flux f of the active region, F / f a = l / F. Thus, the transition region 4 plays an essential role in obtaining small values for Γ, together with the existence of a large ratio between the thickness of the main region and the thickness of the active region.

Legătura aproximativă între fluxul total F și densitatea maximă a fluxului de radiație din regiunea activă Ιω a este:The approximate link between the total flux F and the maximum radiation flux density in the active region Ι ω a is:

F=kJma.da.w/r (5) unde k este un coeficient numeric cuprins între 0,5 și 1. Valoarea k-0,5 poate fi folosită la aproximarea ariei dublp hașu8 rate din fig. 2, cu aria unui triunghi, în condițiile în care radiația nu pătrunde în regiunea de excitare, iar valoarea k=l corespunde cazului în care radiația se extinde în regiunea de excitare datorită unei diferențe relativ mici între valorile n5 și n6.F = kJ ma .d a .w / r (5) where k is a numerical coefficient between 0.5 and 1. The value k-0.5 can be used to approximate the area of double axes by 8 rates in fig. 2, with the area of a triangle, provided that the radiation does not enter the excitation region, and the value k = l corresponds to the case where the radiation extends into the excitation region due to a relatively small difference between the values n 5 and n 6 .

Valoarea Im a este limitată de fenomenele de degradare catastrofică. Informații asupra valorii maxime admise pentru Im a pot fi obținute de la diodele laser în care fluxul de radiație este cuprins aproape în întregime în interiorul regiunii active (Γκ7). Sînt cunoscute, în cazul materialelor din sistemul AlGaAs și în cazul funcționării în undă continuă, valori pentru Ima de ordinul IO6 W/cm2. în condițiile limitării lui pentru a obține valori cît mai mari pentru F sînt necesare valori cît mai mici pentru Γ. în această invenție se propun valori pentru Γ cuprinse între 1,5.104 și 1,5.103.I I value is limited by catastrophic degradation phenomena. Information on the maximum permissible value of I i can be obtained from laser diodes in which the radiation beam is contained almost entirely within the active region (Γ κ 7). In the case of materials from the AlGaAs system and in continuous wave operation, values for I m of the order IO 6 W / cm 2 are known . in the conditions of its limitation to obtain values as high as F, values as small as Γ are required. In this invention values for Γ between 1.5.10 4 and 1.5.10 3 are proposed.

Regiunea de limitare are o valoare a indicelui de refracție n2 care' trebuie să fie suficient de aproape de valoarea n3 pentru a nu permite propagarea altor moduri transversale în afară de modul fundamental.The limiting region has a refractive index value n 2 which must be sufficiently close to the n 3 value to prevent the propagation of other transverse modes other than the fundamental mode.

Condiția pentru tăierea modurilor transversale de ordin superior se exprimă cu ajutorul indicilor de refracție n2, n3, și n5 și a grosimilor regiunii active 5, da, și regiunii principale 3, dp, și este dată de relația:The condition for the cutting of the higher order transverse modes is expressed by the refractive indices n 2 , n 3 , and n 5 and the thicknesses of the active region 5, d a , and the main region 3, d p , and is given by the relation:

.da + jnț-nț .d<3.X0/4 (6) a + JNT-N-t .d .d <3.X 0/4 (6)

Ținînd cont de relația anterioară (3), 35 pentru grosimea regiunii principale a ghidului de undă dp se impune condiția:Taking into account the previous relation (3), 35 for the thickness of the main region of the waveguide d p the condition is required:

d^nl-nz2<k0/2 (7)d ^ nl-n z 2 <k 0/2 (7)

Grosimea regiunii principale 3 a ghidului 40 de undă, dp, se alege, funcție de lărgimea dorită a fasciculului radiației laser și de fluxul total dorit, în intervalul (2, 5) pm. La aceste grosimi, de 2 și 5 pm, diferențele indicilor de refracție n3 și n2 trebuie să fie de 7.10'3, respectiv de 1,1.10-3 la o lungime de undă de 0,9 pm și de 5,6.10-3, respectiv 0,9.10-3, la o lungime de undă de 0,8 pm. Diferențe atît de mici se pot obține reproductibil prin variația concentrației de purtă50 tori liberi între cele două straturi mai de grabă decît prin variația compoziției. Variația de concentrație trebuie să fie deThe thickness of the main region 3 of the waveguide 40, d p , is chosen, depending on the desired width of the laser radiation beam and the desired total flux, in the range (2, 5) pm. At these thicknesses, from 2 and 5 pm, the differences of refractive indices n 3 and n 2 must be 7.10 ' 3 , respectively 1.1.10 -3 at a wavelength of 0.9 pm and 5.6.10 - 3 , respectively 0.9.10 -3 , at a wavelength of 0.8 µm. Such small differences can be obtained reproducibly by the variation of the carrier concentration 50 free tori between the two layers more quickly than by the variation of the composition. The concentration variation must be

7.1017 cm'3, respectiv 1,1.1017 cm'3, pentru lungimea de undă de 0,9 pm și de7.10 17 cm ' 3 , respectively 1.1.10 17 cm' 3 , for wavelengths of 0.9 pm and

5.6.1017 cm'3, respectiv de 0,9.1017 cm'3, pentru lungimea de undă de 0,8 pm.5.6.10 17 cm ' 3 , respectively 0.9.10 17 cm' 3 , for the wavelength of 0.8 µm.

