(57)【要約】レーザは、与えられたポンピングエネルギーに応じて遠赤外線領域の中心波長（Ａ）の放射線の誘導放出を引き起こす活性領域（１２）と、前記活性領域（１２）に放射線を閉じ込めるのに適すると共に、隣接する層との間の少なくとも一つのインターフェース（１６ａ、１６ｂ、２２ａ）を備え、前記インターフェースの相互作用によって放射線を伴って発生した表面プラズモンモードをサポートする閉じ込め領域（１６、１８、２２）とを備える。前記閉じ込め領域（１６、１８、２２）は、導波路層（１６）を備え、前記導波路層（１６）は、第１インターフェースと第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）とによる向こう側に制限されず、第１及び第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）がそれぞれプラズモンモードをサポートできるように、前記導波路層（１６）は、ドープされており、前記導波路層（１６）は、前記第１及び第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）に近接し、前記導波路層の外側のプラズモンモードの集積を達成すると共に、前記導波路層の外側のプラズモンモードを実質的に抑制するような厚さ（ｄ）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられたポンピングエネルギーに応じて遠赤外線領域の中心波長（λ）の放射線の誘導放出を引き起こす活性領域（１２）と、
前記活性領域（１２）に放射線を閉じ込めるのに適すると共に、隣接する層との間の少なくとも一つのインターフェース（１６ａ、１６ｂ、２２ａ）を備え、前記インターフェースの相互作用によって放射線を伴って発生した表面プラズモンモードをサポートする少なくとも１つの閉じ込め領域（１６、１８、２２）と
を備え、
前記少なくとも一つの閉じ込め領域（１６、１８、２２）は、導波路層（１６）を備え、前記導波路層（１６）は、第１インターフェースと第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）とによる向こう側に制限されず、第１及び第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）がそれぞれプラズモンモードをサポートできるように、前記導波路層（１６）は、ドープされており、前記導波路層（１６）は、前記第１及び第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）に近接し、前記導波路層の外側のプラズモンモードの集積を達成すると共に、前記導波路層の外側のプラズモンモードを実質的に抑制するような厚さ（ｄ）を有することを特徴とするレーザ。
【請求項２】
前記第１及び第２インターフェース（１６ａ、１６ｂ）のプラズモンモードが相互に結合していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ。
【請求項３】
前記導波路層（１６）は、負の実部を有する誘電率（ε１）を持つと共に、正の実部を有するが、前記導波路層の誘電率（ε１）と実質的に同程度のモジュールを有する誘電率（ε２）を持つ２つの領域（１２，１８）の間に挟まれていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ。
【請求項４】
前記導波路層（１６）と、前記導波路層を挟む２つの領域（１２，１８）の誘電率の合計の実部は、前記合計の誘電率の虚部と実質的に同程度の大きさであることを特徴とする請求項３に記載のレーザ。
【請求項５】
前記活性領域（１２）は、量小カスケード型活性領域を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項６】
前記活性領域は、周期が不均一のＧａＡｓ／Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ超格子構造を有することを特徴とする請求項５に記載のレーザ。
【請求項７】
前記導波路層（１６）は、前記活性領域（１２）と前記基板領域（１８）との間に挟まれていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項８】
前記導波路層（１６）は、前記活性領域（１２）との接触していることを特徴とする請求項７に記載のレーザ。
【請求項９】
前記導波路層（１６）上に直接配置された第１電気的接触領域（２０）をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項１０】
