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1. 发明申请

WO2009107609A1 量子カスケードレーザ审中-公开
标题翻译：量子CASCADE激光
公开(公告)号：WO2009107609A1
公开(公告)日：2009-09-03
申请号：PCT/JP2009/053286
申请日：2009-02-24
申请人：浜松ホトニクス株式会社 , 山西正道 , 藤田和上 , 枝村忠孝 , 秋草直大
发明人：山西正道 , 藤田和上 , 枝村忠孝 , 秋草直大
IPC分类号： H01S5/343
CPC分类号： H01S5/3402 , B82Y20/00 , H01S5/3406 , H01S5/3418 , H01S5/34313
摘要：　半導体基板と、基板上に設けられ、量子井戸発光層１７及び注入層１８からなる単位積層体１６が多段に積層されたカスケード構造を有する活性層とを備えて量子カスケードレーザを構成する。また、単位積層体１６は、そのサブバンド準位構造において、発光上準位３と、下準位２と、上準位３よりも高エネルギーの注入準位４とを有し、発光層１７における準位３から準位２への電子のサブバンド間遷移によって光ｈνが生成され、発光遷移を経た電子が注入層１８を介して後段の注入準位４へと注入されるように構成される。また、発光層１７は２個以上の井戸層を含み、最も前段の注入層側の第１井戸層を注入準位形成用の井戸層として構成される。これにより、高温、高効率での動作を実現することが可能な量子カスケードレーザが実現される。
摘要翻译：量子级联激光器配备有半导体衬底和具有级联结构的有源层，其中分别由量子阱发光层（17）和注入层（18）组成的单元层叠体以多级堆叠。每个单元层压板（16）在子带水平结构中具有发射的上层（3），较低的发射级别（2）和比上级（3）更高能级的注入级别（4）并且被配置为可以通过电子从发光层（17）中的电平（3）到电平（2）的子带间转变来产生光（h'），并且已经经过光发射的电子可以经由注入层（18）在后续阶段被注入到注入级（4）中。发光层（17）包括两个或更多个阱层，其中第一阱层最靠近最前面阶段中的注入层，构成为用于形成注入电平的阱层。由于这种结构，实现了可在高温下有效操作的量子级联激光器。

2. 发明申请

WO2008087754A1 量子カスケードレーザ审中-公开
标题翻译：量子CASCADE激光
公开(公告)号：WO2008087754A1
公开(公告)日：2008-07-24
申请号：PCT/JP2007/061460
申请日：2007-06-06
申请人：浜松ホトニクス株式会社 , 枝村忠孝 , 秋草直大 , 藤田和上 , 杉山厚志 , 落合隆英
发明人：枝村忠孝 , 秋草直大 , 藤田和上 , 杉山厚志 , 落合隆英
IPC分类号： H01S5/343
CPC分类号： H01S5/3402 , B82Y20/00 , H01S5/3086 , H01S5/309 , H01S5/34313
摘要：　半導体基板と、半導体基板上に設けられ、量子井戸発光層１７及び注入層１８からなる単位積層体１６が多段に積層されたカスケード構造を有する活性層とを備えて量子カスケードレーザを構成する。また、単位積層体１６は、そのサブバンド準位構造において、発光上準位Ｌｕｐと、発光下準位Ｌｌｏｗと、発光下準位よりも低いエネルギー準位からなる緩和ミニバンドＭＢとを有し、上準位から下準位への電子のサブバンド間遷移によって光が生成されるとともに、サブバンド間遷移を経た電子は、ＬＯフォノン散乱によって下準位ＬｌｏｗからミニバンドＭＢへと緩和され、ミニバンドＭＢを介して、注入層１８から後段の発光層へと注入されるように構成される。これにより、量子井戸発光層における反転分布を効率的に形成して、レーザ動作性能を向上することが可能な量子カスケードレーザが実現される。
摘要翻译：量子级联激光器包括半导体衬底和形成在半导体衬底上的有源层，并且具有级联结构，其中每个由量子阱发射层（17）和注入层（18）组成的单位多层体（16）被堆叠。每个单元多层体（16）具有子带级结构，其包括由发射上位电平（L SUB）上升的发光次级（L < 低），并且能量水平低于排放较低水平。在从上层到下层的电子的子带到子带过渡时产生光。通过LO声子散射将经历子带到子带转变的电子从较低电平（L _{低）松弛到微带（MB），并在后续阶段从下一级注入到发射层通过微带（MB）的注入层（18）。由此，能够有效地形成量子阱发射层中的反演分布并实现激光作用性能的量子级联激光器。}

3. 发明申请

WO2007007434A1 量子カスケードレーザ审中-公开
标题翻译：量子CASCADE激光
公开(公告)号：WO2007007434A1
公开(公告)日：2007-01-18
申请号：PCT/JP2006/300385
申请日：2006-01-13
申请人：浜松ホトニクス株式会社 , 山西正道 , 枝村忠孝 , 秋草直大 , 杉山厚志
发明人：山西正道 , 枝村忠孝 , 秋草直大 , 杉山厚志
IPC分类号： H01S5/34
CPC分类号： H01S5/3401 , B82Y20/00
摘要：　量子井戸発光層及び注入層が交互に、垂直方向に積層されたｍ１段のカスケード構造を有し、量子井戸構造でのサブバンド間遷移によって光を生成する活性層２０を含む半導体積層体のレーザ素子部１０を用いて、量子カスケードレーザ１を構成する。さらに、本レーザ１においては、この活性層２０を含むレーザ素子部１０を、水平方向に互いに分離された状態でｍ２個配列する。そして、これらのレーザ素子部１０１～１０ｍ２を直列に接続することにより、実効的な段数がｍ１×ｍ２段となる２次元状のカスケード構造を実現する。これにより、狭線幅特性を有するとともに、低閾値、高出力での動作が可能な量子カスケードレーザが実現される。
摘要翻译：量子级联激光器（1）通过使用具有m1级联结构的半导体层体的激光元件单元（10）来构造，其中量子阱发光层和注入层在垂直方向上交替层叠，并且包括有源层（20），用于通过量子阱结构中的子带之间的过渡来产生光。此外，包括有源层（20）的激光元件单元（10）的m2片在水平方向上彼此分开布置。通过串联连接激光元件单元（10×1×10 -2 m 2），可以实现具有m1×m2实际阶段的二维级联结构。这实现了具有窄线宽特性并能够以低阈值和高输出操作的量子级联激光器。

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