DD246199A1 - Halbleiter-injectionslaser mit transversalem p-n-uebergang - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Halbleiter-Injektionslaser mit TJS-Struktur, die in der Lichtleiter-Nachrichtenuebertragung eingesetzt werden. Ziel der Erfindung ist es, einen Halbleiter-Laser zu schaffen, der in umschaltbaren stabilen Monomodenbetrieb in mehreren Wellenlaengen einsetzbar ist. Erfindungsgemaess werden bei einem TJS-Laser an dem Laserresonator beidseitig oder an der der einkoppelseitigen Facette gegenueberliegenden Seite mehrere in Kette geschaltete Gruppen von Braggreflektoren angeordnet, die innerhalb einer Gruppe die gleiche raeumliche Perioden und von Gruppe zu Gruppe unterschiedliche raeumliche Perioden haben. Die Gruppen von Reflektoren sind voneinander isoliert und an dem einkoppelseitig abgewandten Ende durch ein adsorbierendes Material abgeschlossen. Der Halbleiter-Injektionslaser wird fuer Monomode-Lichtwellenleiter als Quelle fuer den Wellenlaengen-Multiplex-Betrieb eingesetzt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Halbleiter-Injectionslaser, insbesondere einen TJS-Laser für Lichtwellenleiter, der in der Lichtleiter-Nachrichtenübertragung zum Einsatz kommt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der in der DE-Offenlegungsschrift 3231579 beschriebene steuerbare Halbleiterlaser hat eine hochdotierte Anodenzone einer Leitfähigkeit, der die hochohmige aktive Schicht benachbart ist, eine Kathodenzone, einer zweiten Leitfähigkeit, eine hochdotierte Kanalzone und die einen Teil der Kanalzone umgebende Gitterzone.

Die Anodenzone und die Kanalzone haben einen breiteren Bandspalt als die aktive Zone.

Mittels Gitterspannungsänderung wird der Strom durch die Kanalzone gesteuert.

Der Nachteil der bekannten technischen Anordnung besteht darin, daß mit der Änderung des Kanalstromes auch die Modenverteilung und der Einkoppelwirkungsgrad in den Lichtwellenleiter verändert werden und damit eine Frequenzmodulation kaum möglich ist.

Bei dem in der DE-Offenlegungsschrift 3335372 beschriebenen Halbleiterlaser wird sowohl die Brechungsindex- als auch die Verstärkungsbegrenzung durch mehrere Einschnürungen des aktiven Streifens erreicht. Die periodischen Einschnürungen des aktiven Streifens werden durch die p-Diffusion durch eine entsprechend geätzte Oxid-Maske und/oder eine deckungsgleich mit der Oxid-Maske oberhalb der aktiven Schicht angeordnete adsorbierende Schicht erreicht.

Der Nachteil dieses Halbleiterlasers besteht darin, daß zur Herstellung der Mantelschichtstruktur der Epitaxieprozeß unterbrochen werden muß und nur Ein-Modenbetrieb zugelassen wird.

In der DE-Offenlegungsschrift 3232344 ist ein TJS-Halbleiterlaser beschrieben, bei dem die aktive Schicht an beiden Enden des Resonators um einen Winkel so gebogen ist, daß beide Enden der Wellenführungsbahn mittels der Halbleiter-Hüllschichten ausgebildet werden.

Der Nachteil des bekannten Halbleiterlasers besteht darin, daß er kaum frequenzmoduliert werden kann.

Der in der DE-Qffenlegungsschrift 3232472 beschriebene longitudinalmodenstabilisierte Halbleiterlaser besitzt eine Mantelschicht, in.der der effektive Brechungsindex längs des aktiven Mediums durch periodische räumliche Änderung der Dicke bewerkstelligt wird.

Der Nachteil dieses Halbleiterlasers besteht darin, daß der.Halbleiterlaser nur mit einer Wellenlänge betrieben werden kann.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist ein Halbleiterlaser, bei dem mit mehreren Wellenlängen in jeweils stabilem Monomode-Betrieb gearbeitet werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterlaser mit transversalem pn-übergang zu schaffen, bei dem durch Anordnung entsprechender Reflektoren Laserstrahlung verschiedener Wellenlängen nacheinander erzeugt, verstärkt und emittiert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem TJS-Laser mit gekröpftem transversalen pn-übergang an dem Laserresonator beidseitig oder nur an der der einkoppelseitigen Facette gegenüberliegenden Seite mehrere in Kette geschaltete Gruppen von voneinander isolierten und getrennt schaltbaren Braggreflektoren angeordnet sind.

