[发明专利]量子级联激光器

权利要求书

1.一种量子级联激光器(300)，包括插入在两个光学限制层(104₁、104₂)之间的增益区(102)，所述增益区(102)具有进入增益区(102)的电子输入和离开所述增益区(102)的电子输出，其特征在于，所述激光器在所述电子输出的那侧上包括空穴阻挡区域(304)，所述空穴阻挡区域(304)具有价带能量分布(402)，在从进入增益区(102)的电子输入到离开增益区(102)的电子输出的方向上，所述价带能量分布(402)减小，达到局部最小值(406)，然后增大。

2.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，在局部最小值(406)的下游，在从电子输入到电子输出的方向上，所述空穴阻挡区域(304)中的价带能量增大，增大的值大于或等于环境温度下的热能。

3.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，所述空穴阻挡区域(304)具有有效禁带能量(408)，在从进入增益区(102)的电子输入到离开增益区(102)的电子输出的方向上，所述有效禁带能量(408)增大，达到最大值，然后减小。

4.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，所述增益区(102)和所述空穴阻挡区域(304)各自包含阱层(108、306)和势垒层(110、308)的叠层，所述空穴阻挡区域(304)的至少一个阱层(306)的厚度小于所述增益区(102)中至少一个阱层(108)的厚度。

5.根据权利要求4所述的激光器(300)，其特征在于，在从进入增益区(102)的电子输入到离开增益区(102)的电子输出的方向上，所述空穴阻挡区域(304)中的阱层(306)的厚度减小，达到最小值，然后增大。

6.根据权利要求4或5所述的激光器(300)，其特征在于，所述空穴阻挡区域(304)的至少一个阱层(306)的厚度小于或等于所述增益区的至少一个阱层(108)的厚度的80％。

7.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，所述增益区(102)和所述空穴阻挡区域(304)各自包含阱层(108、306)和势垒层(110、308)的叠层，所述空穴阻挡区域(304)的至少一个势垒层(308)的厚度大于所述增益区(102)中的至少一个势垒层(110)的厚度。

8.根据权利要求7所述的激光器(300)，其特征在于，在从进入增益区(102)的电子输入到离开所述增益区(102)的电子输出的方向上，所述空穴阻挡区域(304)中的势垒层(308)的厚度增大，达到最大值，然后减小。

9.根据权利要求7或8所述的激光器(300)，其特征在于，所述空穴阻挡区域(304)的至少一个势垒层(308)的厚度大于或等于所述增益区(102)中至少一个势垒层(110)的厚度的150％。

10.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，所述增益区(102)和所述空穴阻挡区域(304)各自包含阱层(108、306)和势垒层(110、308)的叠层，并且其中，在所述空穴阻挡区域(304)中，至少一个阱层(306)或势垒层(308)是N掺杂类型的。

11.根据权利要求中1所述的激光器(300)，其特征在于，所述增益区(102)或所述空穴阻挡区域(304)交替地由几个阱层(108、306)和几个势垒层(110、308)的叠层形成，其中：

-每个阱层(108、306)由砷化铟(InAs)制成；和/或

-每个势垒层(110、308)由锑化铝(AlSb)制成。

12.根据权利要求1所述的激光器(300)，其特征在于，所述增益区(102)包括阱层(108、306)和势垒层(110、308)的叠层，所述空穴阻挡区域(304)由电子输出的那侧上的所述叠层的一部分形成。