RU2400000C1

RU2400000C1 - Integrated injection laser with controlled relocation of maximum amplitude wave functions of charge carriers

Info

Publication number: RU2400000C1
Application number: RU2009108995/28A
Authority: RU
Inventors: Борис Георгиевич Коноплев (RU); Борис Георгиевич Коноплев; Евгений Адальбертович Рындин (RU); Евгений Адальбертович Рындин; Марк Анатольевич Денисенко (RU); Марк Анатольевич Денисенко
Original assignee: Южный научный центр Российской академии наук
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-20

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: laser has a semi-insulating substrate, a quantum-sized active region of intrinsic conduction which forms second-type heterojunctions with top and bottom waveguide layers, and also having a horizontal mutual arrangement of emitters of the first and second type conduction. The top waveguide layer forms a first type heterojunction with a second type conduction top optical limiting top region, and the bottom waveguide layer forms a first type heterojunction with a second type conduction bottom optical limiting region. The laser has a first type conduction control region the top of which adjoins the substrate and the bottom to the bottom second type conduction optical limiting region and forms a p-n junction with it, an ohmic contact to the first type conduction control region, a control metal contact whose top adjoins the second type conduction top optical limiting region and forms a Schottky junction with it. Ohmic contacts to the regions of emitters of first and second conduction types are on the top face of a semiconductor crystal. The lower border of the conduction zone of the active region coincides with the lower border of the conduction zone of the top waveguide layer. The upper border of the valence band of the active region coincides with the upper border of the valence zone of the bottom waveguide layer. ^ EFFECT: faster operation of the device. ^ 3 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электронной техники и интегральной оптоэлектроники, а более конкретно - к интегральным инжекционным лазерам.The invention relates to the field of quantum electronic technology and integrated optoelectronics, and more particularly to integrated injection lasers.

Известен инжекционный полупроводниковый лазер (см. «Инжекционный полупроводниковый лазер», Д.М.Демидов, С.Ю.Карпов, В.Ф.Мымрин, А.Л.Тер-Мартиросян, RU 2309501 С1, 2007 г.), содержащий подложку, квантово-размерную активную область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости, верхний и нижний дополнительные слои собственной проводимости, примыкающие соответственно к верхнему и нижнему волноводным слоям собственной проводимости, а также к обеим сторонам квантово-размерной активной области собственной проводимости, причем омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости расположен на нижней поверхности подложки второго типа проводимости, примыкающей к области эмиттера второго типа проводимости.Known injection semiconductor laser (see "Injection semiconductor laser", D. M. Demidov, S. Yu. Karpov, V. F. Mymrin, A. L. Ter-Martirosyan, RU 2309501 C1, 2007), containing the substrate , quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, emitter region of the first conductivity type, emitter region of the second conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the second conductivity type, upper and lower before additional intrinsic conductivity layers adjacent respectively to the upper and lower intrinsic waveguide layers, as well as to both sides of the quantum-dimensional intrinsic conductivity region, and the ohmic contact to the emitter region of the second conductivity type is located on the lower surface of the second conductivity type substrate adjacent to the region emitter of the second type of conductivity.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются подложка, квантово-размерная активная область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости.Signs of an analog that coincide with the essential features are the substrate, the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, the emitter region of the first conductivity type, the emitter region of the second conductivity type, the ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the second type of conductivity.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является пониженное быстродействие, обусловленное инерционностью процессов накопления и рассасывания заряда в активной области лазера.The reason that impedes the achievement of the technical result is the reduced speed due to the inertia of the processes of accumulation and absorption of charge in the active region of the laser.