Die Gruppen von Reflektoren werden durch Bragg-Reflektoren gebildet, die unterschiedliche räumliche Perioden haben, aber innerhalb einer Gruppe die gleiche räumliche Periode besitzen.

Die Kette von Reflektoren-Gruppen wird auf einer Seite von adsorbierendem Material abgeschlossen.

Durch Anschalten einer Gruppe von Reflektoren wird die entsprechende Wellenlänge reflektiert und synchronisiert, damit die emittierte Strahlung in ihrer Wellenlänge zu monomodigem Verhalten. Durch Umschalten auf eine andere Gruppe von Reflektoren wird eine andere Wellenlänge emittiert.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß mit einem einzigen Halbleiterlaser Wellenlängen-Multiplex-Betrieb durchgeführt werden kann.

Durch beidseitige Anordnung von Bragg-Reflektoren wird die Modenstabilität erhöht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Draufsicht auf den Halbleiter-Injectionslaser Fig. 2: Schnitt durch den Halbleiter-Injectionslaser

Auf dem isolierenden GaAs-Substrat 1 sind epitaktisch

eine n-(GaAI) As-Schicht 2,

eine n-(GaAI) As-Schicht 3,

eine n-(GaAI) As-Schicht 4 und

eine Kontaktschicht 5

aufgebracht.

Durch p-Dotierung ist die Hälfte der Schichten umdotiert, so daß

eine p-(GaAI) As-Teilschicht 6,

eine p-(GaAI) As-Teilschicht 7,

eine p-(GaAI) As-Teilschicht 8 und

eine p-Kontaktschicht 9 gebildet ist.

In der aus Schicht 3 und Teilschicht 7 bestehenden Zone liegt der pn-übergang 10, der zur Strahlungserzeugung dient.

Der Laseroszillator hat zwei parallele Kristallflächen 11 und 12. Der Spiegel an der Kristallfläche 11 wird durch eine Facettenschicht 13 gebildet.

Der Spiegel an der Seite mit der Kristallfläche 12 besteht aus einer Kettenschaltung von Braggreflektoren 14 und 15, die auf der p-Seite angeordnet sind. Die Braggreflektoren 14 und 15 sind untereinander durch eine Zone hohen Widerstandes 16 und zum übrigen pn-übergang 10 ebenfalls durch die Zone 17 getrennt. Die p-seitige Metallisierung 18 ist oberhalb der Zonen hohen .

Widerstandes 16 und 17 unterbrochen. Die Metallschi;hten 18,19 und 20 werden getrennt kontaktiert und im Betrieb wird umschaltbar mit Kontakt 19 oder/und Kontakt 20 gearbeitet.

Die Braggreflektoren 14 und 15 haben eine unterschiedliche räumliche Periode untereinander, aber innerhalb der Gruppe gleiche räumliche Perioden.

Die Gruppe 15 ist (wird) an der Kristallfläche 12 durch adsorbierendes Material 21 abgeschlossen.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Halbleiter-Injektionslaser mit gekröpftem transversalen pn-übergang, gekennzeichnet dadurch, daß an dem Laserresonator beidseitig oder an der der einkoppelseitigen Facette gegenüberliegenden Seite mehrere in Kette geschaltete Gruppen von voneinander isoliert und getrennt schaltbaren Braggreflektoren angeordnet sind.
2. 2. Halbleiter-Injektionslaser nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Braggreflektoren innerhalb einer Gruppe die gleiche räumliche Periode haben, die einzelnen Gruppen jedoch unterschiedliche räumliche Perioden haben.
3. 3. Halbleiter-Injektionslaser nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die in Kette geschalteten Gruppen von Braggreflektoren gegenüber dem umgebenden Medium an einer Seite mit adsorbierendem Material abgeschlossen sind.