La excitarea materialului semiconductor al regiunii active 5 prin trecerea curentului prin joncțiunea p-n, în regiunea activă 5 apar purtători de neechilibru, electroni și goluri, care recombină cu emisie de fotoni. Emisia stimulată a fotonilor determină un coeficient de cîștig al regiunii active 9a. Condiția de tăiere a modurilor cu nef în intervalul (n3, n5) determină extinderea radiației electromagnetice în afara regiunii active 5, în principal în regiunea principală 3 a ghidului de undă. Datorită acestei extinderi unda în ghid are un coeficient de cîștig modal G proporțional cu coeficientul intrinsec de cîștig ga al regiunii active și proporțional cu Γ:At the excitation of the semiconductor material of the active region 5 by passing the current through the pn junction, in the active region 5 unbalance carriers, electrons and voids appear, which recombine with photon emission. The stimulated emission of the photons determines a gain coefficient of the active region 9a. The cutting condition of the modes with n ef in the range (n 3 , n 5 ) determines the extension of the electromagnetic radiation outside the active region 5, mainly in the main region 3 of the waveguide. Thanks to this wave guide has a modal gain coefficient G proportion to the intrinsic gain g of the active region and the proportion of the Γ:

G-ga.r (8)Dd to .r (8)

Pentru ca coeficientul de cîștig modal G al ghidului de undă să depășească pierderile, avînd în vedere ca Γ este foarte mic, este necesară o excitare foarte puternică a regiunii active 5. în această invenție se propun valori ale cîștigului din regiunea activă de ordinul 1000 cm'1 astfel că regiunea activă 5 este excitată puternic prin existența unor concentrații mari de purtători de neechilibru care produc emisia stimulată prin recombinarea lor radiativă.In order for the modal gain coefficient G of the waveguide to exceed the losses, given that Γ is very small, a very strong excitation of the active region is required 5. In this invention, values of the gain from the active region of the order of 1000 cm are proposed. '1 so that the active region 5 is excited strongly by the presence of high concentrations of the nonequilibrium carriers of producing stimulated emission by their radiative recombination.

La interfețele material semiconductor-mediu exterior 10, respectiv 11, se produc procese de recombinare neradiati. vă de suprafață, suplimentare față de cele radiative de volum, astfel încît există o scădere către suprafață a nivelului de excitare a regiunii active 5 exprimat prin concentrația purtătorilor de neechilibru. Această scădere determină transformarea amplificării undei în atenuarea ei prin absorbție. Absorbția generează purtători de neechilibru în vecinătatea interfețelor material semiconductor-mediu exterior 10 șî 11, purtători care recombină neradiativAt the external semiconductor-medium material interfaces 10 and 11 respectively, non-radiated recombination processes occur. surface area, in addition to the volume radiative ones, so that there is a decrease in surface area of the excitation level of the active region 5 expressed by the concentration of non-equilibrium carriers. This decrease determines the transformation of the amplification of the wave into its attenuation by absorption. The absorption generates non-equilibrium carriers in the vicinity of the semiconductor-external material interfaces 10 and 11, carriers that recombine non-radiatively

1» pe suprafață și provoacă încălzirea locală inițială. încălzirea locală inițială este relativ redusă datorită separării cu ajutorul regiunii de trecere 4 a regiunii principale 3, din care se emite neabsorbită la interfețele 10 și 11 aproape totalitatea radiației laser, de regiunea activă 5, în dreptul căreia se produc lu interfețele 10 și 11 procese de recombinare, de absorbție. încălzirea locală în dreptul regiunii active 5 este proporțională cu densitatea fluxului de radiație în dreptul acestei regiuni, care este mică în raport cu densitatea maximă a fluxului de radiație. încălzirea locală inițială atinge valoarea critică pentru producerea degradării catastrofice la o valoare Ima.cr. a densității maxime de flux din dreptul regiunii active 5, care este aproximativ egală cu densitatea fluxului de radiație care produce degradarea catastrofică la o diodă în care maximul de radiație se află în dreptul regiunii active.1 »on the surface and causes the initial local heating. The initial local heating is relatively reduced due to the separation with the help of the transition region 4 of the main region 3, from which emits unabsorbed at the interfaces 10 and 11 almost all the laser radiation, from the active region 5, where the interfaces 10 and 11 are produced. recombination, absorption. The local heating near the active region 5 is proportional to the density of the radiation flux near this region, which is small relative to the maximum density of the radiation flux. The initial local heating reaches the critical value for the production of catastrophic degradation to a value I ma .cr. of the maximum flux density near the active region 5, which is approximately equal to the density of the radiation flux that causes catastrophic degradation at a diode in which the maximum radiation flux lies near the active region.

Fluxul maxim ce poate fi obținut înaintea apariției degradării catastrofice se obține printr-o formulă analoagă cu (5):The maximum flow that can be obtained before the occurrence of catastrophic degradation is obtained by a formula analogous to (5):

Fcr=k .Imacr,da .w/T (9)F cr = k .I macr , d a .w / T (9)

El este cu atît mai mare cu cît Γ este mai mic.He is the bigger the smaller he is.

Scopul invenției este de a obține o valoare a fluxului total cît mai mare prin alegerea unei valori cît mai mici pentru Γ. Îndepărtînd în felul acesta limita degradării catastrofice apare evidentă o altă limitare, cea datorată încălzirii regiunii active. încălzirea regiunii active este produsă prin disiparea energiei de recombinare spontană necesară pentru atingerea condiției de prag și prin efect Joule. Pentru limitarea încălzirii este necesară funcționarea diodei laser la densități de curent, Js, relativ mici. Așadar, pentru o conversie bună a energiei electrice în energie radiantă și în același timp pentru obținerea de fluxuri de radiație mari este necesară funcționarea la densități de curent mici, cît și la valori mari ale curentului total, ceea ce implică folosirea unui rezonator de lungime L foarte mare. în această invenție se propune o lungime cuprinsă între 1,5 și 3 cm, limitată numai de considerentele tehnologice.The object of the invention is to obtain a value of the total flow as high as possible by choosing a value as small as possible for Γ. Removing this way, the limit of catastrophic degradation appears to be another limitation, due to the heating of the active region. The heating of the active region is produced by dissipating the spontaneous recombination energy required to reach the threshold condition and through the Joule effect. To limit the heating, it is necessary to operate the laser diode at relatively low current densities, Js. Therefore, for a good conversion of electricity into radiant energy and at the same time to obtain large radiation fluxes, it is necessary to operate at low current densities as well as at high values of total current, which implies the use of a length resonator L very big. In this invention, a length between 1.5 and 3 cm is proposed, limited only by the technological considerations.