Известен инжекционный лазер (см. «Инжекционный лазер», Н.А.Пихтин, С.О.Слипченко, И.С.Тарасов, Д.А.Винокуров, RU 2259620 С1, 2005 г.), содержащий подложку, активную квантово-размерную область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости, верхний и нижний дополнительные слои собственной проводимости, примыкающие соответственно к верхнему и нижнему волноводным слоям собственной проводимости, а также к обеим сторонам квантово-размерной активной области собственной проводимости, причем омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости расположен на нижней поверхности подложки второго типа проводимости, примыкающей к области эмиттера второго типа проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости примыкают соответственно к верхнему и нижнему дополнительным слоям собственной проводимости, области эмиттеров первого и второго типов проводимости являются слоями оптического ограничения.Known injection laser (see. "Injection laser", N. A. Pikhtin, S. O. Slipchenko, I. S. Tarasov, D. A. Vinokurov, RU 2259620 C1, 2005), containing a substrate, active quantum dimensional region of intrinsic conductivity, upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, emitter region of the first conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, emitter region of the second conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the second conductivity type, upper and lower additional intrinsic layers bridges adjacent respectively to the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, as well as to both sides of the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, and the ohmic contact to the emitter region of the second conductivity type is located on the lower surface of the substrate of the second conductivity type adjacent to the emitter region of the second type conductivity, the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity are adjacent to the upper and lower additional layers of intrinsic conductivity, respectively t he area emitters of the first and second conductivity types are the optical confinement layers.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются подложка, активная квантово-размерная область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости.Signs of an analog that coincide with the essential features are the substrate, the active quantum-dimensional region of intrinsic conductivity, the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, the emitter region of the first conductivity type, the ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, the emitter region of the second conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the second type of conductivity.

Из известных наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является инжекционный гетеролазер на основе квантовых точек (А.Р.Ковш, Д.А.Лившиц, А.Е.Жуков, А.Ю.Егоров, М.В.Максимов, В.М.Устинов, И.С.Тарасов, Н.Н.Леденцов, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, D.Bimberg // Письма в ЖТФ, 1999 г., том 25, №11), содержащий подложку, квантово-размерную активную область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, примыкающие соответственно сверху и снизу к квантово-размерной активной области собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости, область квантовых точек, расположенную в квантово-размерной активной области собственной проводимости, причем области эмиттеров первого и второго типов проводимости являются соответственно верхней и нижней областями оптического ограничения, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости расположен на нижней поверхности подложки второго типа проводимости, примыкающей к области эмиттера второго типа проводимости.Of the known closest in technical essence to the claimed object is an injection heterolaser based on quantum dots (A.R. Kovsh, D.A. Livshits, A.E. Zhukov, A.Yu. Egorov, M.V. Maksimov, V. M. Ustinov, I.S. Tarasov, N.N. Ledentov, P.S. Kopiev, J.I. Alferov, D. Bimberg // Letters to the ZhTF, 1999, Volume 25, No. 11) containing a substrate , the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, adjacent, respectively, above and below the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, about the emitter region of the first conductivity type, the emitter region of the second conductivity type, the ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, the ohmic contact to the emitter region of the second conductivity type, the quantum dot region located in the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, the emitter regions of the first and second types of conductivity are respectively the upper and lower regions of optical limitation, the ohmic contact to the emitter region of the second type of conductivity is located at It substrate surface of the second conductivity type adjacent to the emitter region of the second conductivity type.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками, являются подложка, квантово-размерная активная область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости, верхняя и нижняя области оптического ограничения.Signs of the prototype, which coincide with the essential features, are the substrate, the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, the upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity, the emitter region of the first conductivity type, the emitter region of the second conductivity type, the ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the second type of conductivity, the upper and lower regions of the optical limitation.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является пониженное быстродействие, обусловленное инерционностью процессов накопления и рассасывания заряда в активной области лазера, а также сравнительно большим (десятки пикосекунд) временем захвата носителей заряда на энергетические состояния в квантовых точках, участвующие в лазерной генерации.The reason that impedes the achievement of the technical result is the low speed due to the inertia of the processes of charge accumulation and absorption in the active region of the laser, as well as the relatively long (tens of picoseconds) time of carrier capture on the energy states in quantum dots involved in laser generation.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение быстродействия устройства.The task of the invention is to increase the speed of the device.

