[发明专利]具有P型隔离区的多段量子级联激光器

权利要求书

1.一种量子级联激光器，包括沿所述激光器的波导轴延伸的一个或多个p-型电隔离区和多个电隔离的激光器段，其中：

所述量子级联激光器包括夹在上侧和下侧n-型包覆层之间的有源波导芯；

所述有源芯以及所述上侧和下侧n-型包覆层延伸通过所述量子级联激光器的电隔离的激光器段；

所述上侧n-型包覆层的一部分包括足够多的p-型掺杂剂以定义p-型电隔离区，所述p-型电隔离区沿着用于分离所述量子级联激光器的电隔离的激光器段的突出物、横跨所述上侧n-型包覆层的厚度的至少一部分而延伸；且

所述芯层包括交替的半导体层，被配置为放大因同一能带中的能态之间的载流子迁跃而发出的光。

2.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述上侧和下侧n-型包覆层包括InP，且所述p-型掺杂剂被选择从而使得其在所述上侧包覆层中的最大稳定浓度低于约n×10¹⁸cm^-3，其中n小于3。

3.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中：

所述量子级联激光器包括图案化的电接触层，所述图案化的电接触层被配置为单独地启动到所述有源波导芯的段中的电流注入；且

所述p-型电隔离区被配置用于在所述有源波导芯的电隔离的激光器段之间的横向电隔离。

4.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，通过掺杂剂扩散入并通过所述上侧n-型包覆层的一部分，形成所述p-型电隔离区。

5.如权利要求4所述的量子级联激光器，其中，所述掺杂剂扩散而通过的所述上侧n-型包覆层的所述部分定义了在约0.5μm和约2.5μm之间的层厚度。

6.如权利要求4所述的量子级联激光器，其中，所述掺杂剂扩散而通过的所述上侧n-型包覆层的所述部分定义了高达约5×10¹⁷cm^-3的n-型掺杂密度。

7.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述p-型电隔离区从所述芯层延伸至约1.5μm之内。

8.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述p-型掺杂剂在所述上侧n-型包覆层中的浓度不大于约2×10¹⁸cm^-3。

9.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述交替的半导体层包括交替的III-V族材料，被选择为使得所述掺杂剂在所述芯中的最大稳定浓度比所述p-型掺杂剂在所述上侧n-型包覆层中的最大稳定浓度至少大10倍。

10.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述芯包括III-V族阱和III-V族势垒的交替的层。

11.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述芯包括GaInAs阱和AlInAs势垒的交替的层。

12.如权利要求1所述的量子级联激光器，其中，所述量子级联激光器包括DBR激光器且所述量子级联激光器的多个电隔离的激光器段包括有源增益段和波长选择段。

13.一种如权利要求12所述的DBR量子级联激光器，其中：

所述DBR量子级联激光器还包括相位段；

所述有源芯和所述下侧n-型包覆层以及所述上侧包覆层的大部分延伸通过所述DBR量子级联激光器的所述有源增益段、所述相位段、以及所述波长选择段；

所述p-型电隔离区沿着用于将所述DBR量子级联激光器的所述有源增益段与所述相位段和所述波长选择段分开的突出物、横跨所述上侧n-型包覆层的厚度的至少一部分而延伸；且

所述上侧n-型包覆层的附加部分包括足够多的p-型掺杂剂以定义附加的p-型电隔离区，所述附加的p-型电隔离区沿着用于分离所述DBR量子级联激光器的所述相位段和所述波长选择段的突出物、横跨所述上侧n-型包覆层的厚度的至少一部分而延伸。