La creșterea lungimii L, pierderile prin transmisie la oglinzi scad. Vor fi considerați mai întîi rezonatorii la care reflectivitatea R, la oglinda din spate este R,-l, obținută prin acoperire cu straturi dielectrice sau dielectric-metal. Reflectivitatea la cealaltă oglindă poate fi cea naturală R2=0,3I sau, prin aceleași metode de acoperire menționate mai sus, poate fi variată între limite largi, de exemplu între 0,01 și 0,62. Pierderile la oglinzi se exprimă printr-un coeficient de pierderi β dat de formula:As the length L increases, the transmission losses to the mirrors decrease. The resonators at which the reflectivity R, at the rear-view mirror is R, -l, obtained by coating with dielectric or dielectric-metal layers will be considered first. The reflectivity at the other mirror may be the natural one R 2 = 0.3I or, by the same coating methods mentioned above, it may be varied between wide limits, for example between 0.01 and 0.62. Mirror losses are expressed by a loss coefficient β given by the formula:

β.±.2η(7//?Λ)β. ± .2η (7 //? Λ)

De exemplu, pentru L=2,3 cm R[=l și R2=0,01 se obține β=7 cm'1, iar pentru R2=0,62, β=0,1 cm'1 For example, for L = 2.3 cm R [= l and R 2 = 0.01, β = 7 cm ' 1 is obtained, and for R 2 = 0.62, β = 0.1 cm' 1

Se știe că randamentul de extracție a radiației emise stimulat este cu atît mai bun cu cît coeficientul de pierderi β prin transmisie la oglinzi este mai mare decît coeficientul de atenuare cc în interiorul cavității. O bună valoare inginerească pentru raportul acestor pierderi este:It is known that the extraction efficiency of the emitted radiation stimulated is so much better that the coefficient of loss β through transmission to the mirrors is greater than the attenuation coefficient dc inside the cavity. A good engineering value for the report of these losses is:

β/α=3 (11)β / α = 3 (11)

Se vor considera pierderile prin absorbție pe purtătorii liberi din regiunea activă ca principala sursă de atenuare a undei în ghid. Alte posibile surse sînt atenuarea datorită absorbției pe purtători liberi în celelalte regiuni ale ghidului și atenuarea datorită difuziei pe neomogenității la interfețele ghidului sau în interiorul lui.The absorption losses on the free carriers in the active region will be considered as the main source of wave attenuation in the guide. Other possible sources are the attenuation due to absorption on free carriers in the other regions of the guide and the attenuation due to diffusion on the homogeneity at or within the guide interfaces.

Absorbția pe purtători liberi în regiunea activă 5 determină un coeficient de absorbție intrinsec aa. Datorită acestei absorbții unda în ghid suferă o atenuare caracterizată de un coeficient de atenuare oc. Relația între α și oca este analoagă cu (8):The absorption on free carriers in the active region 5 determines an intrinsic absorption coefficient of a . Due to this absorption, the wave in the guide undergoes an attenuation characterized by an oc attenuation coefficient. The relation between α and oc a is analogous to (8):

α=αα.Γ (12)α = α α .Γ (12)

Din relația (11) rezultă că dioda laser conform invenției trebuie să funcționeze la valori ale coeficientului de atenuare a undei în ghid cuprinse între 0,033 și 0,33 cm'1. Valori atît de mici pentru a sînt posibile datorită valorilor foarte mici propuse pentru T și a asigurării preponde12 renței ca pierderi în interiorul cavității a pierderilor pe purtători liberi în regiunea activă.From relation (11) it follows that the laser diode according to the invention must operate at values of the attenuation coefficient of the guide wave between 0.033 and 0.33 cm ' 1 . Values so small as to be possible due to the very small values proposed for T and the assumption prevents the loss as a loss within the cavity of losses on free carriers in the active region.

Cu valorile propuse mai sus pentru a (0,033-0,33) cm'1 și pentru T(l,5.10'4-l,5. .IO3) rezultă că la excitarea puternică a regiunii active și la generarea de purtători liberi în benzile de conducție și de valență, coeficientul de absorbție intrinsec al regiunii active este presupus egal cu o valoare de siguranță de aproximativ 200 cm'1. Această valoare trebuie judecată în legătura cu concentrația de purtători liberi din regiunea activă necesară pentru obținerea unei valori a cîștigului, suficientă pentru a acoperi pierderile.With the values proposed above for (0.033-0.33) cm ' 1 and for T (l, 5.10' 4 -l, 5. .IO 3 ) it results that the strong excitation of the active region and the generation of free carriers in conduction and valence bands, the intrinsic absorption coefficient of the active region is assumed to be equal to a safety value of approximately 200 cm ' 1 . This value must be judged in relation to the concentration of free carriers in the active region necessary to obtain a gain value, sufficient to cover the losses.

Coeficientul de pierderi totale, de transmisie la oglinzi și în interiorul cavității, α+β, are valori cuprinse între 0,133 și 1,33 cm'1. în condiții de emisie stimulată el este egal cu cîștigul undei în ghidul de undă, G. Așadar, G are valori cuprinse în intervalul 0,133-1,33 cm'1, iar cîștigul intrinsec al regiunii active, ga=G/T, ținînd seama că Γ are valori cuprinse în intervalul 1,5.10 41,5.10'3, trebuie să fie aproximativ egal cu 890 cm'1. Q astfel de valoare a cîștigului în regiunea activă se poate obține dacă densitatea de volum Jvp a curentului de recombinare la prag este de ordinul 3. IO4 A/cm2/ pm și dacă, corespunzător, concentrația de1 purtători liberi este de ordinul 2-3.1015 cm'3, ceea ce corespunde la un coeficient de absorbție de 40-60 cm'1 astfel încît valoarea de 200 cm'1, menționată anterior, este o valoare de siguranță.The coefficient of total losses, of transmission to the mirrors and inside the cavity, α + β, has values between 0.133 and 1.33 cm ' 1 . under stimulated emission conditions it is equal to the gain of the wave in the waveguide, G. Thus, G has values in the range 0.133-1.33 cm ' 1 , and the intrinsic gain of the active region, ga = G / T, taking into account that Γ has values in the range 1.5.10 4 1.5.10 ' 3 , it should be approximately equal to 890 cm' 1 . Q such a gain value in the active region can be obtained if the volume density Jvp of the recombination current at the threshold is of the order 3. IO 4 A / cm 2 / pm and, if appropriate, the concentration of 1 free carriers is of the order 2 -3.10 15 cm ' 3 , which corresponds to an absorption coefficient of 40-60 cm' 1 so that the value of 200 cm ' 1 , mentioned above, is a safety value.

