eng
Выпуск #4/2008
Й.Коэф, М.Фишер, М.Легге, Й.Сейферт, Р.Вернер.
Лазеры с распределенными брэгговскими решетками на квантовых ямах, точках и с квантовыми каскадами
Лазеры с распределенными брэгговскими решетками на квантовых ямах, точках и с квантовыми каскадами
Просмотры: 5241
Квантовые ямы – тонкие полупроводниковые (п/п) слои, как правило нанометровой толщины, внедренные в п/п матрицу. Эти хорошо управляемые слои действуют в качестве активной области п/п лазерных диодов (ЛД), оптическая эмиссия которых может настраиваться путем использования селективно-волновых элементов, таких как распределенные решетки с обратной связью (DFB-решетки), встраиваемые в лазерную структуру. В статье дается обзор технологий изготовления п/п ЛД с DFB-решетками.
Современные п/п ЛД играют важную роль в различных областях повседневной жизни. Диапазон их применения широк: от блоков записи-считывания CD- и DVD-проигрывателей до источников сигнала в оптоволоконных (ОВ) сетях передачи данных (Интернет и сети связи) и сверхчувствительных датчиков, основанных на использовании спектров поглощения настраиваемых ЛД. Такие приборы благодаря их малым размерам могут быть легко интегрированы в компактную оптическую систему. На рис.1 показаны для сравнения размеры п/п лазера и человеческого волоса.
Многомодовые (ММ) ЛД, то есть диоды, имеющие широкий спектр излучения, используются для таких задач, как считывание информации, хранящейся на CD, тогда как одномодовые (ОМ) ЛД, имеющие точно установленную длину волны, требуются для решения других задач, характерных для систем связи или измерительных датчиков. Например, техника волнового мультиплексирования [1], широко используемая в современных сетях связи, основана на том, что много различных несущих длин волн передаются одновременно по одному оптическому волокну. Для приложений с сенсорами/датчиками требуются перестраиваемые ОМ ЛД для сканирования линий поглощения различных веществ (например, сопутствующих газовых примесей) с высоким спектральным разрешением [2].
Основы DFB-лазеров
Для получения ОМ-излучения п/п ЛД в многослойную структуру лазера можно интегрировать селективно-волновой элемент, например DFB-решетку. Световая волна, распространяющаяся внутри лазерного резонатора, взаимодействует со структурой этой решетки, что приводит к периодической модуляции показателя преломления (ПП). В зависимости от того, приводит ли структура решетки к преимущественному изменению вещественной или мнимой части ПП, различают DFB-лазеры, связанные с ПП, и связанные с усилением. Длину волны излучения можно, в конечном счете, подстроить путем изменения периода DFB-решетки.
Один из путей описания механизма функционирования распределенной обратной связи, при котором происходит частичное отражение световой волны от каждого сегмента решетки, состоит в использовании так называемой теории связных мод [3], объяснение которой, к сожалению, выходит за рамки этой статьи. Вместо этого мы остановимся более подробно на различных технологических аспектах производства таких лазеров.
Производство п/п лазеров с DFB-решеткой
Недостатки обычных технологий производства
Обычный процесс производства п/п DFB-лазеров основан на формировании структуры решетки, вытравливаемой в лазерной резонансной полости. На рис.2 показан разрез такого лазера со структурой решетки, вытравленной в волноводе.
Для завершения процесса формирования структуры лазерного прибора необходимо закрыть открытую поверхность решетки п/п материалом, используя процесс эпитаксиального наращивания. Этот процесс таит в себе много сложностей, таких как внедрение дефектов, в частности, загрязнение алюминием п/п сплава, окисление и последующее загрязнение.