Для достижения необходимого технического результата в интегральный инжекционный лазер с управляемой передислокацией максимума амплитуды волновых функций носителей заряда, содержащий подложку, квантово-размерную активную область собственной проводимости, верхний и нижний волноводные слои собственной проводимости, примыкающие соответственно сверху и снизу к квантово-размерной активной области собственной проводимости, область эмиттера первого типа проводимости, область эмиттера второго типа проводимости, омический контакт к области эмиттера первого типа проводимости, омический контакт к области эмиттера второго типа проводимости, верхнюю область оптического ограничения второго типа проводимости, примыкающую сверху к верхнему волноводному слою, нижнюю область оптического ограничения второго типа проводимости, примыкающую снизу к нижнему волноводному слою, введены управляющая область первого типа проводимости, примыкающая сверху к подложке, а снизу - к нижней области оптического ограничения второго типа проводимости и образующая с ней p-n-переход, омический контакт к управляющей области первого типа проводимости, управляющий металлический контакт, примыкающий сверху к верхней области оптического ограничения второго типа проводимости и образующий с ней переход Шоттки, при этом подложка полуизолирующая, области эмиттеров первого и второго типов проводимости имеют горизонтальное взаимное расположение, омические контакты к областям эмиттеров первого и второго типов проводимости расположены на верхней грани полупроводникового кристалла, квантово-размерная активная область образует гетеропереходы второго типа с верхним и нижним волноводными слоями, причем нижняя граница зоны проводимости активной области совпадает с нижней границей зоны проводимости верхнего волноводного слоя, верхняя граница валентной зоны активной области совпадает с верхней границей валентной зоны нижнего волноводного слоя, верхний волноводный слой образует гетеропереход первого типа с верхней областью оптического ограничения, нижний волноводный слой образует гетеропереход первого типа с нижней областью оптического ограничения.In order to achieve the required technical result in an integrated injection laser with a controlled maximum displacement of the amplitude of the wave functions of charge carriers, which contains a substrate, a quantum-well active region of intrinsic conductivity, upper and lower waveguide layers of intrinsic conductivity adjacent, respectively, from above and below to the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity conductivity, emitter region of the first conductivity type, emitter region of the second conductivity type, ohmic contact to the region These are emitters of the first type of conductivity, ohmic contact to the emitter region of the second type of conductivity, the upper region of the optical limitation of the second type of conductivity adjacent to the upper waveguide layer from above, the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity adjacent from the bottom to the lower waveguide layer, a control region of the first type is introduced conductivity adjacent to the substrate above and below to the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity and forming with it a pn junction, ohmic a beat to the control region of the first type of conductivity, the control metal contact adjacent to the upper region of the optical limitation of the second type of conductivity and forming a Schottky transition with it, the substrate is semi-insulating, the emitter regions of the first and second conductivity types have a horizontal relative position, ohmic contacts to the regions emitters of the first and second types of conductivity are located on the upper face of the semiconductor crystal, the quantum-dimensional active region forms a hetero transitions of the second type with the upper and lower waveguide layers, the lower boundary of the conduction band of the active region coinciding with the lower boundary of the conduction band of the upper waveguide layer, the upper boundary of the valence band of the active region coinciding with the upper boundary of the valence band of the lower waveguide layer, the upper waveguide layer forms a heterojunction of the first type with the upper region of the optical limit, the lower waveguide layer forms a heterojunction of the first type with the lower region of the optical limit.

Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом, видим, что оно содержит новые признаки, то есть соответствует критерию новизны. Проводя сравнение с аналогами, приходим к выводу, что предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия", так как в аналогах не обнаружены предъявляемые новые признаки. Получен положительный эффект, заключающийся в увеличении быстродействия инжекционного лазера.Comparing the proposed device with the prototype, we see that it contains new features, that is, meets the criterion of novelty. Carrying out a comparison with analogs, we conclude that the proposed device meets the criterion of "significant differences", since no new features are shown in the analogues. A positive effect was obtained consisting in increasing the speed of the injection laser.