Pentru a asigura funcționarea la randamente superioare, este necesar ca densitatea de volum a curentului să fie de cîteva ori mai mare decît densitatea de volum J a curentului de prag. Creșterea densității de volum Jy este limitată de densitatea de suprafață Js a curentului, a cărei valoare influențează încălzirea regiunii active, și de grosimea da a regiunii active prin relația:In order to ensure operation at higher yields, the volume density of the current must be several times greater than the volume density J of the threshold current. The increase in bulk density J y is limited by the density of surface current J s, a value which influences the heating of the active region, and the thickness d of the active region by the relation:

Jv-Js/da (13)J v -J s / d a (13)

Valorile maxime admise pentru Js în cazurile funcționării în undă continuă și în undă cvasicontinuă (în impulsuri cu durata de 0,2 ms și frecvența de 100 Hz) sînt deThe maximum values allowed for J s in the case of continuous wave and quasi-continuous wave operation (in impulses with a duration of 0.2 ms and a frequency of 100 Hz) are

4. IO3 A/cm2, respectiv de IO4 A/cm2. Jv poate fi cu atît mai mare cu cît da este mai mic. Fluxul de radiație obținut prin emisie stimulată dintr-o regiune activă de lungime L, lățime w și grosime da este: Ρ=(^).7/άαυνρ).Ι^.άα .β/(α+β) (14) unde Λγ reprezintă energia fotonilor emiși iar e sarcina electronilor.4. IO 3 A / cm 2 , respectively IO 4 A / cm 2 . J v could be even higher as d is smaller. The radiation flux obtained by stimulated emission from an active region of length L, width w and thickness d a is: Ρ = (^). 7 / ά α υ νρ ) .Ι ^ .ά α .β / (α + β ) (14) where Λγ represents the energy of the emitted photons and is the charge of the electrons.

El trebuie să fie cu un factor de siguranță s=2 mai mic decît fluxul care produce degradarea catastrofică și care este dat de formula (9). Cu ajutorul formulelor (9) și (14) se poate afla grosimea optimă a regiunii active. în cazul diodelor laser cu Γ = 1,5. IO'4, grosimile optime ale regiunii active sînt de 0,045 pm și de 0,11 pm pentru funcționarea în undă continuă, respectiv cvasicontinuă. în cazul diodelor cu Γ=1,5.10'3, grosimile optime ale regiunii active sînt de 0,11 pm, respectiv 0,26 pm. La funcționarea în impulsuri foarte scurte, de 100 ns, grosimea regiunii active poate fi și mai mare, dar ea nu poate depăși 0,32 pm, așa cum va fi arătat în continuare.It must be with a safety factor s = 2 smaller than the flow that causes catastrophic degradation and which is given by the formula (9). With the help of formulas (9) and (14) the optimum thickness of the active region can be found. in the case of laser diodes with Γ = 1.5. In IO ' 4 , the optimum thicknesses of the active region are 0.045 pm and 0.11 pm for continuous wave, quasi-continuous operation. In the case of diodes with Γ = 1.5.10 ' 3 , the optimum thicknesses of the active region are 0.11 µm, respectively 0.26 µm. When operating at very short pulses of 100 ns, the thickness of the active region may be even greater, but it may not exceed 0.32 pm, as will be shown below.

Prin relațiile (3) și (4) grosimea regiunii active depinde de diferența dintre indicii de refracție n3 și n5. Valorile indicilor de refracție n3 și n5 sînt legate de valorile benzilor interzise de energie ale materialelor semiconductoare din regiunea principală 3 și din regiunea activă 5 iar valorile benzilor de energie determină energia fotonilor emiși în regiunea activă 5 și coeficientul de absorbție bandă-bandă a acestor fotoni în regiunea principală 3. Valorile n3 și n5 și benzile de energie corespunzătoare trebuie să fie astfel incit coeficientul de absorbție menționat să fie cît mai mic, adică regiunea principală 3 să fie cît mai transparentă ρεηtru radiația emisă în regiunea activăBy relations (3) and (4) the thickness of the active region depends on the difference between the refractive indices n 3 and n 5 . The values of the refractive indices n 3 and n 5 are related to the values of the forbidden energy bands of the semiconductor materials from the main region 3 and from the active region 5 and the values of the energy bands determine the energy of the photons emitted in the active region 5 and the band-band absorption coefficient of of these photons in the main region 3. The values n 3 and n 5 and the corresponding energy bands must be such that the absorption coefficient mentioned is as small as, ie the main region 3 is as transparent as the radiation emitted in the active region.

5. Din acest punct de vedere este de preferat ca regiunea principală să fie un material semiconductor de tip n, iar valoarea benzii interzise de energie a regiunii principale 3 să fie cu cel puțin 120 meV mai mare decît energia fotonilor emiși, pentru a evita absorbția pe cozile de stări produse de impurități. Acestei diferențe de energie îi corespunde, de exemplu, în sistemul AlGaAs, o diferență de indici de refracție ns-n3 egală cu 0,07 și o grosime a regiunii active de cel mult 0,32 pm.5. From this point of view it is preferable that the main region is a n-type semiconductor material, and the value of the forbidden energy band of the main region 3 is at least 120 meV higher than the energy of the emitted photons, to avoid absorption. on the tails of states produced by impurities. For this energy difference corresponds, for example, in the AlGaAs system, a difference of refractive indices n s- 3 equal to 0.07 and a thickness of the active region of not more than 0.32 pm.