Лазеры, полученные таким способом, обычно относятся к DFB-лазерам, связанным с ПП. У таких лазеров вещественная часть ПП изменяется периодически вдоль оси решетки. Из теории известно, что в этом случае в DFB-лазере разрешенными являются две продольные моды с тем же самым минимальным пороговым током, хотя генерация лазером одной из этих мод зависит от фазы решетки на торцевой грани резонатора. Из-за недостаточной точности процесса контроля при расщеплении лазерного кристалла получение ОМ-приборов с заданной длиной волны само по себе ограничено [4]. Этот недостаток можно устранить путем внесения фазового сдвига λ/4 в структуру решетки. Этот факт, в свою очередь, связан с другим недостатком, таким как появление провала на спектральной характеристике [5].
При переходе от преимущественного изменения ПП (характерного для DFB-лазеров, связанных с ПП) к изменению, характерному для DFB-лазеров, связанных с усилением (что достигается внесением периодически изменяющихся потерь, или усиления, в канал резонатора ЛД, то есть внесением пространственно-периодического изменения усиления вдоль структуры решетки), тенденция к образованию такого провала в спектральной характеристике уменьшается. Однако этап эпитаксиального наращивания, тем не менее, необходим [6].
Лазер с решеткой за пределами активной области
Вышеупомянутых недостатков можно избежать, применяя новую технологию, основанную на использовании продольной металлической решетки Брэгга. На рис.3 схематически показан вид типичного DFB-лазера, использующего такую особенность. Для этой конструкции решетка формируется с помощью электронно-лучевой литографии продольно по отношению к твердотельной части лазера, в которой распространяется оптическая мода. Материал решетки – металл (например, хром), дающий как большую мнимую, так и достаточно большую вещественную составляющие ПП, а следовательно, обеспечивающий комплексную связь лазерной моды с решеткой. На рис.4 показана электронная фотография твердотельного волновода, вытравленного в п/п пластине, и продольная металлическая брэгговская решетка.
Затухающее поле световой волны, которая выходит из гребня волновода в продольном направлении, взаимодействует затем с решеткой, как показано на рис.3. Высота и ширина гребня тщательно выбираются, чтобы добиться оптимальной связи между световой модой и решеткой. Главное преимущество этой технологии в том, что она полностью устраняет необходимость этапа эпитаксиального наращивания после формирования решетки, так как решетка (в отличие от обычной лазерной DFB-структуры) не лежит внутри лазерной активной области. Фактически гребневой волновод формируется до осаждения слоя с решеткой, что позволяет тестировать параметры лазера до того, как будет определена решетка. Процесс изготовления лазера заканчивается осаждением слоя полиимида, покрывающего лазерный гребень. Этот слой уплощает структуру, верхний и нижний контакты которой используются для инжекции тока в прибор.
Полная схема технологического процесса теперь существенно упрощается по сравнению с обычной схемой процесса изготовления лазера. Эту технологию можно применять для всех п/п соединений (А3В5) оптоэлектронных систем, таких как GaAs-, InP- или GaSb-гетероструктур. Такой подход дает возможность простого, дешевого и быстрого изготовления ОМ ЛД, излучающих в широком спектральном диапазоне. Например, можно достичь лазерного излучения в спектральном диапазоне 760–1500 нм с помощью структур на основе GaAs-подложки с использованием эпитаксиального материала с квантовыми точками. Для спектрального диапазона 1300–1900 нм наиболее пригодны лазерные структуры на основе InP.
Для длинноволнового ИК-диапазона можно применять гетероструктуры на основе GaSb, хотя для систем с этим конкретным материалом достаточно сложно реализовать этап эпитаксиального наращивания. Так, используя концепцию продольной металлической брэгговской решетки, недавно были успешно изготовлены DFB-лазеры с длиной волны излучения 2,8 мкм.
Свойства DFB-лазеров с продольной металлической брэгговской решеткой
Спектр излучения лазеров при наличии или отсутствии продольной металлической брэгговской решетки показан на рис.5. Длиной волны излучения λ можно точно управлять с помощью периода решетки Λ, используя так называемое условие Брэгга:
λ = 2neff Λ,
где neff – эффективный ПП лазерной структуры. Оно следует из понятия ПП использованного п/п соединения и распределения электрического поля световой моды внутри лазерного резонатора. Длины волн лазеров, показанных на рис.5, центрируются относительно значения 1368 нм. Это значит, что такие источники излучения сверхчувствительны к влажности, которая ответственна за доминирующую в этом районе линию поглощения 1368,6 нм [7].
