RU2004125651A - Способ генерации оптического излучения и источник оптического излучения - Google Patents
Способ генерации оптического излучения и источник оптического излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2004125651A RU2004125651A RU2004125651/28A RU2004125651A RU2004125651A RU 2004125651 A RU2004125651 A RU 2004125651A RU 2004125651/28 A RU2004125651/28 A RU 2004125651/28A RU 2004125651 A RU2004125651 A RU 2004125651A RU 2004125651 A RU2004125651 A RU 2004125651A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- optical
- pulse
- optical radiation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06216—Pulse modulation or generation
-
- 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
- H01S5/2009—Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3415—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers containing details related to carrier capture times into wells or barriers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Claims (26)
1. Источник оптического излучения для генерации оптического импульса (137), которым является полупроводниковый (п/п) элемент (100), состоящий из нескольких взаимосвязанных полупроводниковых структур, которые состоят из
первого контактного слоя (120) и второго контактного слоя (160), на которые подается электрический импульс (300) для подачи энергии на полупроводниковые слои между слоями (120) и (160);
активного слоя (130) и р-n перехода (155), который инжектирует носители в активный слой (130) в результате действия электрического импульса (300), носители накачивают энергию в активный слой (130), предназначенный для излучения оптического импульса (137), получающегося в результате подачи электрического импульса (300) на контактные слои (120) и (160),
отличающийся тем, что п/п элемент (100) содержит запорный слой (140), который расположен между активным слоем (130) и р-n переходом (155), активный слой (130) расположен между первым контактным слоем (120) и запорным слоем (140), слои (120) и (140) - запорные слои на обеих сторонах активного слоя (130), запорный слой (140) предназначен для ограничения переноса неосновных носителей в активный слой (130) таким образом, что при прохождении переднего фронта импульса (300) плотность носителей в активном слое (130) ниже порогового уровня, необходимого для генерации оптического импульса (137), полный коэффициент усиления (202) в активном слое (130) имеет отрицательное значение при прохождении электрического импульса (300) для предотвращения генерации оптического импульса (137), и при прохождении заднего фронта импульса (300) полный коэффициент усиления (204) в активном слое (130) принимает положительное значение и вызывает стимулированное излучение, и активный слой (130) обеспечивает излучение оптического импульса (137).
2. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что п/п элемент (100) содержит буферный слой (150), который расположен между активным слоем (130) и вторым контактным слоем (160), а буферный слой (150) обеспечивает образование р-n перехода (155) со вторым контактным слоем (160).
3. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что электрический импульс (300), поданный на контактные слои (120) и (160), имеет куполообразную форму и длительность импульса в наносекундном диапазоне.
4. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что первый контактный слой (120), активный слой (130) и запорный слой (140) являются сильно легированными слоями р-типа, а второй контактный слой (160) является слоем n-типа.
5. Источник оптического излучения по п.2, отличающийся тем, что буферный слой (150) является легированным, подобно активному слою (130).
6. Источник оптического излучения по п.2, отличающийся тем, что перенос носителей в буферный слой (150) зависит от силы электрического импульса (300), поданного на контактные слои (120) и (160).
7. Источник оптического излучения по п.2, отличающийся тем, что буферный слой (150) обеспечивают генерацию оптического излучения (147) для оптической накачки активного слоя (130) и что запорный слой (140) является прозрачным для оптического излучения (147), генерируемого в буферном слое (150).
8. Источник оптического излучения по п.2, отличающийся тем, что запрещенная зона (136) оптически активного слоя (130) и запрещенная зона (156) буферного слоя (150) по меньшей мере примерно равны по величине для того, чтобы буферный слой (150) обеспечил оптическую накачку оптически активного слоя (130).
9. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что коэффициент преломления оптически активного слоя (130) больше коэффициентов преломления окружающих слоев (120) и (140), таким образом активный слой (130) формирует оптический волновод.
10. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что оптически активный слой (130) выполнен с возможностью функционирования в качестве оптического резонатора.
11. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что запрещенная зона (136) оптически активного слоя (130) выполнена с возможностью излучения оптического импульса (137) заданной длины волны.
12. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что запрещенная зона (136) оптически активного слоя (130) выполнена с возможностью ограничения стимулированной рекомбинации в области перехода (125) между активным слоем (130) и первым контактным слоем (120).