De asemenea, pentru a micșora pierderile pe purtători liberi și pentru a evita absorbția bandă-bandă pe cozile de stări, doparea cu impurități a regiunii principale 3 trebuie să fie redusă. La o diodă laser cu Γ=1,5.10'4, respectiv 1,5.10'3, pierderile prin absorbție pe purtători liberi în regiunea principală trebuie să fie mai mici de 0,033 cm'1, respectiv de 0,33 cm'1, și, corespunzător, concentrația de purtători liberi mai mică decît IO16 cm'3, respectiv IO17 cm'3. Pentru a micșora pierderile prin absorbție pe purtători liberi, nivelul dopării trebuie menținut redus, sub 1017 cm'3 și în regiunea de trecere 4 și de excitare 6.Also, in order to reduce the losses on free carriers and to avoid band-band absorption on the tails of states, the doping of the main region 3 with impurities must be reduced. At a laser diode with Γ = 1.5.10 ' 4 and 1.5.10' 3 , respectively, absorption losses on free carriers in the main region must be less than 0.033 cm ' 1 and 0.33 cm' 1 respectively , and , correspondingly, the concentration of free carriers lower than IO 16 cm ' 3 , respectively IO 17 cm' 3 . To reduce absorption losses on free carriers, the level of doping must be kept low, below 10 17 cm ' 3 and in the region of passage 4 and excitation 6.

Un prim exemplu de diodă laser, conform invenției, este o structură constituită din materiale din sistemul AlGaAs cu diverse valori ale indicelui de compoziție și ale grosimii straturilor. AlxGabxAs este ales ca sistem de exemplificare a invenției deoarece constantele de material sînt mai bine cunoscute. De altfel, toate exemplele numerice menționate pînă acum se referă la proprietățile de material ale acestui sistem, ceea ce nu înseamnă ca din alți compuși semiconductori ternari sau cuatemari sau AjjByj nu se pot obține structuri asemănătoare folosind aceleași idei: o structură cu strat de separare între regiunea activă și cea principală a ghidului de undă, cu o regiune principală largă de 2-5 pm, cu maximul fluxului de radiație în regiunea principală, cu limitarea radiației de o diferență mică de indici de refracție între regiunea de limitare și regiunea principală a ghidului de undă, datorată unei diferențe de concentrație de purtători liberi de ordinul IO17 cm'3, cu un factor de confinare a radiației de ordinul 10'4-2.103 și cu o lungime mare a rezonatorului de ordinul 1,5-3 cm. Compușii ternari ce pot fi de asemenea folosiți sînt AlxGabxSb,A first example of a laser diode, according to the invention, is a structure consisting of materials from the AlGaAs system with various values of composition index and layer thickness. Al x Ga bx As is chosen as an exemplary system of the invention because the material constants are better known. Moreover, all the numerical examples mentioned so far refer to the material properties of this system, which does not mean that other ternary or quaternary semiconductor compounds or AjjByj cannot achieve similar structures using the same ideas: a structure with a separation layer between the active and main region of the waveguide, with a wide main region of 2-5 pm, with the maximum radiation flux in the main region, limiting the radiation by a small difference of refractive indices between the limiting region and the main region of the guide wave, due to a difference of concentration of free carriers of the order IO 17 cm ' 3 , with a radiation confinement factor of the order 10' 4 -2.10 3 and with a large resonator length of the order 1.5-3 cm. The ternary compounds that can also be used are Al x Ga bx Sb,

AlxInbxSb, GafliijflP, Gafln^s, GaxInbxSb,Al x In bx Sb, GafliijflP, Gafln ^ s, Ga x In bx Sb,

GarjAs^, GaAsxSbbx, IiiPpiSj^, InAs,Sbbx·, în primul exemplu se consideră o diodă laser cu lungimea rezonatorului de 2,3 cm și cu reflectivitățile oglinzilor de 1, respectiv de 0,62. Indicii de refracție și grosimile straturilor sînt prezentați în tab. 1:GarjAs ^, GaAs x Sb bx , IiiPpiSj ^, InAs, Sb bx ·, in the first example, we consider a laser diode with a resonator length of 2.3 cm and a reflectivity of 1 and 0.62 respectively. The refractive indices and the thicknesses of the layers are presented in the tab. 1:

iar cei cuatemari: AlJGa^PyASj ,and those from Quatar: AlJGa ^ PyASj,

AlxGaj_xAs Sbj.y, Gaxln1_xPyAsr, GaxÎnlxAsy Sb,_y> (Alx Gajx)y In^P, (Alx Galx)y In.j_y As, (Alx GAjfijn^Sb, IniPpiSj x)ySb,.y.Al x Gaj_ x As Sbj.y, Ga x ln 1 _ x P y As r , Ga x In lx As y Sb, _ y> (Al x Ga jx ) y In ^ P, (Al x Ga lx ) y In .j_ y As, (Al x GAjfijn ^ Sb, IniPpiSj x ) y Sb,. y .

Tabelul 1Table 1

stratul i layer i 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 indicele de refracție n; refractive index n ; 3,522-10'3 3,522-10 ' 3 3,522 3522 3,448 3448 3,590 3590 3,340 3340 grosimea (χΓχΜ) (pm)'thickness (χ Γ χ Μ ) (pm) ' >1 > 1 5 5 0,12 0.12 0,11 0.11 >1 > 1 indiqele de compoziție y; composition index y; 0,097 0.097 0,097 0.097 0,2 0.2 0,00 0.00 0,35 0.35

Această structură are un factor de confinare Γ de 1,5.10-4. Valoarea relativ mare a grosimii regiunii active face structura indicată pentru funcționarea cvasicontinuă. Se poate estima că fluxul total emis fără apariția degradării catastrofice este de 3,8 kW pe mm din lățimea diodei laser în planul joncțiunii p-n.This structure has a confining factor Γ of 1.5.10 -4 . The relatively large value of the thickness of the active region makes the structure indicated for the quasi-continuous operation. It can be estimated that the total flux emitted without the occurrence of catastrophic degradation is 3.8 kW per mm from the width of the laser diode in the plane of the junction pn.