В этом случае можно использовать тот факт, что точную подстройку длины волны удается получить путем небольшого изменения тока возбуждения. Для рассматриваемых здесь лазерных приборов относительная величина перестройки длины волны составляет примерно 0,02 нм/мА. Следовательно, линии поглощения испытуемых образцов можно мониторить с большой точностью. Амплитуда и ширина (FWHM) измеренной линии дает информацию о концентрации и парциальном давлении, соответственно, того вещества, которое мониторится. На рис.6 приведен график зависимости выходной оптической мощности такого лазера от тока при нормальных условиях, на котором виден провал в характеристике, вызванный поглощением лазерного излучения парами воды в воздухе. Здесь длина поглощения составила около 10 см, что демонстрирует большие потенциальные возможности этих лазерных приборов в качестве высокочувствительных сенсоров. В настоящее время типичная чувствительность устройств для анализа поглощения с помощью ЛД составляет несколько миллиардных долей (ppb) [2].
Лазеры на квантовых точках
Кроме слоев с обычными квантовыми ямами, для производства лазеров с продольными металлическими брэгговскими решетками используются структуры с квантовыми точками. В них квантовая яма заменяется маленькими п/п островками размером порядка несколько нанометров, которые подчиняются квантово-механическим ограничениям. Такие материалы с квантовыми точками обеспечивают усиление в большем спектральном диапазоне. Это означает, что для производимых ОМ ЛД будет доступен более широкий спектральный диапазон [8]. Более того, лазеры на основе квантовых точек имеют более низкий порог плотности тока и меньшую температурную зависимость порогового тока по сравнению с лазерами на квантовых ямах. Эта особенность дает возможность таким приборам работать при более высокой рабочей температуре.
Лазеры с квантовыми каскадами
Одно из типичных приложений (указанных выше), где применяются сенсоры на основе DFB-лазеров, использует тот факт, что вращательно-колебательные переходы в любых важных (с точки зрения приложений) газах и жидкостях расположены в близком ИК-диапазоне, то есть в спектральном диапазоне излучения лазеров на квантовых ямах и квантовых точках. Однако множественность этих переходов ярко демонстрирует концентрацию поглощения в среднем ИК-диапазоне (то есть вращательно-колебательные переходы между основными электронными состояниями), которые на порядок выше тех, что имеют место в близком ИК-диапазоне (и обусловлены вращательно-колебательными переходами между возбужденными электронными состояниями). Поэтому когерентный ОМ-источник света в среднем ИК-диапазоне может дать больше преимуществ для приложений, использующих его в качестве сенсора, особенно если требуются высокая чувствительность и широкие пределы детектирования.
До сих пор этот спектральный диапазон был доступен только лазерам на солях свинца, которые требуют дорогого и затратного по времени охлаждения жидким азотом. С появлением несколько лет назад так называемых лазеров на квантовых каскадах (QCL) [9] стали доступны новые п/п источники света в среднем ИК-диапазоне, которые могут работать при комнатной температуре или чуть ниже ее. Лазеры QCL – однополярные приборы, то есть их световое излучение – результат внутризонных переходов электронов в зоне проводимости. Технологически приборы формируются как последовательность специально спроектированных эпитаксиальных слоев в процессе роста структуры. Лазеры типа QCL не имеют каких-то фундаментальных ограничений на верхнюю граничную длину волны излучения. Так, длины волн б'ольшие, чем 3,4 мкм, можно реализовать с помощью QCL на основе InP, а излучение в спектральном диапазоне выше 8 мкм становится возможным при использовании GaAs-подложек.
