[发明专利]子能带间超晶格光发射器内有空间对称波函数的平微能带

权利要求书

1.一种子能带间(ISB)超晶格(SL)光发射器，包括：

芯区，其上包含多个重复单元，每个重复单元包含一单极辐射跃迁(RT)SL区，每个所述RT SL区包括与多个第一势垒区交错的多个量子阱(QW)区，所述QW区具有上微能带和下微能带表征的能态，和

电极，把电场施加于所述发射器，有效地使所述RT区以所述微能带内上能态与下能态决定的能量发光，

在所述QW区的至少第一子集中，内电子势能是被预偏移的，使不管所述SL内的所述外加电场是否存在，所述上微能带与下微能带两者的基本上平的能带情况都存在，其特征在于

每个所述QW区包含至少一个第二势垒区，该势垒区把所述QW分裂为多个耦合的子阱，所述第二势垒区的厚度，要能使至少所述上能态和下能态的波函数，相对于每RT区的中间平面基本上是空间对称的，并且所述微能带能在所述QW内独立地适当定位。

2.按照权利要求1的发明，其中所述第二势垒区的厚度，要能使几乎所有所述波函数，相对于所述中间平面基本上是空间对称的。

3.按照权利要求1的发明，其中所述第二势垒区足够薄，使所述能态(1)分裂，分裂宽度超过它们的自然增宽；和(2)在每个RT区内对不同微能带产生影响。

4.按照权利要求3的发明，其中所述第二势垒区的厚度，约在4-12A的范围。

5.按照权利要求4的发明，其中所述第一势垒区的厚度约在12-39A的范围，所述QW区的总厚度约在37-61A的范围，而所述子阱的厚度约在15-29A的范围。

6.按照权利要求1的发明，其中每个所述重复单元不包含注入/弛豫(I/R)区。

7.按照权利要求6的发明，其中只有某些所述RT区是掺杂的。

8.按照权利要求7的发明，其中所述掺杂的RT区的位置，在相对在所述芯区的电子流方向的下游。

9.按照权利要求1的发明，其中每个重复单元还包括与其RT区相邻的注入/弛豫(I/R)区。

10.按照权利要求9的发明，其中所述I/R区是掺杂的，而所述RT区是无掺杂的。

11.按照权利要求1的发明，其中所述芯区包括各层In基III-V族化合物半导体层。

12.按照权利要求11的发明，其中所述芯区包括GaInAs层和AlInAs层。

13.一种量子级联(QC)超晶格(SL)激光器，包括：

芯区，其上包含多个重复单元，每个重复单元包含一单极辐射跃迁(RT)SL区，每个所述RT SL区包括与多个第一势垒区交错的多个量子阱(QW)区，所述QW区具有上微能带和下微能带表征的能态，

一对包层区，包覆着所述芯区，和

电极，把电场施加于所述激光器，有效地使所述RT区按所述QW区的上能态与下能态决定的能量产生激光作用，所述上能级和下能级分别位于所述上微能带和下微能带之内，并当存在所述电场时，RT区的上微能带与相邻的RT区下微能带对齐，每个所述RT区内至少第一子集的所述QW区中，所述QW区的厚度沿所述外加电场方向逐个QW区递增，并且每个所述RT区内至少第二子集的所述第一势垒区中，所述第一势垒区的厚度沿所述外加电场方向逐个势垒区变化，使得，当不存在所述外加电场时，所述上能态和下能态一个区接一个区地各位于所述第一子集内不同的能量上，还使得，当存在所述外加电场时，所述上微能带与下微能带两者基本上平的能带情况，在相邻的RT区上存在，其特征在于

每个所述QW区包括至少一个第二势垒区，该势垒区把所述QW分裂为多个耦合的子阱，所述第二势垒区的厚度，要能使至少所述上能态和下能态的波函数，相对于每RT区的中间平面基本上是空间对称的，并且所述微能带能在所述QW内独立地定位，和

所述第二势垒区足够薄，使所述能态(1)分裂，分裂宽度超过它们的自然增宽；和(2)在每个RT区内对不同微能带产生影响。

14.按照权利要求13的发明，其中所述第二势垒区的厚度，要能使几乎所有所述波函数，相对于所述中间平面基本上是空间对称的。

15.按照权利要求13的发明，其中所述第二势垒区的厚度约在4-12A的范围。

16.按照权利要求15的发明，其中所述第一势垒区的厚度约在12-39A的范围，所述QW区的总厚度约在37-61A的范围，而所述子阱的厚度约在15-29A的范围。