Al doilea exemplu se referă la o diodă în care sînt modificate față de cazul prece10 dent grosimile regiunilor principală, de trecere și activă, conform cu tab. 2:The second example refers to a diode in which the thicknesses of the main, transient and active regions, according to the table, are modified from the previous case. 2:

Tabelul 2Table 2

stratul i layer i 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 ni n i 3,522-7.10'3 3,522-7.10 ' 3 3,522 3522 3,448 3448 3,590 3590 3,340 3340 (Xt-Xi-i) (Mm)(Xt-Xi-i) (M m ) >1 > 1 2 2 0,19 0.19 0,045 0,045 >1 > 1 îi him 0,097 0.097 0,097 0.097 0,20 0.20 0,00 0.00 . 0,35 . 0.35

Această structură are un factor de confinare de 1,5. IO'4, ca și în exemplul precedent. Grosimea mai mică a regiunii active o face indicată pentru funcționarea în undă continuă, iar fluxul total emis fără apariția degradării catastrofice este de 1,5 kW pe mm din lățimea diodei în planul joncțiunii p-n. Valoarea mai mică a acestui flux decît cea din primul exemplu se datorează valorii mai mici a grosimii regiunii active.This structure has a confining factor of 1.5. IO ' 4 , as in the previous example. The smaller thickness of the active region makes it suitable for continuous wave operation, and the total flux emitted without the occurrence of catastrophic degradation is 1.5 kW per mm of the diode width at the junction plane pn. The lower value of this flow than that of the first example is due to the smaller value of the thickness of the active region.

Al treilea exemplu se referă la o diodă cu lungimea tot de 2,3 cm dar cu reflectivitățile egale cu 1, respectiv 0,01. O astfel de diodă poate funcționa dacă factorul de confinare este mai mare decît în cazurile precedente, de exemplu 1,5. IO'3. Indicii de refracție și grosimile straturilor sînt prezentate în tabelul 3:The third example refers to a diode with a length of 2.3 cm but with reflections equal to 1 and 0.01 respectively. Such a diode can work if the confining factor is higher than in previous cases, for example 1.5. IO ' 3 . The refractive indices and the thicknesses of the layers are presented in table 3:

Tabelul 3Table 3

stratul i layer i 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 ' ' ' «i '' '«I 3,522-7.10'3 3,522-7.10 ' 3 3,522 * 3,522 * 3,448 3448 3,590 3590 3,440 3440 (Xi-Χμι) (pm) (Xi-Χμι) (pm) >1 > 1 2' 2' 0,11 0.11 0,11 0.11 >1 > 1 îi him 0,097 0.097 0,097 0.097 0,2 0.2 0,00 0.00 0,35 0.35

Această diodă este indicată pentru funcționarea în undă continuă, iar fluxul total emis fără apariția degradării catastrofice poate fi estimat la 0,38 kW pe mm din lățimea diodei în planul joncțiunii p-n. Valoarea mai mică a acestui flux în comparație cu cea din exemplul 2; se datorează valorii mai mari a factorului de confînare Γ.This diode is indicated for continuous wave operation, and the total flux emitted without the occurrence of catastrophic degradation can be estimated at 0.38 kW per mm of the diode width at the junction plane p-n. The lower value of this flow compared to that of example 2; it is due to the higher value of the confining factor Γ.

Al patrulea exemplu se referă la o diodă laser la care sînt modificate față de exem5 piui precedent grosimile regiunilor principală, de trecere și activă, conform cu tabelul 4:The fourth example refers to a laser diode to which the thicknesses of the main, transient and active regions, according to table 4, are modified with respect to the preceding example 5:

Tabelul 4Table 4

stratul i layer i 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 ik ik 3,522-10-3 3,522-10 -3 3,522 3522 3,448 3448 3,590 3590 3,340 3340 (Xi-Xi-i) (Mm) (Xi-Xi-i) (Mm) >1 > 1 5 5 0,15 0.15 0,26 0.26 >1 > 1 Yi Yi 0,097 0.097 0,097 0.097 0,20 0.20 0,00 0.00 0,35 0.35

Această diodă este indicată pentru funcționarea în undă cvasicontinuă. Fluxul emis fără apariția degradării catastrofice este de aproximativ 0,95 kW pe mm din lărgimea diodei în planul joncțiunii p-n.This diode is indicated for quasi-continuous wave operation. The flux emitted without the occurrence of catastrophic degradation is approximately 0.95 kW per mm of the diode width at the junction plane p-n.

Regiunea activă, de grosimi cuprinse între 0,045 și 0,26 pm poate fi realizată din succesiuni de gropi cuantice, de exemplu gropi cuantice de lățime 7 nm, separate prin bariere de 3 nm. Dacă gropile sînt realizate din GaAs iar barierele din AfGa^s cu indicele de compoziție c=0,23, atunci la grosimile menționate ale gropilor, energia fotonilor emiși din regiunea activă este mai mare decît banda interzisă a GaAs și este egală cu 1,466 eV în cazul particular considerat. Indicele de refracție al regiunii active are pentru această valoare a energiei fotonilor o valoare mediată n5 de aproximativ 3,57. Banda interzisă a regiunii principale este de 1,64 eV, cu 0,17 eV mai mare decît energia fotonilor emiși. La această valoare a energiei fotonilor emiși corespunde o valoare a indicelui de refracție de 3,53. Pe baza unei regiuni active constituite dintr-o succesiune de gropi de potențial cuantice se construiește exemplul 5, descris în tabelul 5:The active region, thicknesses between 0.045 and 0.26 µm can be made from sequences of quantum pits, for example quantum pits 7 nm wide, separated by 3 nm barriers. If the pits are made from GaAs and the barriers from AfGa ^ s with the composition index c = 0.23, then at the mentioned thicknesses of the pits, the energy of the photons emitted from the active region is greater than the forbidden band of GaAs and is equal to 1.466 eV in the particular case considered. The refractive index of the active region has for this value of the photon energy an average value n 5 of about 3.57. The forbidden band of the main region is 1.64 eV, 0.17 eV higher than the energy of the emitted photons. This value of the energy of the photons emitted corresponds to a refractive index value of 3.53. Based on an active region consisting of a succession of quantum potential holes, example 5, described in table 5, is constructed:

