光通信波長帯(110)面量子井戸構造半導体レーザの研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650346
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (20303927)
• Keywords: 半導体レーザ / 量子井戸 / 光通信 / (110)面 / ドライエッチ / Ga In As

Research Abstract

昨年度にBrをベースとするガスを用いた反応性イオンエッチングにより、劈開面のない(110)面の[001]方位に対して良好な垂直の反射面が形成できることを確認したので、本年度は、プロセス技術を中心に検討を進めた。劈開面のない[001]方位に平行に半導体レーザのキャビティ方向を合わせ、それに垂直な反射面を反応性イオンエッチングにより形成できるよう、プロセス技術の確立を図った。このプロセスにおいて、電流注入用の電極の端とエッチング面が一致している必要があるため、フォトリソグラフィー技術により、これを行うマスク設計を行った。この新しいプロセス技術の開発により、ドライエッチ加工による反射ミラー面を持つ(110)面GaInAsP量子井戸構造半導体レーザを実現した。キャビティの方位は、[110]と[001]の両方位のレーザを製作し、ストライプ幅は、30μmで、キャビティ長は、300,600,900μmの3種類のレーザを製作した。この(110)面上GaInAsP/InP量子井戸構造半導体レーザにつき、パルス電流を用いて電流-光出力特性を測定した。[001]の方位のストライプを持つレーザの電流閾値は、すべてのキャビティ長のデバイスで、[110]方位のものに対して、半分程度の著しく低い電流閾値密度を示した。[001]の方位のストライプを持つレーザでは、反射面としてドライエッチ加工によるミラー面を使用しているため、反射率は小さいが、それにもかかわらず電流閾値密度が小さい結果を得た。この原因は、この方位のレーザで発振に寄与している[110]偏光した光にたいする光学遷移行列要素の増大の効果が表れているものと考えられる。900μmキャビテイ長のレーザで、最低電流閾値密度0.6KA/cm^2が得られた。

Research Products

• [Publications] K.Oe: "In-plane Anisotropic Lasing Characteristics of (110)-oriented GaInAs(P) Quantum Well Lasers"Extended Abstracts of the 19th Electronic Materials Symposium. 119-120 (2000)
• [Publications] K.Oe: "Low Threshold Current Densities of l.5 μm-Wavelength (110) GaInAs(P) QW Lasers Along [001] Direction "Proceedings of SPIE. 4078. 137-145 (2000)
• [Publications] K.Oe: "In-plane anisotropic lasing characteristics of (110)-oriented GaInAsP quantum-well lasers"Applied Physics Letters. 77・25. 4083-4085 (2000)