Preparation et étude de diodes laser a GaInAsSb-GaAlAsSb fonctionnant en continu à 80K

F. Pitard; E. Tournie; M. Mohou; G. Boissier; J.-L. Lazzari; A.-M. Joullie; C. Alibert; A. Joullie; E. Goarin; J. Benoit

doi:doi:10.1051/jp3:1991143

Numéro		J. Phys. III France Volume 1, Numéro 4, April 1991


Page(s)		605 - 622
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1991143

DOI: 10.1051/jp3:1991143
J. Phys. III France 1 (1991) 605-622

Preparation et étude de diodes laser a GaInAsSb-GaAlAsSb fonctionnant en continu à 80K

F. Pitard, E. Tournie, M. Mohou, G. Boissier, J.-L. Lazzari, A.-M. Joullie, C. Alibert, A. Joullie, E. Goarin and J. Benoit

Equipe de Microoptoélectronique de Montpellier (EM2), UA CNRS n$^{\circ}$ 392, Université de Montpellier II, Sciences et Techniques du Languedoc 34095 Montpellier Cedex 05, France

(Reçu le 30 avril 1990, accepté le 24 spetembre 1990)

Abstract
Double heterojunctions (DH) Ga _0.73AI _0.27As _0.02Sb _0.98 ( p)/Ga _0.83ln _0.17As _0.15 Sb _0.85 ( p)/Ga _0.73AI _0.27AS _0.02Sb _0.98 ( n) have been grown by liquid phase epitaxy on GaSb(100)n substrate. Confiming properties of these DH have been analyzed. Gain guided DH laser diodes have been prepared and studied by varying the temperature. Laser emission has been obtained in continuous mode up to 140K and in pulsed mode up to room temperature. Laser wavelength is 1.95 $\mu$ m at 80K and 2.17 $\mu$ m at 298K. The emitted power is about 1 mW. The threshold current intensity increases from 150 mA at 80K up to 1.2A at 298K, with a characteristic temperature T₀ approx 110K. External quantum efficiency is 6-10% per face at 80K and 1.5% per face at room temperature. Far field pattern at threshold is monolobe, with a full beam width at half power perpendicular to the junction plane $\theta_{\perp}\approx 52^{\circ}$ and in the plane ofthejunction $\theta$ // $\approx$ 11 $^{\circ}$ . Modelisation ofthe beam divergence $\theta_{\perp}$ allowed us to evaluate the refractive index of the active layer at threshold: $n_{\rm act} = 3.79$ .

Résumé
Des doubles hétérojonctions (DH) Ga _0,73AI _0,27As _0,02Sb _0,98 ( p)/Ga _0,83ln _0,17As _0,15 Sb _0,85 ( p)/Ga _0,73AI _0,27AS _0,02Sb _0,98 ( n) ont été obtenues par épitaxie en phase liquide sur substrat GaSb (100)n. Les propriétés confinantes de ces DH ont été analysées. Des diodes laser à guidage par le gain ont été préparées et caractérisées en température. L'émission laser a été obtenue jusqu'à 140K en régime continu et jusqu'à température ambiante en régime pulsé. La longueur d'onde d'émission est centrée vers 1,95 $\mu$ m à 80K et vers2,17 $\mu$ m à 298K, La puissance émise est de l'ordre du mW L'intensité de courant de seuil varie de 150 mA (80K) à 1,2 A (298K) avec une température caractéristique élevée (To $\approx$ 110K) . Le rendement quantique différentiel externe est de 6 à 10 % par face à 80K et de 1,5 % par face à température ambiante. Le champ émis au seuil est monolobe avec $\theta$ // $\approx$ 11 $^{\circ}$ et $\theta_{\perp}\approx 52^{\circ}$ . Une modélisation du champ perpendiculaire a permis de déterminer l'indice de la couche active au seuil : $n_{\rm act} = 3,79$ .