Можно получить ОМ-излучение, используя продольную металлическую решетку в структуре QCL. Например, DFB-решетка может быть расположена на вершине гребня волновода, как это показано на рис.7. При такой конструкции структура решетки вытравливается в п/п материале, а ее штрихи (бороздки) заполняются затем металлом, который играет роль контакта при инжекции тока в прибор. Аналогично концепции продольной металлической решетки, описанной выше, эта структура решетки также обеспечивает пространственно-периодические изменения ПП для направляемой световой моды, которая (в свою очередь) создает излучение ОМ-лазера. Пример спектра излучения и выходная характеристика DFB-QCL-лазера с решеткой поверх гребня волновода показан на рис.8. Этот прибор может работать в импульсном режиме при комнатной температуре, излучая длину волны 10,8 мкм, которая, в частности, может использоваться для высокочувствительного детектирования NH3.
Новая концепция DFB-лазеров с продольной металлической решеткой позволяет осуществить экономичное производство ЛД, излучающих в широком спектральном диапазоне. В отличие от обычной технологии DFB-решеток она позволяет полностью исключить этапы сложного эпитаксиального наращивания. Вместо этого можно использовать более простой процесс, применимый ко всем установившимся полупроводниковым соединениям (А3В5) в оптоэлектронике и облегчить тем самым путь к созданию приборов, излучающих желаемую длину волны и дающих большой выход годных. Диапазон применений этих DFB-лазеров простирается от создания сенсоров (используемых для анализа окружающей среды, в медицине и системах обеспечения безопасности) до процессов управления, систем связи и других приложений.
Перевод статьи J.Koeth, M.Fischer, M.Legge, J.Seufert, R.Werner. Quantum well-, quantum dot-, and quantum cascade lasers with DFB-gratings. – Photonik International, 2006, p.60–63. выполнен редакцией журнала "Фотоника" и публикуется с разрешения редакции журнала Photonik (Germany).
Литература
1. H.Suzuki et al. – IEEE Photon. Technol. Lett. 2000, v.12, p.903.
2. P.Werle. Diode-Laser Sensors for in-situ Gas Analysis. – In: Lasers in Environmental and Life Sciences – Modern Analytical Methods, Springer, Heidelberg, 2004, p.223.
3. H.Kogelnik, C.Shank. – J. Appl. Phys., 1972, v.43, p.2327.
4. J.Buus. – Electron. Lett., 1985, v.21, p.179.
5. J.Whiteaway et al. – IEEE. J. Quantum Electron., 1992, v.28, p.1277.
6. G.Li et al. – Electron. Lett., 1992, v.28, p.1726.
7. HITRAN database: http://cfa-www.harvard.edu/hitran
8. F.Schaefer et al. – Appl. Phys. Lett., 1999, v.74, p.2915.
9. J.Faist et al. – Science, 1994, Issue 264, p.553.
Многомодовые (ММ) ЛД, то есть диоды, имеющие широкий спектр излучения, используются для таких задач, как считывание информации, хранящейся на CD, тогда как одномодовые (ОМ) ЛД, имеющие точно установленную длину волны, требуются для решения других задач, характерных для систем связи или измерительных датчиков. Например, техника волнового мультиплексирования [1], широко используемая в современных сетях связи, основана на том, что много различных несущих длин волн передаются одновременно по одному оптическому волокну. Для приложений с сенсорами/датчиками требуются перестраиваемые ОМ ЛД для сканирования линий поглощения различных веществ (например, сопутствующих газовых примесей) с высоким спектральным разрешением [2].
Основы DFB-лазеров
Для получения ОМ-излучения п/п ЛД в многослойную структуру лазера можно интегрировать селективно-волновой элемент, например DFB-решетку. Световая волна, распространяющаяся внутри лазерного резонатора, взаимодействует со структурой этой решетки, что приводит к периодической модуляции показателя преломления (ПП). В зависимости от того, приводит ли структура решетки к преимущественному изменению вещественной или мнимой части ПП, различают DFB-лазеры, связанные с ПП, и связанные с усилением. Длину волны излучения можно, в конечном счете, подстроить путем изменения периода DFB-решетки.
