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広い波長域での温度無依存発振波長半導体レーザに関する研究

宽波长范围内与温度无关的振荡波长半导体激光器研究

基本信息

批准号：
14041209
负责人：
朝日一
金额：
$ 4.29万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

波長1.3μm-1.5μm領域で温度安定な発振波長の半導体レーザの実現が期待される新しいIII-V族混晶半導体TlInGaAsに関する研究を進めた。この混晶半導体は半金属TlAsと半導体InGaAsとの混晶であることから、ある組成域で温度無依存のバンドギャップを示す可能性があり、更に、屈折率の温度安定性も期待される半導体として提案したものである。したがって、この半導体を活性層に用いることにより、温度安定な発振波長をもつ半導体レーザの実現が期待される。これまでに、TlInGaAs/InPヘテロ構造においてフォトルミネセンス(PL)発光およびエレクトロルミネセンス(EL)発光のピークエネルギーの温度変化が予測どおり小さい値を持つことを示してきた。本年度は、InP基板上に成長したTlInGaAsに対してエリプソメトリーおよび光反射測定により、屈折率の温度依存性を調べ、T1の添加および増加によりTlInGaAsの屈折率の温度依存性が小さくなることを観測した。更に、光吸収測定によりバンドギャップエネルギーの温度依存性も測定し、同様に温度変化が小さくなることが確認された。これに基づき1.5-1.6μmで発振するTlInGaAs/InP LDを試作し、発振スペクトルの縦モード波長の温度依存性として0.06nm/Kと小さな値を得た。しかし、広い温度範囲では縦モードの飛びが見られ、0.3nm/Kであった。さらに、1.2-1.3μm帯に対応するGaAs基板上に成長したTlInGaAs/GaAs量子井戸構造を作製し、この波長域でもPL発光波長の温度依存性が小さくなることを確認した。このことにより温度安定な発振波長の半導体レーザの実現の可能性を示した。

The realization of semiconductor wavelength in the wavelength range of 1.3μm-1.5μm is expected. The research on new III-V mixed crystal semiconductor TlInGaAs is progressing. Mixed crystal semiconductor and semiconductor metal TlAs mixed crystal semiconductor and semiconductor InGaAs mixed crystal have different temperature dependences. For example, the semiconductor active layer is used for temperature stability, vibration wavelength, and the semiconductor active layer is expected to be realized. In this case, TlInGaAs/InP optical fiber structure can be used to predict the temperature change of optical fiber (PL) emission and optical fiber (EL) emission. This year, the temperature dependence of refractive index of TlInGaAs grown on InP substrate was measured. In addition, the temperature dependence of the light absorption measurement is determined, and the same temperature variation is confirmed. The temperature dependence of the emission wavelength of the TlInGaAs/InP LD at the base wavelength of 1.5-1.6μm was experimentally determined at 0.06 nm/K. The temperature range is 0.3nm/K. In this paper, we confirm that the temperature dependence of PL emission wavelength in the wavelength range of 1.2-1.3μm grown on GaAs substrate is small. This paper shows the possibility of realizing the semiconductor wavelength with temperature stability and emission wavelength.