前記活性領域（１２）上に直接配置された第２電気的接触領域（２２）をさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項１１】
１〜１０テラヘルツの周波数での放射線の誘導放出を引き起こすことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項１２】
前記導波路層（１６）の厚さ（ｄ）は、ほぼ１００ｎｍの程度あることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のレーザ。
【請求項１３】
前記導波路層（１６）は、電子濃度がほぼ１０１８ｃｍ−３の程度であるｎ型半導体によって形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のレーザ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルで述べられたタイプの半導体レーザに関する。
【０００２】
一般的に、１〜１０テラヘルツの周波数帯域（同様に遠赤外線であると定義されている）は、一般の半導体デバイスや固体デバイスに基づく光源によって到達することは困難であることが知られている（Ｒ．Ｅ．マイルズ他、テラヘルツソース及びシステム、ＮＡＴＯ  ＡＳＩシリーズ、Ｋｌｕｗｅｒ  ２００１）。実際、ガンダイオードや共振型トンネル効果ダイオード等の自由電荷の振動に基づく電子部品によって、約１００ＧＨｚの周波数に達することができる。スペクトルのもう一方の端部では、半導体の伝導帯から価電子帯への光学的遷移で働く従来のダイオードレーザでは、およそ可視領域かあるいは近赤外線／中間赤外線の周波数に限られる（＞３０テラヘルツ)。
【０００３】
しかし、分光学の分野で、無線通信の分野で、それに医療目的又はセキュリティチェックのための画像形成の分野でのこのスペクトル領域に対する非常に大きな技術的興味が存在している。実際、様々な物質の上記周波数範囲内での透明性あるいは不透明性によって、（Ｘ線と同様の方法で、そして補完的に）生物学的な組織の検査、又は、衣服やプラスティック製品容器によって見えなくされる目的物を検査する必要がある調査用に非常にふさわしい。最後に、建設材料の広い帯域幅で実現可能な透明性によって、これらの周波数は将来の建築物内通信のための最適の選択となる。
【０００４】
原則的には、最近開発されたレーザ（ＱＣＬ）は、が遠赤外線の範囲の電磁放射を発生する能力を提供する。実際、実質的に２次元ヘテロ構造における電子の量子閉じ込めの結果、同じ伝導帯に属するサブバンド状態の間で遷移する単極デバイスがある（J. Faist他、Science、264、553、1994年）。従って、これらのサブバンド間のエネルギー分離と、そのために発生したフォトンの周波数は、主に電子が閉じ込められた半導体層の厚さに依存するが、元の材料の電子構造には依存しない。現在の最先端では、最大２４μｍ（１２．５テラヘルツ）の波長幅に至る中間赤外線の全範囲をカバーするＱＣＬが開発されている（R. Colombelli他、Appl. Phys. Lett. 78、2620、2001年）。しかし、様々な理由のためにテラヘルツで動作するＱＣＬの生産は、今まで実行不可能なままであった。第一に、禁止の（prohibitive）価値にとっての光学的な損失を増やさずに効果的により長波長（〜１００μｍ）の光を閉じ込めることができ、ＱＣＬ成長システム（分子線エピタキシャル成長法あるいはＭＢＥ）と適合する厚さ（約１０μｍ)の導波路を開発する必要がある。第二に、共振器損失を補償するために反転分布を保証する等のように活性領域を設計する必要がある。後者の要求は、関連するエネルギーが光学的フォノンのエネルギーより低いという事実のために従来のＱＣＬの場合より複雑である。これは、非放射性の緩和プロセスのダイナミクスを完全に変え、電子構造の生成を置くべき異なるアプローチを必要とする。
【０００５】
したがって、現在の最先端技術では、レーザ効果の何らの証拠もなく、ほとんど利得のない（テラヘルツレンジの数十ｐＷ程度のパワーでの）関心のある周波数で自然放出させるＱＣデバイスがあるだけがある（M. Rochat他、Appl. Phys. Lett. 73、3724、1998；J.Ulrich他、Appl. Phys. Lett. 76、19、2000）。
【０００６】
