Tesis

José Luis Muñoz Gamarra

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6. ESTRUCTURAS
Para que un diodo láser funcione de manera eficiente, es necesario conseguir confinamiento óptico y electrónico entre los planos de la heteroestructura. Además es necesario que el flujo de corriente se limite a una zona lateral (coordenada x) estrecha con al que se consigue la igualdad de corriente umbral inyectada un menor valor de corrienteumbral. Para conseguir los objetivos anteriores se emplean dos tipo de estructuras. En primer lugar los laceres de guiado por ganancia se obtienen, al crecer en la parte superior de la estructura una tira metálica estrecha según la coordenada x. El paso de la corriente por esta tira modifica la ganancia (aumentándola) y el índice de refracción (disminuyéndolo) de la parte de la zona activa situada pordebajo de la tira. El resultado es una estructura que posee características contrarias a las de una guiaonda pues el índice de refracción de la zona central es inferior a la de las capas que la circundan. Pese a este efecto, si la tira metálica es lo suficientemente estrecha, este tipo de laseres emiten patrones modales estables y son capaces de suministrar elevados valores de potencia óptica. Losvalores de corriente umbral de este tipo de laseres son debidos a sus pobres características de guiado, relativamente elevados y su patrón de radiación presenta un doble pico. En la figura se muestran algunas estructuras correspondientes a este tipo de laseres.

El segundo grupo de láseres son los denominados de guiado por índices de refracción. Este tipo de láseres se forman constituyendolateralmente una estructura de guiaonda plana. Presentan condiciones de funcionamiento más estables que los láseres de guiado por ganancia y patrones de radiación más directivos. Asimismo y debido a que se consigue un efecto de guiaonda lateral, los valores de corriente umbral son notablemente más bajos rondando los 10mA. Según la distribución de índices de refracción , los láseres de guiado poríndice de refracción pueden ser: • •

De guiaonda positiva, si el índice de la zona activa es superior al de las zonas laterales, formando una guiaonda normal De guiaonda negativa si el índice de refracción de la zona activa es inferior a la de las zonas laterales. En este caso, parte de la radiación se refracta y se radia al exterior lateralmente. Esta radiación apararece en forma de dos lóbuloslaterales

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en el diagrama de radiación de campo lejano. En la figura se muestran las cuatro estructuras más importantes de láseres de guiado por indices de refracción.

Refiriéndonos a dicha figura encontramos en primer lugar el laser de heteroestructura hundida, donde una estructura de mesa muy estrecha que contiene la heteroestructura se crece y se corta sobre el substrato, recubriéndosedespués por la zona de tipo n de alta resistividad y bajo índice de refracción. A continuación puede encontrarse la estructura fabricada mediante un proceso de difusión selectiva. En este caso, un dopante químico se difunde hacia la zona activa situada por debajo de una tira metálica, modificando el índice de refracción de la zona activa creando la estructura de guiaonda. El tercer caso mostradocorresponde a una estructura de anchura variable. En este caso se crece un canal o mesa sobre un substrato. Posteriormente se crecen capas de cristal sobre él mediante epitaxia en fase líquida, de forma que se crean variaciones en la anchura de la zona activa que originan la creación de una estructura de guionda positiva. El ultimo caso mostrado corresponden a la estructura de capas dobladas. Eneste caso las capas que se crecen a partir del substrato tienen una forma doblada y anchura constante. En la zona activa la región exterior posee un índice de refracción más bajo, confinando por tanto la luz. Además del guiado de la luz, es necesario confinar la corriente inyectada de forma muy estricta para aprovechar al máximo sus portadores. Esto puede conseguirse de varias formas, pero son...