发明名称 分布式移相半导体雷射
摘要 一种使用分布式移相结构之雷射(10)业已揭示。活性媒体(12)系以具第一与第二表面及两端部之条状构成。此条包含一大部分与两端部部分一其部分与两端部分之宽度不同。利用本发明活性媒体之雷射装置另外含至少-P-引导层(32)与至少-N-引导层(30),二者均具较活性媒体为高之带隙能量。P-引导层与N-引导层系位于活性媒体相对之表面。经由N-引导层、P-引导层以及活性媒体而注入之电流感生单模式,狭窄线宽度之相干光自活性媒体发生。
申请公布号 TW227625 申请公布日期 1994.08.01
申请号 TW081107858 申请日期 1992.10.03
申请人 威斯康辛校友研究基金会 发明人 法兰哥.西里拿;恭.陈
分类号 H01L21/428 主分类号 H01L21/428
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1﹒一种雷射装置包含两电极与一活性媒体于其间,此活性媒体系由半导体材料所组成包含具一长度与两端部部分之中央部分两端部部分各具一长度,中央部分与两端部部分具不同之宽度,中央部分之长度大于中央部分与两端部部分组合长度之约五分之一。2﹒根据申请专利范围第1项之雷射装置,其中中央部分系于活性媒体总长度之约五分之一与五分之四之间。3﹒根据申请专利范围第1项之雷射装贯,其中中央部分系于活性媒体总长度之约三分之一与三分之二之间。4﹒根据申请专利范围第1项之雷射装置,其中中央部分较宽于两端部部分。5﹒根据申请专利范围第1项之雷射装置,其中两端部部分之长度相等;且活性媒体于各两端部分满足下列特性方程式:─dR(z)/dz+(/2─j)R(z)=jKS(z)dS(z)/dz+(/2─j)S(z)=jKR(z)=z─o此处R(z)为顺向行波,S(z)为反向行波,为净値活性媒体之增益,为自布喇格Bragg波长之模式调谐,j为复合数,o为布喇格波长,以及z为z一方向之传播常数,该特性方程式具解对(i,i,i=1,2…)此满足以下边界状况:此处l1=各端部部分之长度,l2中央部分之长度,而z=0且指出雷射装置之中央。6﹒根据申请专利范围第5项之雷射装置,其中该中央部分之长度乘以中央部分与端部部分间z一方向传播常数中之差之乘积値系于/3与之间。7﹒根据申请专利范围第1项之雷射装置,包含邻接活性媒体表面之光栅元件。8﹒根据申请专利范围第7项之雷射装置,其中光栅元件均匀一致。9﹒根据申请专利范围第10项之雷射装置,其中诸电极为至少一P一引导层与至少一N一引导层。10﹒一种雷射装置包含两电极一具含平面输出于各端部之活性媒体乃于两电极之间,此活性媒体系由半导体材料所组成包含具一长度与两端部部分之中央部分两端部部分各具一长度,中央部分与两端部部分具不同之宽度,中有部分之长度为充分之大以使中央部分中央之光子强度对在平面输出之光子强度之比例为一因素其至少约1﹒5之小于对应之活性媒体之中央部分中央之光子强度封在平面输出之光子强度之比例,于此,中央部分与两端部部分具相同之宽度。11﹒根据申请专利范围第10项之雷射装置,其中中央部分系于活性媒体总长度之约三分之一与三分之二之间。12﹒根据申请专利范围第10项之雷射装置,其中中央部分较宽于两端部部分。13﹒根据申请专利范围第10项之雷射装置,其中中央部分所引介之移相系约/2。14﹒根据申请专利范围第10项之雷射装置,包含邻接活性媒体表面均匀之光栅元件。15﹒一种半导体雷射装置包含:(a)两电极;(b)于两电极之间之活性媒体具第一与第二表面邻接分别不同之该等电极之一,活性媒体包含一中央部分于两端部部分之间,中央部分之光传播常数不同于两端部部分之光传播常数以使由中央部分所产生之移相系约/2,中央部分之长度系于活性媒体总长度之约三分之一与三分之二之间;以及(c)邻接活性媒体表面之一之光栅元件。16﹒根据申请专利范围第15项之半导体雷射装置,其中中央部分较宽于两端部部分。17﹒一种半导体雷射装置包含:(a)两电极;(b)于两电极之间之活性媒体具第一与第二表面邻接分别之电极,活性媒体包含一中央部分于两端部部分之间各端部部分具一输出平面于其端部,具中央部分之宽度较大于两端部部分,中央部分之光传播常数较大于端部部分之光传播常数以使由中央部分所产生之移相系约为/2,以及于中央部分之中央之光子强度对于输出平面之光子强度之比例较之于均匀一致宽度之活性媒体缩减至少1﹒5之因素;以及(c)邻接活性媒体表面之一之均匀一致之光栅元件。18﹒根据申请专利范围第17项之半导体雷射装置,其中诸电极为至少一P一引导层与至少一N一引导层。19﹒根据申请专利范围第17项之半导体雷射装置,其中中央部分系于活性媒体总长度之约五分之一与五之之四之间。20﹒根据申请专利范围第17项之半导体雷射装置,其中中央部分系于活性媒体总长度之约三分之一与三之二之间。21﹒一种半导体雷射装置包含:(a)条状之活性媒体,此条状具第一与第二表面及两端,此条具一中央部分与两端部部分,中央部分较宽于两端部部分,两端部部分之宽度相同,以及中央部分之长度系于活性媒体总长度之约五分之一与五之之四之间;(b)至少P一引导层具较活性媒体为高之带隙能量,此至少一P一引导层系位于条之第一表面;(c)至少一N一引导层具较活性媒体为高之带隙能量,此至少一N一引导层系位于条之第二表面;(d)此活性媒体,此至少一P一式层与至少一N一式层均属半导体材料;(e)位于邻接条之第一表面之至少一P一式层之光栅元件:以及(f)经由N一引导层,P一引导层以及活性媒体而注入电流之设施,注入之电流足以自活性媒体产生雷射,光栅元件提供光反馈至活性媒体而中央部分则提供移相,藉此而发射单模式,狭线宽之相干光束。22﹒根据申请专利范围第21项之雷射装置,其中中央部分系于活性媒体总长度之约三分之一与三之二之间。23﹒根据申请专利范围第21项之雷射装置,另外包含两平面于活性媒体之两端之上,两平面具分别之反射系数p1与P2。24﹒根据申请专利范围第23项之雷射装置,其中p1=p2=0。25﹒根据申请专利范围第21项之雷射装置,其中两端部部分之长度相同,且该活性媒体满足下列之特性方程式:─dR(z)/dz+(/2─j)R(z)=jKS(z)dS(z)/dz+(/2─j)S(z)=jKR(z)=z─o此处R(z)为顺向行波,S(z)为反向行波,为自布喇格Bragg波长之模式调谐,k为耦合系数,j为复数,o为布喇格波长,以及此为z一方向之传播常数,该特性方程式具诸解对(ai,i,i=1,2…)此满足以下列边界状况:此处l1=各端部部分之长度,l2中央部分之长度,以及z=0且指出该雷射装置之中央。26﹒根据申请专利范围第25项之雷射装置,其中中央部分之长度乘以中央部分与端部部分开z一方向传播常数中之差之乘积値系于/3与之间。
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