他の半導体レーザ等のような現在のデバイスでは、電子注入の効果によって電磁放射が発生する活物質を有する。これは、レーザの動作のために必要な光共振器の横の大きさを規定する特定の空間領域に活物質を満たし、該空間領域に放射線を閉じ込める導波路によって導くことができる。ＱＣＬの活性領域の２次元の独特の構造を考えると、デバイスを（リトグラフィー等）のプロセスで製作して、共振器を垂直な方向にただ規定しながら、半導体が成長した方向に放射線を閉じ込める平面導波路を実現する必要がある。可視領域、近赤外線又は中間赤外線の周波数で、この導波路は、活物質を、より低い屈折率を有する２つ又はそれ以上の異なる半導体層の間に挿入することによって、一般に生産される。周知のように、全反射の原理によって光ファイバと同じように動作する、一般に絶縁性導波路と呼ばれる導波路が生産される。しかし、このアプローチでは、波長と同程度かそれ以上の厚さの半導体層を必要とするので、テラヘルツの周波数範囲（約１００μｍの波長）のためには使うことができず、このアプローチを一般的に用いられる成長技術（ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ）で使うことは全く実行不可能である。しかも注入デバイスを必要とするので、使用される半導体は最適な輸送量（transport properties）を確実にするために所定レベルのドーピングを含む必要がある。ドープされた半導体の自由キャリアの吸収係数「ｋ」は波長の２乗に比例しており、遠赤外線の範囲では巨大になるので、上記の結果、吸収のために非常に大きな損失が生じる（P.Y. Yu、M. Cardona、Fundamentals of Semiconductors、Springer-Verlag、ベルリン、1996年）。近年、１５μｍより長波長のＱＣＬの開発のために、表面プラズモンによる新しい導波路が使用されている（C. Sirtori他、Opt. Lett. 23、1366、1998年； A. Tredicucci他、Appl. Phys. Lett. 76、2164、2000年）。表面プラズモンは、例えば金属と半導体のように反対の符号の誘電率を持つ２つの物質の間の界面（interface）に閉じ込められる光学モードである。それらは、ＴＭ偏光であって（したがってＴＭ偏光された光を発するＱＣレーザに非常に適する）、その界面で最大となると共に、界面に垂直な両方の側に指数的に減衰する電界プロファイルを持つ。ε１が金属の誘電率であって、ε２が半導体の誘電率とすると、２つの物質中への表面プラズモンの浸透度（penetration）は下記式で与えられる。
【０００７】
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【０００８】
そのため、誘電率が負になるほど金属層への浸透は少なくなる［Ｒｅ（ε）＝ｎ２−ｋ２］。金属は特に吸収性があり（ｋ＞＞１）、光学モードの顕著な浸透は受け入れ難い損失を引き起こすので、上記の関係は重要である。これによって、金属の誘電率がそもそもかなり負であることから、表面プラズモンに基づいた導波路がなぜ十分に長い波長（λ＞１５μｍ）のレーザだけに有効なのかを説明することができる。
【０００９】
より長波長のＱＣレーザで形成された表面プラズモン導波路での損失の程度は、およそ１００ｃｍ−１である（A. Tredicucci他、Appl. Phys. Lett. 76、2164、2000年； R. Colombelli他、Appl. Phys. Lett. 78、2620、2001年）。しかも、半導体の誘電率は比較的に小さく厳密には正であるので、上記式から、半導体中への浸透は、金属中への浸透とおよそ反比例する（さらに、遠赤外線での浸透が同様に非常に大きくなる）ことが明らかであると思われる。これらの特徴は、今まで使われてきたタイプの表面プラズモン導波路もまた同様にテラヘルツレーザのためには使えないことを意味している。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決でき、１〜１０テラヘルツの周波数で有効に動作するレーザデバイスを提供することである。
【００１１】
本発明によれば、上記目的は、クレーム１で定義された特徴を有するレーザデバイスによって達成される。
【００１２】
好ましい態様は、独立請求項に記載されている。
【００１３】
この方法で構成されたレーザデバイスでは、導波路は、負であって、層の厚さ（好ましくは数百ｎｍ）と、周囲の金属の誘電率とによく適合した絶対値の誘電率を有する、高度にドープされた半導体層（好ましくは、１０１８ｃｍ−３程度のキャリア濃度）を備える。これによって、波長よりさらに小さい寸法内に強く閉じ込められ、同時に１０ｃｍ−１程度の非常に低い減衰指数を持つ特定の光学モードが形成される。