Tabelul 5Table 5

stratul ϊ layer ϊ 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 3,53-7.10-3 3.53-7.10 -3 3,53 3.53 3,46 3.46 mediu 3,57 average 3.57 3,39 3.39 (Χχ-Xj-i) (Mm) (Χχ-Xj-i) (Mm) >1 > 1 2 2 0,11 0.11 0,117 0,117 >1 > 1 yi and i 0,17 0.17 0,17 0.17 0,27 0.27 0,0 11 strat. 0,23 10 strat, raport grosimi 7/3 0.0 11 layer. 0.23 10 layer, thickness ratio 7/3 0,37 0.37

Această structură are un factor de confinate Γ egal cu 1,5.10'3. Datorită construcției regiunii active din gropi de potențial cuantice dioda va funcționa cu un curent de prag redus față de cea din exemplul 3 de care se apropie îa valorile grosimilor de straturi și coeficientului Γ. Ca și în cazul exemplului 3 dioda poate funcționa pînă la puteri de 0,38 kW/mm, fără apariția degradării catastrofice.This structure has a confining factor Γ equal to 1.5.10 ' 3 . Due to the construction of the active region from pits of quantum potentials the diode will operate with a lower threshold current compared to that of example 3 which approaches the values of layer thicknesses and coefficient Γ. As in the case of example 3, the diode can operate up to powers of 0.38 kW / mm, without the occurrence of catastrophic degradation.

în cadrul acestei invenții pot fi realizate și structuri fără regiunea de trecere 4. în astfel de structuri regiunea principală 3 trebuie să aibă o bandă interzisă cu cel puțin 200 meV mai mare decît banda interzisă a regiunii active, iar grosimea regiunii active trebuie să fie mai mică decît 0,25 pm. La o grosime de numai 0,035 pm a regiunii active, structurile cu grosimea regiunii principale de 2 pm, respectiv de 5 pm, au factorul de confinare de 1,5.10'3, respectiv de 1,1.10*.Within this invention, structures without the crossing region can be made. 4. In such structures, the main region 3 must have a banned band at least 200 meV larger than the banned band of the active region, and the thickness of the active region must be more smaller than 0.25 µm. At a thickness of only 0.035 µm of the active region, the structures with the thickness of the main region of 2 µm, respectively 5 µm, have the confining factor of 1.5.10 ' 3 , respectively 1.1.10 *.

Diodele laser, conform invenției, prezintă avantajul funcționării la o densitate a fluxului de radiație mare și, de asemenea, la un flux total mare, putînd fi realizate din structuri simple, cu straturi epitaxiale paralele între cele două oglinzi.The laser diodes, according to the invention, have the advantage of operating at a high radiation flux density and also at a large total flux, which can be made from simple structures, with epitaxial layers parallel between the two mirrors.

Claims (4)

1. Diodă laser de mare putere, caracterizată prin aceea că, este alcătuită dintr-un substrat (1), o regiune de limitare (2), o regiune principală (3), o regiune de trecere (4), o regiune activă (5), o regiune de excitare (6) și o regiune de contact (7), în care regiunea activă (5) are indicele de refracție cel mai mare din structură, în care regiunea principală (3) are indicele de refracție imediat mai mic, în care produsul dintre grosimea regiunii active (5) și rădăcina pătrată a diferenței pătratelor indicilor de refracție ai regiunilor activă (5), respectiv principala (3), este mai mic decît un sfert din lungimea de undă în vid a radiației laser și în care regiunea de excitare (6) și regiunea de trecere (4) au tipuri de conductibilitate opuse unul celuilalt, pentru funcționarea ,3a densități mari ale fluxului de radiație și pentru propagarea numai a modului transversal fundamental, cu maximul fluxului de radiație plasat în regiunea principală (3) a ghidului de undă și cu indicele de refracție efectiv cuprins în intervalul dintre1. High power laser diode, characterized in that it is composed of a substrate (1), a limiting region (2), a main region (3), a passing region (4), an active region ( 5), an excitation region (6) and a contact region (7), in which the active region (5) has the highest refractive index in the structure, in which the main region (3) has the immediately lower refractive index , in which the product between the thickness of the active region (5) and the square root of the difference of the squares of the refractive indices of the active regions (5), respectively the main one (3), is less than a quarter of the wavelength in vacuum of laser radiation and in that the excitation region (6) and the passage region (4) have opposite conductivity types, for operation, 3a high radiation flux densities and for propagating only the fundamental transverse mode, with the maximum radiation flux placed in the main region(3) of the waveguide and the refractive index actually within the range between 5 indicele de refracție al regiunii de limitare (2) și al regiunii principale (3), produsul dintre grosimea regiunii principale· (3) și rădăcina pătrată a diferenței pătratelor indicilor de refracție ai regiunilor principa10 lă (3), respectiv de limitare (2), este mai mic decît jumătate din lungimea de undă în vid a radiației laser, diferența indicilor de refracție ai regiunilor principală (3) și de limitare (2) se realizează numai prin5 refractive index of the boundary region (2) and of the main region (3), the product between the thickness of the main region · (3) and the square root of the difference of the squares of the refractive indices of the principal regions 10 (3), respectively of limitation (2) ), is less than half the vacuum wavelength of the laser radiation, the difference of the refractive indices of the main regions (3) and of the limitation (2) is achieved only by 15 concentrația diferită de purtători liberi a celor două regiuni, această diferență de concentrație fiind cuprinsă între 7.1017cm'3 și 0,9.1017 cm'3, corespunzînd la grosimi ale regiunii principale (3) între 2 și 5 pm,15 the different concentration of free carriers of the two regions, this difference of concentration being between 7.10 17 cm ' 3 and 0.9.10 17 cm' 3 , corresponding to thicknesses of the main region (3) between 2 and 5 pm, 20 factorul de confinare Γ este cuprins în intervalul 1,5. IO'4 - 1,5. IO'3 iar lungimea rezonatorului este cuprinsă în intervalul 1,5-3 cm.20 the confinement factor Γ is in the range 1.5. IO ' 4 - 1.5. IO ' 3 and the length of the resonator is in the range 1.5-3 cm. 2. Diodă laser, conform revendicării 1,A laser diode according to claim 1, 25 caracterizată prin aceea că, regiunea principală (3) este de tip n și are banda de energie interzisă cu minimum 0,12 eV mai mare decît energia fotonilor emiși în regiunea activă (5), iar grosimea regiunii active25 characterized by the fact that the main region (3) is of type n and has a forbidden energy band of at least 0.12 eV higher than the energy of the photons emitted in the active region (5), and the thickness of the active region 30 (5) este de maximum 0,32 pm.30 (5) is maximum 0.32 pm. 3. Dioda laser, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că, regiunea principală (3) are un nivel al dopării redus, funcție de valorile menționate ale factorului3. The laser diode according to claims 1 and 2, characterized in that the main region (3) has a low doping level, depending on the mentioned values of the factor 35 de confinare sub IO16 cm'3, respectiv IO17 cm'3, iar regiunile de trecere (4) și de excitare (6) au un nivel al dopării cu impurități sub IO17 cm'3.35 confinement below IO 16 cm ' 3 , respectively IO 17 cm' 3 , and the regions of passage (4) and excitation (6) have a level of doping with impurities below IO 17 cm ' 3 . 4. Diodă laser, conform revendicărilor4. Laser diode according to the claims 40 1...3, caracterizată prin aceea că, regiunea activă (5) este constituită din gropi cuantice multiple.40 1 ... 3, characterized in that the active region (5) consists of multiple quantum pits.
RO14489490A 1990-04-20 1990-04-20 High power laser diode RO102871B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO14489490A RO102871B1 (en) 1990-04-20 1990-04-20 High power laser diode
PCT/RO1991/000002 WO1991016747A1 (en) 1990-04-20 1991-04-04 High power laser diode
EP91908495A EP0478755A1 (en) 1990-04-20 1991-04-04 High power laser diode
IL97898A IL97898A0 (en) 1990-04-20 1991-04-17 High power laser diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO14489490A RO102871B1 (en) 1990-04-20 1990-04-20 High power laser diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO102871B1 true RO102871B1 (en) 1993-08-16

