GaAs(110)基板上に作製したスピン面発光半導体レーザの光励起円偏光発振

摘要

半導体レーザの活性層において電子スピン偏極を生じさせることにより、光学遷移選択則を介した円偏光レーザ発振が可能となる。GaAs(110)基板上の量子井戸は、数nsに及ぶ長い電子スピン緩和時間が得られるため、円偏光でレーザ発振するスピン半導体レーザの実現に有利な系である。我々は、GaAs(110)基板上のInGaAs/GaAs量子井戸を活性層とする面発光半導体レーザ(VCSEL)を作製し、そのレーザ発振特性を評価した。円偏光パルスによって活性層中にスピン偏極電子を生成し、世界初の(110)スピンVCSELにおける円偏光レーザ発振に成功した。77Kでは、活性層における長い電子スピン緩和時間(2.8ns)を反映し、0.94という極めて高い円偏光度のレーザ発振が観測された。