Semiconductor edge emitting devices at 1.55 µm wavelength

Abstract

In this thesis two kinds of light transmitters for optical communications applicationshave been studied. First, suitability of an edge emitting laser structure for the gain media monolithic modelocked lasers (MML) were studied. Secondly, superluminescent diodes (SLD), used WDM (wavelength division multiplexing) applications, were studied.The study of monolithic modelocked lasers was part of the European projeet MONOPLA. For the study, laser structures with three, five and eight quantum wells active region were grown by GSMBE (gas source molecular beam epitaxy).

AB3:Tässä työssä tutkittiin kahdenlaisia puolijohdevalolähteitä optisiin tietoliikennejärjestelmiin. Valolähteet olivat indiumfosfidipohjaisia, reunasta emittoivia komponentteja. Ensiksi tutkittiin muotolukittuja laserdiodeja huippulyhyiden valopulssien aikaansaamiseksi. Toinen tutkimusaihe oli laajakaistaisten valolähteiden kehittäminen tiedonsiirtojärjestelmiin, joissa yhdessä optisessa kuidussa lähetetään useita signaaleja samanaikaisesti eri valon aallonpituuksissa.Muotolukitus on tekniikka, jolla laserilla voidaan saavuttaa hyvin lyhyitä valopulsseja.Tässä työssä tutkittiin molekyylisuihkuepitaksiaalimenetelmällä kasvatettujen puolijohderakenteiden soveltuvuutta monoliittisten muotolukittujen laserdiodien vahvistusalueeksi. Monoliittisesti muotolukitussa laserdiodissa kaikki muotolukitetun laserin toimintaan liittyvät toiminnot on sijoitettu yhdelle puolijohdesirulle.Puolijohderakenteita monoliittisen muotolukitun laserin vahvitusalueeksi tutkittiin kasvattamalla rakenteita, joiden aktiivinen alue koostui kolmesta, viidestä ja kahdeksasta kvanttikaivosta, ja valmistamalla rakenteista reunasta emittoivia harjannelasereita. Kvanttikaivojen määrän vaikutusta laserdiodin ominaisuuksiin tutkittiin mittaamalla laserdiodin toimintaa kuvaavia parametreja. Mittausten ja monoliittisen muotolukitun laserdiodin toimintaa kuvaavien simulointien perusteella valmistettiin monoliittinen muotolukittu laserdiodi. Tässä työssä tutkittiin kahta erilaista SLD (superluminescent diode) -rakennetta. Ensimmäisen rakenteen aktiivinen alue koostui kahdeksasta kvanttikaivosta. Rakenteen aaltojohteen paksuutta optimoitiin, jotta saavutettaisiin valoteholtaan suuri SLD.