Один из путей описания механизма функционирования распределенной обратной связи, при котором происходит частичное отражение световой волны от каждого сегмента решетки, состоит в использовании так называемой теории связных мод [3], объяснение которой, к сожалению, выходит за рамки этой статьи. Вместо этого мы остановимся более подробно на различных технологических аспектах производства таких лазеров.
Производство п/п лазеров с DFB-решеткой
Недостатки обычных технологий производства
Обычный процесс производства п/п DFB-лазеров основан на формировании структуры решетки, вытравливаемой в лазерной резонансной полости. На рис.2 показан разрез такого лазера со структурой решетки, вытравленной в волноводе.
Для завершения процесса формирования структуры лазерного прибора необходимо закрыть открытую поверхность решетки п/п материалом, используя процесс эпитаксиального наращивания. Этот процесс таит в себе много сложностей, таких как внедрение дефектов, в частности, загрязнение алюминием п/п сплава, окисление и последующее загрязнение.
Лазеры, полученные таким способом, обычно относятся к DFB-лазерам, связанным с ПП. У таких лазеров вещественная часть ПП изменяется периодически вдоль оси решетки. Из теории известно, что в этом случае в DFB-лазере разрешенными являются две продольные моды с тем же самым минимальным пороговым током, хотя генерация лазером одной из этих мод зависит от фазы решетки на торцевой грани резонатора. Из-за недостаточной точности процесса контроля при расщеплении лазерного кристалла получение ОМ-приборов с заданной длиной волны само по себе ограничено [4]. Этот недостаток можно устранить путем внесения фазового сдвига λ/4 в структуру решетки. Этот факт, в свою очередь, связан с другим недостатком, таким как появление провала на спектральной характеристике [5].
При переходе от преимущественного изменения ПП (характерного для DFB-лазеров, связанных с ПП) к изменению, характерному для DFB-лазеров, связанных с усилением (что достигается внесением периодически изменяющихся потерь, или усиления, в канал резонатора ЛД, то есть внесением пространственно-периодического изменения усиления вдоль структуры решетки), тенденция к образованию такого провала в спектральной характеристике уменьшается. Однако этап эпитаксиального наращивания, тем не менее, необходим [6].
Лазер с решеткой за пределами активной области
Вышеупомянутых недостатков можно избежать, применяя новую технологию, основанную на использовании продольной металлической решетки Брэгга. На рис.3 схематически показан вид типичного DFB-лазера, использующего такую особенность. Для этой конструкции решетка формируется с помощью электронно-лучевой литографии продольно по отношению к твердотельной части лазера, в которой распространяется оптическая мода. Материал решетки – металл (например, хром), дающий как большую мнимую, так и достаточно большую вещественную составляющие ПП, а следовательно, обеспечивающий комплексную связь лазерной моды с решеткой. На рис.4 показана электронная фотография твердотельного волновода, вытравленного в п/п пластине, и продольная металлическая брэгговская решетка.
Затухающее поле световой волны, которая выходит из гребня волновода в продольном направлении, взаимодействует затем с решеткой, как показано на рис.3. Высота и ширина гребня тщательно выбираются, чтобы добиться оптимальной связи между световой модой и решеткой. Главное преимущество этой технологии в том, что она полностью устраняет необходимость этапа эпитаксиального наращивания после формирования решетки, так как решетка (в отличие от обычной лазерной DFB-структуры) не лежит внутри лазерной активной области. Фактически гребневой волновод формируется до осаждения слоя с решеткой, что позволяет тестировать параметры лазера до того, как будет определена решетка. Процесс изготовления лазера заканчивается осаждением слоя полиимида, покрывающего лазерный гребень. Этот слой уплощает структуру, верхний и нижний контакты которой используются для инжекции тока в прибор.
