| 研究概要 |
平成19年度な平成18年度に発振に成功したバンド間・サブバンド間2波長発振InAs/AlSb量子カスケードレーザーの高性能化を目指して研究を進めた。以下にその成果を示す。
(1)バンド間・サブバンド間2波長InAs/AlSb量子カスケードレーザーの波長領域の拡大
構造を詳細にデザインすると同時に、注入層のドーピング濃度を最適化することで、サブバンド間発振波長5.7μm,及び4.0μmでレーザー発振に成功し、本研究で開発した手法が他の構造でも有効であることを示した。いずれの構造でもバンド間発振波長は3.1μmであった。また選択エッチング等を用い、バンド間発光が電子注入側の導波路層で起こっていることを明らかにした。
(2)バンド間・サブバンド間2波長InAs/GaSb/AlSb量子カスケードレーザーの歪の制御
バンド間・サブバンド間2波長InAs/GaSb/AlSb量子カスケードレーザーではバンド間発光層導入により層数が増大するため、活性領域の歪の制御が重要になる。そこで選択する界面ボンドの種類と活性領域の歪、及び光学特性の関係について調べた。サブバンド間の発振波長が短波長になり、活性領域の総層数が増大するにつれて、In-Sb界面ボンドを増大させた方が全体の歪が減少し、サブバンド間発振波長が4μm以下の素子では、すべての界面でIn-Sbボンドを選択した場合歪が最も小さくなることがわかった。又エレクトロルミネッセンス等を測定し光学特性を調べたところ、In-Sb界面ボンドを形成することで実効的に井戸幅が1原子層程度広がり、構造をデザインする際に界面ボンドを考慮しなければならないことがわかった。
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