На фиг.1 приведена структура предлагаемого интегрального инжекционного лазера с управляемой передислокацией максимума амплитуды волновых функций носителей заряда. На фиг.2 приведена зонная диаграмма гетероструктуры лазера при включающей полярности управляющего напряжения. На фиг.3 приведена зонная диаграмма гетероструктуры лазера при отключающей полярности управляющего напряжения.Figure 1 shows the structure of the proposed integrated injection laser with a controlled relocation of the maximum amplitude of the wave functions of the charge carriers. Figure 2 shows the band diagram of the laser heterostructure when including the polarity of the control voltage. Figure 3 shows the band diagram of the laser heterostructure with breaking polarity of the control voltage.

Интегральный инжекционный лазер с управляемой передислокацией максимума амплитуды волновых функций носителей заряда содержит подложку 1, квантово-размерную активную область собственной проводимости 2, верхний волноводный слой собственной проводимости 3 и нижний волноводный слой собственной проводимости 4, примыкающие соответственно сверху и снизу к квантово-размерной активной области собственной проводимости 2, область эмиттера первого типа проводимости 5, область эмиттера второго типа проводимости 6, омический контакт 7 к области эмиттера первого типа проводимости 5, омический контакт 8 к области эмиттера второго типа проводимости 6, верхнюю область оптического ограничения второго типа проводимости 9, примыкающую сверху к верхнему волноводному слою 3, нижнюю область оптического ограничения второго типа проводимости 10, примыкающую снизу к нижнему волноводному слою 4, управляющую область первого типа проводимости 11, примыкающую сверху к подложке 1, а снизу - к нижней области оптического ограничения второго типа проводимости 10 и образующую с ней p-n-переход, омический контакт 12 к управляющей области первого типа проводимости 11, управляющий металлический контакт 13, примыкающий сверху к верхней области оптического ограничения второго типа проводимости 9 и образующий с ней переход Шоттки, при этом подложка 1 полуизолирующая, области эмиттеров первого и второго типов проводимости 5, 6 имеют горизонтальное взаимное расположение, омические контакты 7, 8 к областям эмиттеров первого и второго типов проводимости 5, 6 расположены на верхней грани полупроводникового кристалла, квантово-размерная активная область 2 образует гетеропереходы второго типа с верхним и нижним волноводными слоями 3, 4, причем нижняя граница зоны проводимости активной области 2 совпадает с нижней границей зоны проводимости верхнего волноводного слоя 3, верхняя граница валентной зоны активной области 2 совпадает с верхней границей валентной зоны нижнего волноводного слоя 4, верхний волноводный слой 3 образует гетеропереход первого типа с верхней областью оптического ограничения 9, нижний волноводный слой 4 образует гетеропереход первого типа с нижней областью оптического ограничения 10.An integrated injection laser with a controlled redeployment of the maximum amplitude of the wave functions of the charge carriers contains a substrate 1, a quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2, an upper waveguide layer of intrinsic conductivity 3 and a lower waveguide layer of intrinsic conductivity 4 adjacent to the quantum-well active region respectively from above and below. intrinsic conductivity 2, emitter region of the first conductivity type 5, emitter region of the second conductivity type 6, ohmic contact 7 to the em field tter of the first conductivity type 5, ohmic contact 8 to the emitter region of the second conductivity type 6, the upper region of the optical limitation of the second conductivity type 9 adjacent to the upper waveguide layer 3 from above, the lower optical limitation region of the second conductivity type 10 adjacent from the bottom to the lower waveguide layer 4 , the control region of the first type of conductivity 11, adjacent from above to the substrate 1, and from below to the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity 10 and forming a pn junction with it, ohmic contact act 12 to the control region of the first type of conductivity 11, the control metal contact 13 adjacent to the upper region of the optical limit of the second type of conductivity 9 and forming a Schottky transition with it, the substrate 1 being semi-insulating, the emitter regions of the first and second types of conductivity 5, 6 horizontal relative position, ohmic contacts 7, 8 to the regions of emitters of the first and second types of conductivity 5, 6 are located on the upper face of the semiconductor crystal, the quantum-dimensional active region is 2 vol It induces heterojunctions of the second type with the upper and lower waveguide layers 3, 4, the lower boundary of the conduction band of the active region 2 coinciding with the lower boundary of the conduction band of the upper waveguide layer 3, the upper boundary of the valence band of the active region 2 coinciding with the upper boundary of the valence band of the lower waveguide layer 4 , the upper waveguide layer 3 forms a heterojunction of the first type with an upper region of the optical limit 9, the lower waveguide layer 4 forms a heterojunction of the first type with a lower region of an optical facet 10.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