Family

ID=20127139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO14489490A RO102871B1 (en) 1990-04-20 1990-04-20 High power laser diode

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0478755A1 (en)
IL (1) IL97898A0 (en)
RO (1) RO102871B1 (en)
WO (1) WO1991016747A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RO109906B1 (en) * 1994-09-09 1995-06-30 Prahova Iulian Basara Petrescu High power laser diode
US6810063B1 (en) * 1999-06-09 2004-10-26 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device
JP2001148537A (en) * 1999-11-18 2001-05-29 Nec Corp Semiconductor laser
FR2831723B1 (en) * 2001-10-31 2004-02-06 Cit Alcatel SEMICONDUCTOR LASER
US6724795B2 (en) 2002-05-10 2004-04-20 Bookham Technology, Plc Semiconductor laser
FI20085512A0 (en) * 2008-05-28 2008-05-28 Oulun Yliopisto semiconductor laser
DE102009041934A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Edge-emitting semiconductor laser

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3733561A (en) * 1971-07-27 1973-05-15 Bell Telephone Labor Inc High power, fundamental transverse mode operation in double heterostructure lasers
US3855607A (en) * 1973-05-29 1974-12-17 Rca Corp Semiconductor injection laser with reduced divergence of emitted beam
NL184715C (en) * 1978-09-20 1989-10-02 Hitachi Ltd SEMICONDUCTOR LASER DEVICE.
JPH01264286A (en) * 1988-04-15 1989-10-20 Omron Tateisi Electron Co Semiconductor quantum well laser
JPH0212885A (en) * 1988-06-29 1990-01-17 Nec Corp Semiconductor laser and method of controlling vertical radiating angle of laser beam
DE3838016A1 (en) * 1988-11-09 1990-05-10 Siemens Ag SEMICONDUCTOR LASER IN THE GAA1INAS SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
EP0478755A1 (en) 1992-04-08
WO1991016747A1 (en) 1991-10-31
IL97898A0 (en) 1992-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7339965B2 (en) Optoelectronic device based on an antiwaveguiding cavity
JP2008135786A (en) High power semiconductor laser diode
JPH0653547A (en) Ultrahigh-brightness light-emitting diode
US4063189A (en) Leaky wave diode laser
JP4928927B2 (en) Surface emitting semiconductor laser device
JPS59205787A (en) Single axial mode semiconductor laser
US5311534A (en) Semiconductor laser devices
RO102871B1 (en) High power laser diode
Namizaki et al. Large‐optical‐cavity GaAs‐(GaAl) As injection laser with low‐loss distributed Bragg reflectors
JPS5939083A (en) Light emitting surface type semiconductor laser
Van der Ziel et al. High‐temperature operation (to 180° C) of 0.98 μm strained single quantum well In0. 2Ga0. 8As/GaAs lasers
JPH04305992A (en) Semiconductor laser element
RU2443044C1 (en) Injection laser
CN211456210U (en) VCSEL chip
JPS606119B2 (en) Composite semiconductor device
RU2548034C2 (en) Injection laser with modulated emission
Dumke Electromagnetic mode population in light-emitting junctions
JP2526898B2 (en) Semiconductor laser and method of using the same
JPH04247676A (en) Surface light-emitting semiconductor mode lock laser
JP2529260B2 (en) Semiconductor laser and method of using the same
JPS63276289A (en) Semiconductor laser and using method thereof
RU184264U1 (en) INJECTION LASER WITH SWITCHABLE GENERATION SPECTRUM
JP3204969B2 (en) Semiconductor laser and optical communication system
RU183644U1 (en) INJECTION LASER WITH SWITCHABLE GENERATION SPECTRUM
GB2625726A (en) Surface emitting laser devices and methods for manufacturing same