【００１４】
また、この解決法による効果として、レーザの活性層との電気的接触を形成するために上記のドープ層を用いることができ、それによって、ＱＣＬで一般に使われるドープされた基板よりずっと吸収性がないノンドープ基板を用いることを実現可能にするという事実がある。
【００１５】
このような新しいデザインの導波路の使用によって、実際のデバイスで、７０ミクロンの波長で、活性領域中への放射線の閉じ込め指数０．４６において、光学的な損失をわずかに１７ｃｍ−１の程度とすることができる。これらの非常に好ましい特徴によって、電磁スペクトルのこの領域で、今日までデザインされたＱＣ構造における場合のように、反転分布が最小であって、利得が制限された活物質を含む場合でさえレーザ効果を得ることができる。
【００１６】
添付図面を参照して、以下の詳細な説明から、さらに効果と特徴が明らかになるであろう。
【００１７】
図１に関して、半導体レーザ１０は、印加されたポンピングエネルギーに応じて遠赤外線の領域にある中心波長の放射線の誘導放出を引き起こす活性領域１２を備える。
【００１８】
活性領域１２は、その活性領域１２と基板１８との間に挿入される薄い導波路層１６によって、その下部の範囲が定められる。導波路層１６によって、活性領域１２との界面１６ａが画成され、基板１８との界面１６ｂが画成される。
【００１９】
導波路層１６は、好ましくは１０１８ｃｍ−３の程度の多数キャリアの濃度で高度にドーピングされた半導体によって形成される
【００２０】
薄い、高度にドープされた半導体層１６は、ノンドープ半導体の誘電率の絶対値と同程度の大きさに維持しながら、電子気体のプラズマ周波数が中間赤外線の範囲にあって、該層の誘電率の実部がテラヘルツの周波数で負になるような条件に置かれる。図２に示されるように、これらの状況で、上記層１６の特徴を有し、通常の半導体構造に挿入された薄い層によって、該層の近傍に強く閉じ込められたＴＭモードが形成される。この図に、８００ｎｍの層の５×１０１８ｃｍ−３でｎ型ドープされたＧａＡｓを持つノンドープＧａＡｓサンプルの波長７０μｍでのこのタイプの方式について、算出した強度プロフィールを示す。なお、放射線は、合計でもわずか１μｍの十分の一の厚さの中に閉じ込められ、ドープ層の周囲で明らかに最大となり、内側では非常に低い強度となる。
【００２１】
このモードの物理的な原因は、以下のように本質的に理解できる。通常の半導体との界面を含むドープ層の負の誘電率ε１によって表面プラズモンモードをサポートする。
しかし、それがただ弱く負であるという事実は、最小の厚さと共に、ドープ層への浸透の考慮を必要とし、その結果、図２で示された新しいモードを形成するために２つの界面の表面プラズモンのカップリングが生じる。周囲の半導体のこのモードの空間的広さは、ドープ層の誘電率の大きさ（ドーピングの程度を変えることによって修正できる）によってコントロールされる。すでに式（１）に関して指摘されているように、この広さは、実際のところ最初の概算としてのものであって、−（ε１＋ε２）の根に直接に比例し、負であるが、最小のＲｅ（ε１）によって、放射線をより狭く閉じ込めることができる。しかし、これによって、吸収係数と関連するドープ層のわずかな厚さを考えると、単一の表面プラズモンの場合のように受け入れ難い方法のモードの損失は増えない。Ｒｅ（ε１＋ε２）がほぼＩｍ（ε１＋ε２）の程度である場合、例えば、ＧａＡｓについて１０１８ｃｍ−３程度のドーピングの場合に最大の閉じ込めをより精密に実現できる。この実施の形態では、モード振幅と損失との間の最も良い比率は、２×１０１８ｃｍ−３であって、厚さ８００ｎｍのｎ型ドーピングを用いることで得られ、この比率は、約２０μｍでの閉じ込めを維持しながら、わずか７ｃｍ−１のモードの吸収係数と一致する。
【００２２】
さらに、図１を参照し、導波路層１６は、層１６の上にコンタクト２０を直接に配置することによって、活性領域１２の電気的接触を得るためのベースを提供する。これによって、遠赤外線で従来使われるものよりずっと透明なノンドープ基板を使うことができる。レーザデバイスのこの実施の形態では、従って、ノンドープＧａＡｓ基板１８の上に直接にドープ層１６を成長させ、その後、後述するように（約１１μｍの厚さの）活性領域１２を成長させる。この点で、今度は活性領域１２の頂部に別の電気的接触２２を設けるためには金属層の成膜が必要となる。
【００２３】