13. Источник оптического излучения по п.1, отличающийся тем, что профиль запрещенной зоны (136) по сечению активного слоя (130) таков, что уменьшает продолжительность перераспределения носителей после прохождения электрического импульса (300).
14. Источник оптического излучения по п.2, отличающийся тем, что запрещенная зона (156) буферного слоя (150) выполнена с возможностью ограничения стимулированной рекомбинации в области перехода (145) между запорным слоем (140) и буферным слоем (150).
15. Способ генерации оптического излучения в полупроводниковом элементе (100), содержащий несколько функционально связанных полупроводниковых структур, и содержащий следующие этапы:
подача (802) электрического импульса (300) к первому (120) и второму (160) контактному слою для обеспечения энергией полупроводниковых слоев между слоями (120) и (160);
инжектирование (804) носителей посредством электрического импульса (300) из р-n перехода (155) к активному слою (130), накачка энергии в активный слой (130);
излучение (818) оптического импульса (137) из активного слоя (130) посредством энергии накачки, отличающийся тем, что полупроводниковый элемент (100) также содержит запорный слой (140), который расположен между активным слоем (130) и р-n переходом, активный слой (130) расположен между слоями: первым контактным слоем (120) и запорным слоем (140), которые образуют потенциальные барьеры по обе стороны активного слоя (130), ограничение (806) переноса носителей к активному слою (130) запорным слоем (140) так, что при прохождении переднего фронта импульса (300) плотность носителей в активном слое (130) ниже порогового уровня, необходимого для генерации оптического импульса (137), предупреждение (808) генерации оптического импульса (137) происходит за счет отрицательной величины полного коэффициента усиления (202) при прохождении переднего фронта импульса (300), и излучение (818) оптического импульса (137) в активном слое (130) происходит как результат положительного усиления в активном слое (130) при прохождении заднего фронта импульса (300).
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что управление (812) полупроводниковым элементом (100) происходит с использованием буферного слоя (150), который расположен между активным слоем (130) и контактным слоем (160), буферный слой (150) образует р-n переход (155) с контактным слоем (160).
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что управление (812) полупроводниковым элементом (100) происходит посредством контроля переноса носителей в буферном слое (150) с помощью электрического импульса (300), поданного на контактные слои (120) и (160).
18. Способ по п.15, отличающийся тем, что обеспечивается (802) электрический импульс (300), который имеет куполообразную форму и длительность в наносекундном диапазоне.
19. Способ по п.15, отличающийся тем, что первый контактный слой (120), активный слой (130) и барьерный слой (140) являются сильнолегированными слоями р-типа, а второй контактный слой (160) является слоем n-типа.
20. Способ по п.15, отличающийся тем, что генерация оптического излучения (810) буферным слоем (150) происходит для оптической накачки активного слоя (130).
21. Способ по п.15, отличающийся тем, что коэффициент преломления оптически активного слоя (130) больше коэффициента преломления окружающих слоев (120) и (140), что активный слой (130) формирует оптический волновод.
22. Способ по п.15, отличающийся тем, что оптически активный слой (130) является оптическим резонатором.
23. Способ по п.15, отличающийся тем, что обеспечивается излучение (818) оптического импульса (137) на заданной длине волны из оптического слоя (130).
24. Способ по п.15, отличающийся тем, что ограничение (816) стимулированной рекомбинации происходит посредством расширения запрещенной зоны (136) активного слоя (130) в области перехода (125) между активным слоем (130) и первым контактным слоем (120).
25. Способ по п.15, отличающийся тем, что ограничение (816) стимулированной рекомбинации происходит посредством расширения запрещенной зоны (156) буферного слоя (150) в области перехода (145) между запорным слоем (140) и буферным слоем (150).
