Abstract

Asymmetric multiple-quantum-well laser diodes with wide and flat gain spectra were designed, fabricated, and analyzed. The active layer was composed of three 10-nm, one 8-nm, and two 6-nm 0.5% compressive strained wells and four 10-nm and one 5-nm 0.4% tensile strained barrier layer. Measured spectra of antireflection-coated ridge waveguide laser diodes with such quantum-well structures have shown that -1dB spectral gain bandwidth can be as large as 90 nm.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
    [CrossRef]
  2. M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
    [CrossRef]
  3. H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
    [CrossRef]
  4. X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
    [CrossRef]
  5. C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
    [CrossRef]
  6. K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
    [CrossRef]
  7. S. L. Chuang, Phys. Rev. B 43, 9649 (1991).
    [CrossRef]
  8. M. Asada, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2019 (1989).
    [CrossRef]
  9. M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
    [CrossRef]
  10. J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
    [CrossRef]
  11. M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
    [CrossRef]
  12. C. F. Lin, B. R. Wu, L. W. Laih, and T. T. Shih, Opt. Lett. 26, 1099 (2001).
    [CrossRef]

2002 (3)

C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
[CrossRef]

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

2001 (1)

1999 (2)

J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
[CrossRef]

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

1997 (2)

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

1995 (1)

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

1991 (1)

S. L. Chuang, Phys. Rev. B 43, 9649 (1991).
[CrossRef]

1990 (1)

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

1989 (1)

M. Asada, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2019 (1989).
[CrossRef]

Abraham, P.

J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
[CrossRef]

Aoki, M.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Asada, M.

M. Asada, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2019 (1989).
[CrossRef]

Bowers, J. E.

J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
[CrossRef]

Breede, M.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Brueck, S. R. J.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Cassidy, D. T.

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Chen, P. C.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Chen, T. R.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Chuang, S. L.

S. L. Chuang, Phys. Rev. B 43, 9649 (1991).
[CrossRef]

Chumney, D. R.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Davies, M.

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Eng, L.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Gingrich, H. S.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Hamp, M. J.

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Hersee, S. D.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Hoffmann, S.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Hofmann, M.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Kawasaki, K.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Knobloch, P.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Koch, M.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Koch, S. W.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Komori, M.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Kwong, N. S.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Laih, L. W.

Lester, L. F.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Lin, C. F.

C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
[CrossRef]

C. F. Lin, B. R. Wu, L. W. Laih, and T. T. Shih, Opt. Lett. 26, 1099 (2001).
[CrossRef]

Matus, M.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Meyn, J. P.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Nakahara, K.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Omura, E.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Ostmann, T. K.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Piprek, J.

J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
[CrossRef]

Robinson, B. J.

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Sato, H.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Shigihara, K.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Shih, T. T.

Struckmeier, J.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Su, Y. S.

C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
[CrossRef]

Sun, S. Z.

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

Thompson, D. A.

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Tsuchiya, T.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Uomi, K.

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

Wu, B. R.

C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
[CrossRef]

C. F. Lin, B. R. Wu, L. W. Laih, and T. T. Shih, Opt. Lett. 26, 1099 (2001).
[CrossRef]

Yagi, T.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Yamamura, S.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Yariv, A.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Yoshida, Y.

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

Zhao, Q. C.

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Zhu, X.

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

Zhuang, Y. H.

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

Zimmermann, J.

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

T. R. Chen, L. Eng, Y. H. Zhuang, A. Yariv, N. S. Kwong, and P. C. Chen, Appl. Phys. Lett. 56, 1345 (1990).
[CrossRef]

M. J. Hamp, D. T. Cassidy, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and D. A. Thompson, Appl. Phys. Lett. 74, 744 (1999).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

K. Shigihara, K. Kawasaki, Y. Yoshida, S. Yamamura, T. Yagi, and E. Omura, IEEE J. Quantum Electron. 38, 1081 (2002).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. Asada, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2019 (1989).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

J. Piprek, P. Abraham, and J. E. Bowers, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 643 (1999).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

M. Aoki, M. Komori, T. Tsuchiya, H. Sato, K. Nakahara, and K. Uomi, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 13 (1995).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (3)

H. S. Gingrich, D. R. Chumney, S. Z. Sun, S. D. Hersee, L. F. Lester, and S. R. J. Brueck, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 155 (1997).
[CrossRef]

X. Zhu, D. T. Cassidy, M. J. Hamp, D. A. Thompson, B. J. Robinson, Q. C. Zhao, and M. Davies, IEEE Photon. Technol. Lett. 9, 1202 (1997).
[CrossRef]

C. F. Lin, Y. S. Su, and B. R. Wu, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 3 (2002).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

M. Breede, S. Hoffmann, J. Zimmermann, J. Struckmeier, M. Hofmann, T. K. Ostmann, P. Knobloch, M. Koch, J. P. Meyn, M. Matus, S. W. Koch, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 207, 261 (2002).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (1)

S. L. Chuang, Phys. Rev. B 43, 9649 (1991).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (6)

Fig. 1
Fig. 1

Left, scanning electron microscope photograph of fabricated RWG LD; right, the AMQW structure. SCH, separate confinement heterostructure.

Fig. 2
Fig. 2

Calculated modal gain spectra and contributions of the individual QWs to the structure. Gtotal, total modal gain; Gi and λpeaki, modal gain and peak gain wavelengths of the individual QWs, respectively.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Typical optical power and slope efficiency versus current characteristics for 1220µm-long RWG lasers. (b) Inverse differential quantum efficiency (circles) and threshold current density (squares) versus cavity length and best linear fit (solid line).

Fig. 4
Fig. 4

(a) Net modal gain spectra for 400µm-long LDs; (b) -1- and -3dB spectral gain bandwidths versus cavity length.

Fig. 5
Fig. 5

Net gain spectrum before (A) and after (B) AR coating at 55 mA for a 1220µm-long LD. Δgλpeak, gain difference before and after AR coating at the peak gain wavelength.

Fig. 6
Fig. 6

Measured net modal gain spectra as a function of injection current for AR-coated 500µm-long LDs.

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

1ηd=αiηi ln1/RL+1ηi,
Rafterλ=Rbefore exp-2ΔgnetλL,

Metrics