レーザデバイスの好ましい実施の形態では、このコンタクト２２は、活性領域１２の上にそれとの界面２２ａを形成するために直接に配置される。界面２２ａの外側でコンタクト２２は、単に５×１０１８ｃｍ−３でドープされた厚さ２００ｎｍのＧａＡｓ層２４によって活性領域１２から分離される。この構成によって良い伝導性のコンタクトを得ることができる。また、結合（ボンディング）と、上述のリッジの幅を超えるコンタクト２２の金属化の延長のために、横の大きさ（例えば＜１００μｍ）を必要とする場合には、絶縁性物質の層２５（例えば、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４）は、あらかじめストライプ（あるいは、以下により詳細に説明するリッジ）の側面に配置される（これらはそれ自体唯一の解決法ではないが、しかし、発明の精神から離れることなく、別の上部コンタクトの成膜のための幾何学的配置を提供してもよい。）。この選択の特別な結果として、コンタクト２２の金属との界面２２ａに束縛された別の表面プラズモンは、本発明に係る導波路のモードと混合され、その結果、図３に示すように完成したデバイスのモードとなる。損失の増加は、ドーピングのための大きな範囲によるものであり、活性領域１２では低いことが必要とされるが、上部金属コンタクト２２の存在のために最小の範囲であった。およそ１７ｃｍ−１の値は、７０μｍの波長について、とにかく非常に低い。活性領域におけるモードの閉じ込め因子Γは０．４６である。これらの値は、活性領域１２の少なくとも３０〜４０ｃｍ−１の利得を達成する必要があることを示している。
【００２４】
本発明に係るレーザデバイスの一つ実施の形態では、活性領域１２は、ＧａＡｓ／Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ超格子をベースとして用いる。当然のことであるが、発明は、概してＴＭ偏光したテラヘルツ発光に適用できるので、発明はこの特別なタイプの活性領域のレーザに限られない。この実施の形態では、反転分布は上記の超格子の最初のエネルギーミニギャップの端の状態間への電子注入によって実現できる。特に不均一周期又はチャープされた超格子が用いられ、デバイスの操作に必要な電界の存在下でさえ維持されるべきミニバンドを十分に非局在化する（A. Tredicucci他、Appl. Phys. Lett. 73、 2101、1998年；F. Capasso他、米国特許第6,055,254号）。より長波長のＱＣレーザの活性領域は、このアプローチ（A. Tredicucci他、Appl. Phys. Lett. 76、2164、2000年；R. Colombelli他、Appl. Phys. Lett. 78、2620、2001年）と、光学的フォノンのエネルギー（すなわちテラヘルツ周波数）より低いエネルギーでのそれらの使用が近年議論されている（ケーラー他、Appl. Phys. Lett. 79、3920、2001年）。この後者の文献では、３０ｃｍ−１程度のゲインを導くことができる活物質の所定の設計が提案されており、これは本発明による導波路の構成と適合する。ケーラー他、Appl. Phys. Lett. 79、3920、2001年で記載のものと名目上同一であって、適当な層によって離間された一連の「チャープされた」超格子が、一つの超格子の最初のミニバンドから電子を抽出し、次の周期の超格子の第２のミニバンドにその電子を注入するために、ＱＣＬの普通のレイアウトに従って設計され、そのため、この超格子は、レーザデバイスの活物質として意図された領域に成長させる。必要とされる１１μｍをカバーするために、合計１０４のＳＬユニット／注水器が必要であった。形成したサンプルの全体の構造は、中心波長λ＝６９μｍで発光可能であり、下記の表１で詳細を示している。この構造は、全体として１１．９６４３μｍの厚さに加えて基板の厚さとを有する。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の注入部及び活性ゾーンの構造体はそれぞれ下の表２及び３で示している。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
【表３】
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【００２９】
