Одномодовые лазеры (1050 нм) мезаполосковой конструкции на основе гетероструктуры AlGaAs/GaAs со сверхузким волноводом

Abstract

The radiation properties of single-mode lasers based on an AlGaAs/GaAs heterostructure with an ultra-narrow waveguide are studied. It is shown that the use of an ultra-narrow waveguide (100 nm) and thin (70 nm) wide-gap barriers at the waveguide/cladding interface improves the vertical divergence. The lateral and vertical divergences were 5 and 18.5 degrees, respectively, for the developed narrow-stripe (5.1 µm) single-mode lasers. An efficient single-mode operation up to a power of 200 mW is demonstrated. A further increase in current leads to the onset of higher-order modes, while the maximum optical power achieved under continuous-wave (CW) operation is limited by overheating and is 550 mW. The transfer to a pulsed operation (pulse width 200 ns) made it possible to raise the maximum peak optical power to 1500 mW. Исследованы излучательные характеристики одномодовых лазеров на основе гетероструктуры AlGaAs/GaAs со сверхузким волноводом. Показано, что использование сверхузкого волновода (100 нм) и тонких (70 нм) широкозонных барьеров на границе волновод/эмиттер позволяет решать задачу сужения расходимости излучения в дальней зоне в плоскости, перпендикулярной слоям гетероструктуры. В разработанных одномодовых лазерах с узким мезаполосковым контактом (ширина 5.1 мкм) расходимость излучения в плоскости, параллельной и перпендикулярной слоям гетероструктуры, составила 5 и 18.5 o соответственно. Разработанные лазеры демонстрируют эффективную работу в одномодовом режиме до мощности 200 мВт, а дальнейшее повышение тока приводит к включению дополнительных мод высшего порядка, при этом достигаемая максимальная мощность в непрерывном режиме ограничена перегревом и составляет 550 мВт. Переход в импульсный режим генерации (длительность импульсов 200 нс) позволил поднять максимальную пиковую мощность до 1500 мВт. Ключевые слова: одномодовый лазер, сверхузкий волновод, AlGaAs/GaAs, моды высшего порядка, пиковая мощность.