Полная схема технологического процесса теперь существенно упрощается по сравнению с обычной схемой процесса изготовления лазера. Эту технологию можно применять для всех п/п соединений (А3В5) оптоэлектронных систем, таких как GaAs-, InP- или GaSb-гетероструктур. Такой подход дает возможность простого, дешевого и быстрого изготовления ОМ ЛД, излучающих в широком спектральном диапазоне. Например, можно достичь лазерного излучения в спектральном диапазоне 760–1500 нм с помощью структур на основе GaAs-подложки с использованием эпитаксиального материала с квантовыми точками. Для спектрального диапазона 1300–1900 нм наиболее пригодны лазерные структуры на основе InP.
Для длинноволнового ИК-диапазона можно применять гетероструктуры на основе GaSb, хотя для систем с этим конкретным материалом достаточно сложно реализовать этап эпитаксиального наращивания. Так, используя концепцию продольной металлической брэгговской решетки, недавно были успешно изготовлены DFB-лазеры с длиной волны излучения 2,8 мкм.
Свойства DFB-лазеров с продольной металлической брэгговской решеткой
Спектр излучения лазеров при наличии или отсутствии продольной металлической брэгговской решетки показан на рис.5. Длиной волны излучения λ можно точно управлять с помощью периода решетки Λ, используя так называемое условие Брэгга:
λ = 2neff Λ,
где neff – эффективный ПП лазерной структуры. Оно следует из понятия ПП использованного п/п соединения и распределения электрического поля световой моды внутри лазерного резонатора. Длины волн лазеров, показанных на рис.5, центрируются относительно значения 1368 нм. Это значит, что такие источники излучения сверхчувствительны к влажности, которая ответственна за доминирующую в этом районе линию поглощения 1368,6 нм [7].
В этом случае можно использовать тот факт, что точную подстройку длины волны удается получить путем небольшого изменения тока возбуждения. Для рассматриваемых здесь лазерных приборов относительная величина перестройки длины волны составляет примерно 0,02 нм/мА. Следовательно, линии поглощения испытуемых образцов можно мониторить с большой точностью. Амплитуда и ширина (FWHM) измеренной линии дает информацию о концентрации и парциальном давлении, соответственно, того вещества, которое мониторится. На рис.6 приведен график зависимости выходной оптической мощности такого лазера от тока при нормальных условиях, на котором виден провал в характеристике, вызванный поглощением лазерного излучения парами воды в воздухе. Здесь длина поглощения составила около 10 см, что демонстрирует большие потенциальные возможности этих лазерных приборов в качестве высокочувствительных сенсоров. В настоящее время типичная чувствительность устройств для анализа поглощения с помощью ЛД составляет несколько миллиардных долей (ppb) [2].
Лазеры на квантовых точках
Кроме слоев с обычными квантовыми ямами, для производства лазеров с продольными металлическими брэгговскими решетками используются структуры с квантовыми точками. В них квантовая яма заменяется маленькими п/п островками размером порядка несколько нанометров, которые подчиняются квантово-механическим ограничениям. Такие материалы с квантовыми точками обеспечивают усиление в большем спектральном диапазоне. Это означает, что для производимых ОМ ЛД будет доступен более широкий спектральный диапазон [8]. Более того, лазеры на основе квантовых точек имеют более низкий порог плотности тока и меньшую температурную зависимость порогового тока по сравнению с лазерами на квантовых ямах. Эта особенность дает возможность таким приборам работать при более высокой рабочей температуре.
Лазеры с квантовыми каскадами
Одно из типичных приложений (указанных выше), где применяются сенсоры на основе DFB-лазеров, использует тот факт, что вращательно-колебательные переходы в любых важных (с точки зрения приложений) газах и жидкостях расположены в близком ИК-диапазоне, то есть в спектральном диапазоне излучения лазеров на квантовых ямах и квантовых точках. Однако множественность этих переходов ярко демонстрирует концентрацию поглощения в среднем ИК-диапазоне (то есть вращательно-колебательные переходы между основными электронными состояниями), которые на порядок выше тех, что имеют место в близком ИК-диапазоне (и обусловлены вращательно-колебательными переходами между возбужденными электронными состояниями). Поэтому когерентный ОМ-источник света в среднем ИК-диапазоне может дать больше преимуществ для приложений, использующих его в качестве сенсора, особенно если требуются высокая чувствительность и широкие пределы детектирования.
