A study on the fabrication of semiconductor laser for optical sensor

Theoretical analysis have been performed to design the high power semiconductor laser for an optical sensor at 1.55${\mu}{\textrm}{m}$ wavelength range which is the lowest loss wavelength in optical fiber. The materials of active region and SCH were $Ln_{1-x}Ga_xAs_yP_{1-y}$. In order to use the light source of optical sensors, it has to satisfy wide spectral width and short coherence length. Therefore, in order to suppress lasing oscillation, we proposed laterally tilted PBH type with a window region. Also, tapered stripe structure was applied for high coupling efficiency into a single mode fiber. From these analyses, the devices of laterally tilted angled and bending structure were fabricated and their characteristics were measured. In the results of the measurement, the fabricated devices have sufficient output power and wide FWHM to apply to the light source of optical fiber sensors.

광센서 광원용 반도체 레이저의 제작에 관한 연구

황섬유의 최저손실 파장영역인 $1.55\mu\textrm{m}$에서 고출력으로 안정하게 농작하는 광센서용 광원인 반도체 레이저를 제작하기 위하여 이론적인 해석을 수행한 후 제작하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 $Ln_{1-x}Ga_xAs_yP_{1-y}$를 사용하였다. 광센서용 광원으로 사용되기 위해서는 넓은 스펙트럼 폭을 가지며, 가간섭 길이가 짧은 특성을 가지는 조건을 만족해야 한다. 따라서, 반도체 레이저에서 레이징을 억제시켜 줌으로써 넓은 스펙트럼 폭을 가지도록 설계를 하였고, 광섬유와 결합효율을 높일 수 있도록 tapered 형태의 스트라입 구조를 채택하여 마스크 패턴을 형성하였다. 또한, 레이징을 억제하기 위하여 후면에 윈도우 영역을 두었고, 측방향으로 경사각을 두어 반사도를 낮추도록 설계 및 제작하였다. 7도와 15도의 측면 경사각을 가지는 구조와 굽은 스트라입 구조를 가지는 소자를 제작하여 특성을 측정한 결과, 광센서용 광원으로서 적용이 가능한 광출력 특성과 넓은 스펙트럼 폭을 가졌다.