[发明专利]太赫兹量子级联激光装置

说明书

本发明提供能够作为两个红外线的差频而发出太赫兹波的量子级联激光装置。太赫兹量子级联激光装置具有基板、半导体层叠体以及第一电极。半导体层叠体具有能够通过次能带间光学跃迁而发出红外线激光且设置在基板上的活性层、以及设置在活性层之上的第一包层，半导体层叠体设置有脊形波导路。在第一包层的上表面设置有沿着脊形波导路的延伸方向分离地设置的第一分布反馈区域以及第二分布反馈区域。第一电极设置在第一包层的上表面。第一分布反馈区域的平面尺寸小于第二分布反馈区域的平面尺寸。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种太赫兹量子级联激光装置(日文：テラヘルツ量子カスケードレーザ装置)。

背景技术

当使用具有30GHz～30THz的频率的太赫兹波时，例如，能够对纸袋内的特定物质等进行检测。

然而，难以通过高频电路来生成太赫兹波。

当将从KTP(KTi0P4)-OPO(Optical Parametric Oscillator：光参量振荡器)产生的双波长红外线激光对非线形结晶进行照射时，作为差频而生成太赫兹波。然而，其构成较复杂。

专利文献1：日本特开2008-53519号公报

发明内容

本发明提供一种量子级联激光装置，能够作为2个红外线的差频而发出太赫兹波。

实施方式的太赫兹量子级联激光装置具有基板、半导体层叠体以及第一电极。所述半导体层叠体具有能够通过次能带间光学跃迁来发出红外线激光且设置在所述基板上的活性层、以及设置在所述活性层之上的第一包层，所述半导体层叠体设置有脊形波导路。在所述第一包层的上表面设置有沿着所述脊形波导路的延伸方向分离设置的第一分布反馈区域以及第二分布反馈区域。所述第一电极设置在所述第一包层的上表面。所述第一分布反馈区域的平面尺寸小于所述第二分布反馈区域的平面尺寸。

附图说明

图1(a)是第一实施方式的太赫兹量子级联激光装置的示意俯视图，图1(b)是沿着A-A线的示意剖视图，图1(c)是沿着B-B线的示意剖视图。

图2是对量子级联激光装置对于相对电流密度的电压依存性进行说明的图表图。

图3(a)是将太赫兹波量子级联激光装置的第一分布反馈区域的一个例子局部放大的示意剖视图，图3(b)是将其第二分布反馈区域的一个例子局部放大的示意剖视图。

图4(a)是第一实施方式的变形例的示意俯视图，图4(b)是沿着A-A线的示意剖视图，图4(c)是沿着B-B线的示意剖视图。

图5(a)是第二实施方式的太赫兹量子级联激光装置的示意俯视图，图5(b)是沿着A-A线的示意剖视图，图5(c)是沿着B-B线的示意剖视图。

图6(a)是将第二实施方式的太赫兹量子级联激光装置的第一分布反馈区域的一个例子局部放大的示意剖视图，图6(b)是将其第二分布反馈区域的一个例子局部放大的示意剖视图。

图7(a)是第二实施方式的变形例的示意俯视图，图7(b)是沿着A-A线的示意剖视图，图7(c)是沿着B-B线的示意剖视图。

符号的说明

10：基板，12：活性层，14：第一包层，14a：第一分布反馈区域，14b：第二分布反馈区域，20：半导体层叠体，30：第一电极，30a：第一区域，30b：第二区域，40：脊形波导路，50：第一帕尔贴元件，52：第二帕尔贴元件，G1：第一红外线激光，G2：第二红外线激光，D1、D2：(衍射光栅的)间距，R_TH1、R_TH2：热阻，S1、S2：(分布反馈区域的)平面尺寸，TH：太赫兹波

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。