Быстродействующие вертикально-излучающие лазеры (ВИЛ) диапазона 1550 нм являются
привлекательным вариантом источника когерентного излучения для реализации различных устройств
радиофотоники. К сожалению, монолитные гетероструктуры ВИЛ с инжекцией носителей через
легированные распределенные брэгговские отражатели (РБО) сформированные из AlGaAs/GaAs и
активной областью на основе квантовых ям InGaAs, хорошо зарекомендовавшая себя при создании
ВИЛ ближнего ИК-диапазона [1], оказываются непригодны для создания ВИЛ диапазона 1550 нм
ввиду невозможности достижения эффективной электролюминесценции на данной длине волны.
Применение выращенной в едином эпитаксиальном процессе монолитной гетероструктуры ВИЛ с
РБО из InAlGaAsP/InP и квантовыми ямами из InAlGaAs с инжекцией носителей через
внутрирезонаторные контактные слои позволяет реализовать ВИЛ диапазона 1550 нм, но не
обеспечивает хорошей температурной стабильности характеристик, а эффективная частота
модуляции таких приборов ограничена на уровне 4-5 ГГц, что обусловлено малым контрастом
показателей преломления и низкой теплопроводностью слоев тройных и четверных твердых
растворов в РБО, согласованных по параметру решетки с подложкой InP [2].
Решение данной проблемы возможно за счет применения гибридной конструкции ВИЛ с
инжекцией носителей через внутрирезонаторные контактные слои в сочетании с зеркалами на основе
диэлектрических материалов. Применения конструкции с двумя внутрирезонаторными контактными
слоями и диэлектрическими РБО позволило повысить частоту эффективной модуляции ВИЛ до
21 ГГц и продемонстрировать безошибочную передачи данных на скорости 50 Гбит/с при
температуре 20°С [3]. Однако такая технология изготовления ВИЛ весьма сложна и требует умения
создания высококачественных диэлектрических зеркал.
Альтернативным подходом является использование технологии спекания пластин
гетероструктуры активной области на основе нескольких In(Al)GaAs квантовых ям, выращенной на
подожке InP, и двух гетероструктур AlGaAs/GaAs РБО, выращенных на подожках GaAs [4].
Изготовленные по такой технологии ВИЛ спектрального диапазона 1.5 мкм демонстрируют частоту
эффективной модуляции 7-9 ГГц и безошибочную передачу данных на скорости 10 Гбит/с при
температуре 20°С [5].
Сравнительно недавно с использованием метода спекания пластин нами была
продемонстрирована возможность создания эффективных ВИЛ спектрального диапазона 1550 нм на
основе тонких сильнонапряженных InGaAs/InAlGaAs КЯ, пригодных для безошибочной передачи
данных на скорости не менее 25 Гбит/с при температуре 20°С [6,7]. В настоящей докладе будут
представлены результаты работ по разработке и созданию таких приборов, а также будут
представлены результаты анализа влияния времени жизни фотонов оптическом микрорезонаторе на
динамические характеристики одномодовых ВИЛ спектрального диапазона 1550 мкм.