特許

J-GLOBAL ID：200903080486126891

単極性半導体レーザ

発明者： フェデリコ キャパソ ,  アルフレッド イー チョー ,  ジェローム ファイスト ,  アルバート リー ハッチンソン ,  サージ ラーイ ,  カルロ サートリ ,  デボラ リー シヴコ
出願人/特許権者： エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション
代理人 (1件)： 岡部 正夫 (外2名)
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願平7-078049
公開番号（公開出願番号）：特開平8-279647
出願日： 1995年04月04日
公開日（公表日）： 1996年10月22日
要約：

【要約】【目的】 最初の単極性半導体レーザを提供する。【構成】 レーザは、GaInAs/AlInAs系で実施され、約4.2μmの波長の放射を放出した。他の材料系での実施も可能で、レーザは広いスペクトル領域中のあらかじめ決められた波長において、放射するよう容易に設計できる。このレーザを“量子カスケード(QC)”レーザと命名した。QCレーザは多層半導体構造を含み、それは複数の本質的に同一のアンドープ“活性”領域(11)を含み、与えられた活性領域はドープされた“エネルギー緩和”領域(12)により、隣接した領域から分離されている。本発明の一実施例において、活性領域は第3から第2のエネルギー状態への発光性遷移が、本質的に“対角”遷移であるように選択され、別の実施例においては、活性領域は放射遷移が本質的に“垂直”遷移であるように選択される。後者の場合、エネルギー緩和領域は、第3のエネルギー状態に対応するエネルギーの荷電キャリヤ(典型的な場合電子)に対する超格子ブラッグ反射器を含むと有利である。

請求項（抜粋）：

a)第1の伝導形のみのドープされた半導体材料を含む多層半導体構造:及びb)前記多層半導体構造に電圧を印加する手段を含む単極性半導体レーザを含む製品において、c)前記多層構造は複数の本質的に同一の活性領域(たとえば11)が含まれ、前記活性領域の与えられた1つは、エネルギー緩和領域(たとえば12)により、隣接した活性領域から分離され;d)前記活性領域は1ないし複数の量子井戸を含み、前記量子井戸又は複数の井戸(たとえば111、113)に付随して、第1の伝導形の荷電キャリヤのための少なくとも第2及び第3のエネルギー状態があり、前記第3のエネルギー状態(たとえば117)は前記第2のエネルギー状態(たとえば118)より高く;e)前記エネルギー緩和領域は、通常の動作電圧が印加された時、エネルギー緩和領域中で、第1の伝導形の荷電キャリヤの本質的なエネルギー緩和が起こり、前記荷電キャリヤの少なくともある程度は、前記活性領域からエネルギー緩和領域中に導入されるように選択され、f)第1の伝導形の荷電キャリヤの少なくともある程度は、第3から第2のエネルギー状態へ、発光性遷移をすることを特徴とする製品。