特許
J-GLOBAL ID：200903070475696216
量子カスケードレーザー
発明者：
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出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
三俣 弘文
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2001-136193
公開番号（公開出願番号）：特開2001-320136
出願日： 2001年05月07日
公開日（公表日）： 2001年11月16日
要約：
【要約】【課題】 レーザー遷移そのものによって自己モード同期が実現されるようなレーザーシステムを提供すること。【解決手段】 大きい非線型屈折率を有するサブバンド間遷移を利用する量子カスケードレーザーが、中赤外光のピコ秒パルスを生成する。QCレーザーのカーレンズモード同期は、サブバンド内レーザー遷移に起因する屈折率の非線型性によって実現される。QC自己収束機構を損失変調に変換するために必要とされるキャビティ内絞りは、以下のような性質を有するQCレーザー導波路によって実現される:(1)半導体材料から比較的薄い誘電体層によって隔てられた、光学的損失の大きい層、(2)比較的長いレーザー導波路。ある実施例においては、モード結合に用いられる前記損失の大きい層は金属で形成されており、本発明に係るレーザーデバイスにおける電極の一方を構成するように配置される。
請求項（抜粋）：
(A)小さい実効屈折率を有するクラッド領域の間に配置された大きい実効屈折率を有するコア領域と、(B)前記コア領域のそれぞれいずれかの側に配置され、メサ構造を形成する頂部及び底部クラッド領域と、(C)前記クラッド層及び前記コア領域の露出された表面を覆う絶縁層と、(D)電流を流す前記頂部及び底部クラッド層に付着する電極とを有する光学的構造を構成する多層構造を有する量子カスケード(QC)レーザーにおいて、前記コア領域は、公称上同一の反復ユニットからなる多層構造を有し、前記各反復ユニットは、活性領域(放射遷移領域)及びキャリア注入領域を有しており、前記活性領域は、上部及び下部キャリアエネルギー状態を実現するように選択された層構造を有し、前記上部エネルギー状態から下部エネルギー状態へのキャリア遷移が波長λの光子の放射をもたらし、前記キャリア注入領域がある反復ユニットの前記活性領域の前記下部エネルギー状態からその下位に位置する反復ユニットの活性領域の上部エネルギー状態へのキャリア輸送を容易にするように選択された層構造を有しており、当該量子カスケードレーザーが自己モード同期を実現し、前記絶縁層が、厚さ1μm未満の比較的薄い層より構成されており、前記量子カスケードレーザーが、前記活性領域のうちの少なくとも一部において前記比較的薄い層を覆う目的で配置された光学的に損失の大きい側壁層と鏡面損失よりも大きい伝播損失を実現するために充分なほどの比較的長い活性領域を有するキャビティとを有することを特徴とする量子カスケードレーザー。
IPC (3件)：
H01S 5/343
, H01S 5/065
, H01S 5/22
H01S 5/343
, H01S 5/065
, H01S 5/22
5F073AA11
, 5F073AA61
, 5F073AA62
, 5F073AA71
, 5F073AA74
, 5F073AA89
, 5F073CA15
, 5F073CB22