При подаче положительного напряжения на омический контакт 7 относительно омического контакта 8 происходит инжекция электронов из области эмиттера второго типа проводимости 6 в верхний волноводный слой собственной проводимости 3 и квантово-размерную активную область собственной проводимости 2, и инжекция дырок из области эмиттера первого типа проводимости 5 в нижний волноводный слой собственной проводимости 4 и квантово-размерную активную область собственной проводимости 2. Если при этом подается положительное напряжение на омический контакт 12 к управляющей области первого типа проводимости 11, примыкающей сверху к подложке 1, а снизу - к нижней области оптического ограничения второго типа проводимости 10 и образующей с ней p-n-переход, относительно управляющего металлического контакта 13, примыкающего сверху к верхней области оптического ограничения второго типа проводимости 9 и образующего с ней переход Шоттки, зонная диаграмма гетероструктуры лазера принимает вид, показанный на фиг.2, и происходит передислокация максимума амплитуды волновых функций электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне в квантово-размерную активную область собственной проводимости 2, что приводит к пространственному совмещению максимумов амплитуды волновых функций носителей и генерации (или увеличению интенсивности) стимулированного излучения. Благодаря областям оптического ограничения 9 и 10 электромагнитное поле поперечной моды концентрируется в основном в волноводных слоях 3, 4 и квантово-размерной активной области собственной проводимости 2.When a positive voltage is applied to ohmic contact 7 with respect to ohmic contact 8, electrons are injected from the region of the emitter of the second conductivity type 6 into the upper waveguide layer of intrinsic conductivity 3 and the quantum-well active region of intrinsic conductivity 2, and holes are injected from the region of the emitter of the first conductivity type 5 into the lower waveguide layer of intrinsic conductivity 4 and the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2. If a positive voltage is applied to the ohmic contact 12 to the control region of the first type of conductivity 11 adjacent to the substrate 1 above and below to the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity 10 and forming a pn junction with it relative to the control metal contact 13 adjacent to the upper region of the optical limitation of the second of the conductivity type 9 and the Schottky transition forming with it, the band diagram of the laser heterostructure takes the form shown in Fig. 2, and the maximum amplitude of the electron wave functions in the of the vorticity of holes and holes in the valence band into the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2, which leads to a spatial combination of the maxima of the amplitudes of the carrier wave functions and the generation (or increase in intensity) of stimulated radiation. Owing to the optical confinement regions 9 and 10, the electromagnetic field of the transverse mode is concentrated mainly in the waveguide layers 3, 4 and the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2.

