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J-GLOBAL ID：200903080486126891

単極性半導体レーザ

Inventor： 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
Applicant, Patent owner： エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション
Agent (1)： 岡部 正夫 (外2名)
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：1995078049
Publication number (International publication number)：1996279647
Application date： Apr. 04, 1995
Publication date： Oct. 22, 1996
Summary：

【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。

Claim (excerpt)：

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。