SU722509A3 - Поверхностный лазер - Google Patents

Description

и осуществл ет возбуждение активног сло  5, в котором осуществл етс  ге нераци  измерени  поверхностного ла зера. Внешний источник 1 лазерной нака ки совмещен с подложкой 2 поверхносткого лазера. Подложка 2 выполне на из полупроводникового материала, предпочтительно из GaAs, однако могу быть использованы другие полупровод ни :оБЫе составы III-У и смещенные тр компокентны в материалы 1II-Y,. На поверхности подложки 2 нанесен изол ционный слой 3. Изол ционный слой быть выполнен из соответствую щего окисного материала и снабжен проход щим сквозь него .к подложке 2 отверстием. Кроме того, поверхностный лазер содержит гетеромезаструктуру 4 из полупроводникового м териала, котора  сформирована на под ложке 2 так, что она проходит вертикально наружу через отверстие в изол ционном слое 3. На поверхности гетеромезаструктуры 4 находитс  активный элемент 5 дл  генерации излу чени  поверхностного лазера. Если подложка выполнена из GaAs, то гете ромезаструктура представл ет собой выращенный методом эпитаксии слой GaAs, а активный элемент 5 - выращенный методом эпитаксии слой (. As. Излучение лазера создаетс  в активном слое 5, выращенном на поверхности гетеромезаструктуры 4 GaAs. Такой принцип создает обратную св зь с генерирующей средо через грани краев гетеромезаструкту ры, создава .волновод в активной среде благодар  более высокому индексу рефракции 3 , и удоб ное возбуждение за счет прозрачности GaAs к излучению, у запрещенной зоны 3 .s Поверхностный лазер, показанный на фиг.2, представл ет собой мезаструктуру 4, выращенную через окисный трафарет 3 на подложке 2 из GaAs. Наход щийс  сверху активный слой 5 представл ет собойсплав галли , инди  и мышь ка. Дл  смещени  запрещенной зоны вниз по отношению к запрещенной зоне GaAs с целью ограничени  создаваемого лазером излучени  и поглощени  возбуждающей радиации требуетс  только небольшое количество инди  (несколько процентов ) . Состав этого сплава близок к Gao,95 0,05 As , Дл  выращивани  гетероэпитаксиал ной мезаструктуры 4 может быть выбра р д эпитаксиальных процессов в-жидкой и парообразной фазах. Обычно при таком типе выращивани  процессы в жидкой фазе не примен ютс , так как ку-хны два различных материала и п1зедлагаеь«е размеры гетеромезаструктуры 4 не могут быть легко упт;ав, п . Предпочтительным процессом приготовлени  гетеромезаструктуры 4  вл етс  процесс в парообразной фазе, при котором используетс  галлий , сплав галли  с индием, хлористый водород и арсин при избытке водорода , С помощью такого процесса можно вырастить GaAs, за которым следует выращивание составов трехкомпонентных сплавов инди  в GaAs. Скорости выращивани  достаточно низки, так что приготовлением таких тонких пленок можно управл ть и сделать процесс воспроизводимым. Эти гетероэпитаксиальные пленки выращивают через окисные трафареты. Такой способ предусматривает уникальное формирование оптического резонатора с параллельными противоположньц .и гран ми без надобности в расщеплении таких поверхностей. Точна  геометрическа  форма отверстий в трафаретах в этом случае  вл етс  критичной, поскольку стороны нарастани  должны быть параллельны одна другой и перпендикул рны к подложке. Чтобы получить такую геометрическую форму, используетс  ромбообразный трафарет. Ориентаци  трафарета ,по отношению к подложке показана на фиг. 3. Могут быть также другие ориентации , позвол ющие получить такую граненую конфигурацию. Как это требуетс  дли эффективной работы устройства в поверхностном лазере можно получить генерацию на одиночном типе оптических колебаний или на нескольких типах низшего пор дка . На фиг. 4 показаны дисперсионные кривые пассивной среды дл  возможных режимов распространени  в поверхностном лазере (V/C - фазова  скорость лазера, d - толщина волновода, А - длина излучени  лазера). Обычно эпитаксиальный поверхностный лазер находитс  в контакте с халькогенидной стекл нной пленкой, следовательно, кривые рассчитаны дл  многодиэлектрического сло  п, п и п, где п - индекс халькогенидного cj-екла, п - индекс Ga.OnAs , а п - индекс GaAs, Как можно видеть из графиков режим распространени  на одиночном типе колебаний можно получить при A/dg 1,5... Легирование сло  5 из Ga3nAs регулируетс  дл  получени  минимального порога лазера. При этом важны два обсто тельства: используемый процесс излучательной рекомбинации и наиболее низкие оптические потери в зависимости от совершенства пленки и, кроме того, длины волны излу чательной эмиссии по отношению к краю полосы, В конечном счете, эпитаксиальный слой 5 может быть отнесен к GaAs дл  того, чтобы обеспечить тонкую, пленку GaAs, создана погруженный генерирующий слой, что

исключает эффекты поверхностной рекомбинации .

изобретени 

Формула

Поверхностный лазер, содержащий полупроводниковую подложку с активным слоем и внешний лазерный источник накачки, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции при осуществлении накачки через

подложку. На подложку нанесен изолирующий слой с отверстием, в котором размещена гетеромезаструктура из полупроводникового материала, на поверхности которой нанесен активный слой.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Soffer В.Н., Me. Far«anee. АррЕ . Phys Lett, 1967, ( 10,

p. 266.

2.Патент США 3568087,

0 кл. 331-945, опублик. 1971.

2 мкм

-5

Л

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Поверхностный лазер, содержащий полупроводниковую подложку с активным слоем и внешний лазерный источник накачки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при осуществлении накачки через подложку, на подложку нанесен изолирующий слой с отверстием, в котором размещена гетеромезаструктура из полу проводникового материала, на поверхности которой нанесен активный слой.