26. Способ по п.15, отличающийся тем, что сокращение (814) времени перераспределения носителей после прохождения электрического импульса (300) происходит за счет постепенного сужения запрещенной зоны (136) в поперечном сечении активного слоя (130) в области перехода (135) между активным слоем (130) и запорным слоем (140).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20020133A FI20020133A0 (fi) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Menetelmõ optisen sõteilyn tuottamiseksi, ja optisen sõteilyn lõhde |
| FI20020133 | 2002-01-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004125651A true RU2004125651A (ru) | 2005-04-10 |
| RU2306650C2 RU2306650C2 (ru) | 2007-09-20 |
Family
ID=8562903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004125651/28A RU2306650C2 (ru) | 2002-01-24 | 2003-01-23 | Способ генерации оптического излучения и источник оптического излучения |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6870194B2 (ru) |
| EP (1) | EP1476925A1 (ru) |
| FI (1) | FI20020133A0 (ru) |
| RU (1) | RU2306650C2 (ru) |
| WO (1) | WO2003063311A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20085512A0 (fi) * | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Oulun Yliopisto | Puolijohdelaser |
| KR101103963B1 (ko) * | 2009-12-01 | 2012-01-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 그 제조방법 |
| RU2494532C1 (ru) * | 2012-11-08 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Генератор импульсов тока |
| RU2494533C1 (ru) * | 2012-11-08 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Способ оптической накачки лазера |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806997A (en) * | 1985-06-14 | 1989-02-21 | AT&T Laboratories American Telephone and Telegraph Company | Double heterostructure optoelectronic switch |
| US5010374A (en) * | 1990-06-05 | 1991-04-23 | At&T Bell Laboratories | Quantum well laser utilizing an inversion layer |
| US5338944A (en) * | 1993-09-22 | 1994-08-16 | Cree Research, Inc. | Blue light-emitting diode with degenerate junction structure |
| DE19703612A1 (de) * | 1997-01-31 | 1998-08-06 | Siemens Ag | Halbleiterlaser-Bauelement |
-
2002
- 2002-01-24 FI FI20020133A patent/FI20020133A0/fi unknown
-
2003
- 2003-01-23 WO PCT/FI2003/000057 patent/WO2003063311A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-01-23 EP EP03700325A patent/EP1476925A1/en not_active Withdrawn
- 2003-01-23 RU RU2004125651/28A patent/RU2306650C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-01-24 US US10/350,068 patent/US6870194B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1476925A1 (en) | 2004-11-17 |
| RU2306650C2 (ru) | 2007-09-20 |
| US6870194B2 (en) | 2005-03-22 |
| FI20020133A0 (fi) | 2002-01-24 |
| US20040012012A1 (en) | 2004-01-22 |
| WO2003063311A1 (en) | 2003-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yen et al. | Switching of GaAs IMPATT diode oscillator by optical illumination | |
| Kressel et al. | Large‐Optical‐Cavity (AlGa) As–GaAs Heterojunction Laser Diode: Threshold and Efficiency | |
| Zhao et al. | Transient temperature response of vertical-cavity surface-emitting semiconductor lasers | |
| Portnoi et al. | Superhigh-power picosecond optical pulses from Q-switched diode laser | |
| Slipchenko et al. | Model of steady-state injection processes in a high-power laser-thyristor based on heterostructure with internal optical feedback | |
| Namizaki et al. | Large‐optical‐cavity GaAs‐(GaAl) As injection laser with low‐loss distributed Bragg reflectors | |
| RU2004125651A (ru) | Способ генерации оптического излучения и источник оптического излучения | |
| EP1210752A1 (en) | Semiconductor laser device for electro-optic applications and method for manufacturing said device | |
| Pankove et al. | A pnpn optical switch | |
| JP2001210860A (ja) | 光装置 | |
| US20100020837A1 (en) | Semiconductor light emission device having an improved current confinement structure, and method for confining current in a semiconductor light emission device | |
| US20080029757A1 (en) | Semiconductor device having a laterally injected active region | |
| CN113851563B (zh) | 一种薄膜型半导体芯片结构及应用其的光电器件 | |
| US7103080B2 (en) | Laser diode with a low absorption diode junction | |
| RU2557359C2 (ru) | Лазер-тиристор | |
| Gigase et al. | Threshold reduction through photon recycling in semiconductor lasers | |
| RU2724244C1 (ru) | Лазер-тиристор | |
| CN113659433A (zh) | 带有n面非注入区窗口的半导体激光器 | |
| EP0388149B1 (en) | A semiconductor laser device and a method for the production of the same | |
| JPH0426558B2 (ru) | ||
| US9601895B2 (en) | Ultra fast semiconductor laser | |
| KR0141057B1 (ko) | 반도체 레이저 제조방법 | |
| CN104600565A (zh) | 一种具有低电子泄漏的砷化镓激光器及其制作方法 | |
| Ali et al. | Design Analysis of Linear Graded Quantum barriers in Ultavoilet-C Laser Diodes | |
| GB2428884A (en) | Avalanche quantum intersubband transition semiconductor laser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110124 |