При подаче положительного напряжения на управляющий металлический контакт 13, примыкающий сверху к верхней области оптического ограничения второго типа проводимости 9 и образующий с ней переход Шоттки, относительно омического контакта 12 к управляющей области первого типа проводимости 11, примыкающей сверху к подложке 1, а снизу - к нижней области оптического ограничения второго типа проводимости 10 и образующей с ней p-n-переход, и действующем положительном напряжении на омическом контакте 7 относительно омического контакта 8, зонная диаграмма гетероструктуры лазера принимает вид, показанный на фиг.3. При этом происходит передислокация максимума амплитуды волновых функций электронов в зоне проводимости из квантово-размерной активной области собственной проводимости 2 в верхний волноводный слой собственной проводимости 3 и передислокация максимума амплитуды волновых функций дырок в валентной зоне из квантово-размерной активной области собственной проводимости 2 в нижний волноводный слой собственной проводимости 4, что приводит к пространственному разделению максимумов амплитуды волновых функций носителей и снижению интенсивности (или полному исчезновению) стимулированного излучения.When a positive voltage is applied to the control metal contact 13, which is adjacent to the upper region of the optical limitation of the second type of conductivity 9 and forms a Schottky transition with it, relative to the ohmic contact 12, to the control region of the first type of conductivity 11 adjacent to the substrate 1 and to the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity 10 and the pn junction forming with it, and the acting positive voltage at the ohmic contact 7 relative to the ohmic contact 8, zone diag ma heterostructure laser takes the form shown in Figure 3. In this case, the maximum amplitude of the wave functions of the electrons in the conduction band is relocated from the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2 to the upper waveguide layer of intrinsic conductivity 3 and the maximum amplitude of the wave functions of the holes in the valence band is redeployed from the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity 2 to the lower waveguide intrinsic conductivity layer 4, which leads to a spatial separation of the maxima of the amplitude of the carrier wave functions and a decrease in the intensity and (or complete disappearance) of stimulated emission.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой интегральный инжекционный лазер с управляемой передислокацией максимума амплитуды волновых функций носителей заряда.Thus, the proposed device is an integrated injection laser with a controlled relocation of the maximum amplitude of the wave functions of charge carriers.

Учитывая, что при изменении полярности управляющего напряжения уровень инжекции электронов и дырок из областей эмиттеров остается неизменным, максимальная частота модуляции интенсивности стимулированного излучения инжекционного лазера соответствует терагерцовому диапазону, поскольку определяется инерционностью управляемого пространственного совмещения и разделения (передислокации) максимумов амплитуды волновых функций носителей заряда: электронов в пределах квантово-размерной активной области и верхнего волноводного слоя, и дырок в пределах квантово-размерной активной области и нижнего волноводного слоя.Considering that when the polarity of the control voltage is changed, the level of injection of electrons and holes from the emitter regions remains unchanged, the maximum frequency of modulation of the intensity of the stimulated radiation of the injection laser corresponds to the terahertz range, since it is determined by the inertia of the controlled spatial combination and separation (relocation) of the amplitude maxima of the wave functions of charge carriers: electrons within the quantum-well active region and the upper waveguide layer, and d The gap is within the quantum-well active region and the lower waveguide layer.

Claims

An integrated injection laser with a controlled redeployment of the maximum amplitude of the wave functions of the charge carriers, containing a substrate, a quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, upper and lower waveguide layers adjacent, respectively, from above and below the quantum-dimensional active region of intrinsic conductivity, an emitter region of the first type of conductivity, emitter region of the second conductivity type, ohmic contact to the emitter region of the first conductivity type, ohmic contact to the emitter region sec type of conductivity, the upper region of the optical limitation of the second type of conductivity, adjacent to the upper waveguide layer from above, the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity, adjacent to the bottom of the lower waveguide layer, characterized in that a control region of the first conductivity type is introduced adjacent to it from the top substrate, and from the bottom to the lower region of the optical limitation of the second type of conductivity and the pn junction forming with it, ohmic contact to the control region of the first type of conductivity , the controlling metal contact adjacent to the upper region of the optical limitation of the second type of conductivity and forming a Schottky transition with it, the substrate is semi-insulating, the emitter regions of the first and second conductivity types are horizontally arranged, ohmic contacts to the emitter regions of the first and second conductivity types are located on the upper face of the semiconductor crystal, the quantum-dimensional active region forms heterojunctions of the second type with upper and lower waveguide besides, the lower boundary of the conduction band of the active region coincides with the lower boundary of the conduction band of the upper waveguide layer, the upper boundary of the valence band of the active region coincides with the upper boundary of the valence band of the lower waveguide layer, the upper waveguide layer forms a heterojunction of the first type with the upper region of the optical limit, the lower waveguide the layer forms a heterojunction of the first type with a lower region of optical confinement.