湿式エッチングによって、高度にドーピングされた層を露出させることによって、およそ１５０μｍの幅のストライプ（リッジ）の中にサンプルが形成された。Ａｕ／Ｇｅを蒸着して金属化ステップを行って、図１で示されるように、活性領域の上と下に、高度にドーピングされた２つのゾーンの上に別々にコンタクトを形成する。デバイスの大きさを考慮して、コンタクトは、リッジの頂部の両方と側面の上に直接にワイヤ接続（ボンディング）を実現するように配置された。より薄いリッジに関して、ボンディング用の十分に大きな金属の表面を持つために絶縁層を使う必要がある（図１参照。）。ストライプに垂直な結晶面に沿って劈開させることによって、長さがおよそ１．２ｍｍのレーザの中にストライプを画成する。これによってストライプの両端に２つのファセットを残し、それらはミラーとして機能し、レーザ共振器の範囲を確定させる。デバイスは、銅帯の上にＩｎ／Ａｇペーストで結合され、測定のために液体ヘリウムを流したクライオスタット中に取り付けられた。当然のことであるが、幾何学的な選択及び共鳴器の特徴の選択は、発明の精神を変えることなく実現できる使用導波路のタイプや他の構成（円筒形の共振器、分散型フィードバック共鳴器、絶縁性コーティングを伴うファセット）には直接関連しない。
【００３０】
図４は、フーリエ変換干渉計とＳｉボロメトリック検出器によって、デバイスへの供給電流の関数として８Ｋで測定されたファセットからの発光スペクトルを示す。７５０パルス列（継続時間２００ｎｓ、周期２μｓ）が用いられ、３３３Ｈｚの周波数で繰り返された。これは、ボロメータの反応周波数と適合するがサンプルを加熱しすぎない周波数を持つために行われた。およそ１８ｍｅＶの発光ピークが観測されており、これは超格子の最初の２つのミニバンドの間の分離エネルギーとよく適合する。信号強度は、電流の増加と共に急速に増え、レーザしきい値の約８８０ｍＡまで線幅が狭くなる。上述したように、パワーは、数ｍＷの最大値へいくつかの段階で増加し、発光は、（使用された分光計の解像度）の１ｃｍ−１の１０分の１よりも狭い幅の共振器の単一モードに集中している。
【００３１】
様々な温度について、出力曲線が電流の関数として図５に示されている。レーザ発光の典型的なしきい値の特性によって示されるように、最大の動作温度は４５Ｋである。
【００３２】
上述の実施の形態のデバイスの性能は、制限されているが、これは純粋に最初の実験的な構成であることを強調しておく。実際、相当の未来の改善が成し遂げられることを可能にするような様々な可能性のあるバリエーションがある。例えば、より長いリッジを用いることによるデバイスの横の大きさの削減や、それらの反射性を増すためのファセットのコーティングによって、パワー、最高温度、及び継続作業の能力の点でのドラスチックな改善を導くに導くようないくつかの簡単な方法が期待される。導波路の幾何学は、例えば、より厚い活性領域の使用や、あるいは上部コンタクトの別の配置で同様にさらに改善される。しかし、上述の実施の形態で実施されたように、本発明のデバイスの特性は、低損失であって大きな閉じ込め因子を有するように、それ自体優れている。様々な周波数での適用性と、１〜１０テラヘルツの範囲にわたる様々な活性領域を持つその適用性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】リッジ型共振器を備えたファブリ−ペロー型レーザデバイスの本発明の実施の形態の斜視図である。ストリップの頂部への上部コンタクトを金属化する場合にかぎって、絶縁層を除去できる。これは、ストリップ幅が１００μｍより狭い場合に実現できる。
【図２】名目上のノンドープＧａＡｓ内に５×１０１８ｃｍ−３の厚さ８００ｎｍのｎ型ドープＧａＡｓ層が存在することによって閉じ込められた基本的なＴＭ光学モードの算出されたプロフィールを示すグラフである。放射線の波長は７０μｍである。
【図３】図１の実施の形態にしたがって完成したデバイス内の基本的なＴＭ光学モードの算出されたプロフィールを示すグラフである。７０μｍの動作波長での金の厚さ３００ｎｍと文献から得られた値とを考慮に入れて、上部金属コンタクトがシミュレートされている。灰色のエリアによって示された活性領域の閉じ込め因子０．４６に対して、モードの減衰係数は、およそ１７ｃｍ−１である
【図４】図１のファブリ−ペロー型デバイスの実施の形態の長さ１．２ｍｍ、幅１５０μｍのファセットからの発光スペクトルを、印加したパルス電流の関数として示すグラフである。温度はおよそ８Ｋである。
【図５】様々な温度で、図１のデバイスについてのパワー出力を、印加電流の関数として示すグラフである。レーザ発光しきい値は約４５０Ａ／ｃｍ２である。最大の動作温度は４５Ｋである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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