До сих пор этот спектральный диапазон был доступен только лазерам на солях свинца, которые требуют дорогого и затратного по времени охлаждения жидким азотом. С появлением несколько лет назад так называемых лазеров на квантовых каскадах (QCL) [9] стали доступны новые п/п источники света в среднем ИК-диапазоне, которые могут работать при комнатной температуре или чуть ниже ее. Лазеры QCL – однополярные приборы, то есть их световое излучение – результат внутризонных переходов электронов в зоне проводимости. Технологически приборы формируются как последовательность специально спроектированных эпитаксиальных слоев в процессе роста структуры. Лазеры типа QCL не имеют каких-то фундаментальных ограничений на верхнюю граничную длину волны излучения. Так, длины волн б'ольшие, чем 3,4 мкм, можно реализовать с помощью QCL на основе InP, а излучение в спектральном диапазоне выше 8 мкм становится возможным при использовании GaAs-подложек.
Можно получить ОМ-излучение, используя продольную металлическую решетку в структуре QCL. Например, DFB-решетка может быть расположена на вершине гребня волновода, как это показано на рис.7. При такой конструкции структура решетки вытравливается в п/п материале, а ее штрихи (бороздки) заполняются затем металлом, который играет роль контакта при инжекции тока в прибор. Аналогично концепции продольной металлической решетки, описанной выше, эта структура решетки также обеспечивает пространственно-периодические изменения ПП для направляемой световой моды, которая (в свою очередь) создает излучение ОМ-лазера. Пример спектра излучения и выходная характеристика DFB-QCL-лазера с решеткой поверх гребня волновода показан на рис.8. Этот прибор может работать в импульсном режиме при комнатной температуре, излучая длину волны 10,8 мкм, которая, в частности, может использоваться для высокочувствительного детектирования NH3.
Новая концепция DFB-лазеров с продольной металлической решеткой позволяет осуществить экономичное производство ЛД, излучающих в широком спектральном диапазоне. В отличие от обычной технологии DFB-решеток она позволяет полностью исключить этапы сложного эпитаксиального наращивания. Вместо этого можно использовать более простой процесс, применимый ко всем установившимся полупроводниковым соединениям (А3В5) в оптоэлектронике и облегчить тем самым путь к созданию приборов, излучающих желаемую длину волны и дающих большой выход годных. Диапазон применений этих DFB-лазеров простирается от создания сенсоров (используемых для анализа окружающей среды, в медицине и системах обеспечения безопасности) до процессов управления, систем связи и других приложений.
Перевод статьи J.Koeth, M.Fischer, M.Legge, J.Seufert, R.Werner. Quantum well-, quantum dot-, and quantum cascade lasers with DFB-gratings. – Photonik International, 2006, p.60–63. выполнен редакцией журнала "Фотоника" и публикуется с разрешения редакции журнала Photonik (Germany).
Литература
1. H.Suzuki et al. – IEEE Photon. Technol. Lett. 2000, v.12, p.903.
2. P.Werle. Diode-Laser Sensors for in-situ Gas Analysis. – In: Lasers in Environmental and Life Sciences – Modern Analytical Methods, Springer, Heidelberg, 2004, p.223.
3. H.Kogelnik, C.Shank. – J. Appl. Phys., 1972, v.43, p.2327.
4. J.Buus. – Electron. Lett., 1985, v.21, p.179.
5. J.Whiteaway et al. – IEEE. J. Quantum Electron., 1992, v.28, p.1277.
6. G.Li et al. – Electron. Lett., 1992, v.28, p.1726.
7. HITRAN database: http://cfa-www.harvard.edu/hitran
8. F.Schaefer et al. – Appl. Phys. Lett., 1999, v.74, p.2915.
9. J.Faist et al. – Science, 1994, Issue 264, p.553.
Отзывы читателей
