DE3711615A1 - Halbleiter-laseranordnung - Google Patents

Halbleiter-laseranordnung

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Sadayoshi Matsui
Mototaka Taneya
Mitsuhiro Matsumoto
Hidenori Kawanishi
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Laser­ anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei der Erfindung geht es speziell um eine Halbleiter- Laseranordnung, die Laserlichtstrahlen mit hoher Aus­ gangsleistung erzeugt, zwischen denen eine Phasenver­ schiebung von 0° ist.
Halbleiteranordnungen mit einer einzigen Wellenleiter­ struktur können bestenfalls eine Ausgangsleistung von 50 mW bringen. Es wurden bereits Halbleiter-Laseranord­ nungen untersucht, bei denen mehrere Wellenleiter paral­ lel zueinander auf einem einzigen Substrat angeordnet waren, um eine optische Kopplung zwischen benachbarten Wellenleitern zu erhalten.
In dem Fall, bei dem mehrere Index-geführte Halbleiter- Laseranordnungen parallel zueinander mit einer optischen Phasenkopplung zwischen benachbarten Wellenleitern ange­ ordnet waren und die einzelnen Laseranordnungen dieselbe Verstärkung hatten, neigten sie dazu, mit Laserlicht­ strahlen zu oszillieren, die eine Phasenverschiebung von 180° zwischen sich hatten anstatt einer Phasenver­ schiebung von 0°. Dies liegt daran, daß die Verteilung des elektrischen Feldes in der Mode mit einer Phasen­ verschiebung von 180° der Verteilung der Verstärkung entspricht und nicht in der Mode von 0°; dies führt in der Mode mit der Phasenverschiebung von 180° zu einer kleinen Schwellwertverstärkung für die Oszillation. Um diesen Effekt zu vermeiden, muß man die Schwellwert­ verstärkung in der Mode mit der Phasenverschiebung von 180° vergrößern, wodurch die Mode mit der Phasenver­ schiebung von 180° unterdrückt wird.
Zu diesem Zweck wuden - wie in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt, Halb­ leiter-Laseranordnungen vorgeschlagen, die an beiden Facetten 30 Verzweigungs- und Vereinigungswellenleiter 31 haben. Jeder Wellenleiter 31 der Halbleiter-Laser­ anordnung der Fig. 4(a) hat zwei Verzweigungsabschnitte 31 a, während die Halbleiter-Laseranordnung der Fig. 4(b) einen Verzweigungsabschnitt 31 a hat. Die grundlegende Arbeitsweise dieser Laseranordnungen ist wie folgt: Lichtstrahlen, die sich in den Verzweigungswellenleitern mit einer Phasenverschiebung von 0° zwischen sich aus­ breiten, gelangen mit derselben Phase zu den Vereini­ gungswellenleitern, so daß die Lichtstrahlen inten­ siviert werden. Wenn dagegen Lichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 180° zwischen sich in den Ver­ zweigungswellenleitern laufen und zu den Vereinigungs­ wellenleitern kommen, so treffen gegenläufige Phasen aufeinander, wodurch die Lichtstrahlen beträchtlich geschwächt werden. Dies führt zu einer Strahlungsmode, bei der die Lichtstrahlen nach außerhalb des Wellen­ leiter abgestrahlt werden. Dabei werden die Licht­ strahlen mit der Phasenverschiebung von 180° zwischen sich gedämpft, was zu einer Vergrößerung der Oszilla­ tionsschwellwertverstärkung bei der Mode mit der Phasen­ verschiebung von 180° führt.
Allerdings wird die Oszillationsschwellwertverstärkung in einer mittleren Mode zwischen der 0° Phasenverschie­ bungsmode und der 180° Phasenverschiebungsmode mit einer Vergrößerung der Anzahl der Wellenleiter verringert, so daß eine Oszillation in der Mode mit der Phasenver­ schiebung von 0° nicht erreicht werden kann. Die Fig. 5(a) bis 5(c) zeigen die Verteilung des elektrischen Feldes E und das Fernfeldmuster bezüglich der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° (a), bezüglich der Mode mit der Phasenverschiebung von 180° (c) bzw. bezüglich mittlerer Moden (b), bei einer Laseranordnung mit einem Aufbau gemäß den Fig. 5(a) bis 5(c), die eine Vielzahl von parallelen aktiven Wellenleitern haben. Aus den Fig. 5(a) bis 5(c) kann man erkennen, daß das Fernfeld­ muster bei der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° (a) eine Emissionsrichtung des Laserlichtes hat, die vertikal zur emittierenden Fläche der Anordnung liegt, während die Fernfeldmuster bei den anderen Moden (b) und (c) Emissionsrichtungen des Laserlichtes haben, die gegenüber der emittierenden Fläche der Anordnung eine Neigung hat. Dies bedeutet, daß die Verteilung des elek­ trischen Feldes des Laserlichtes in der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° einen spitzen Wert in der Mitte hat, während die Verteilung des elektrischen Feldes des Laserlichtes bei den beiden anderen Moden (b) und (c) an beiden Seiten Spitzen aufweist.
Das Fernfeldmuster der Laserlichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 0° zwischen sich, das mit einer herkömmlichen Halbleiter-Laseranordnung erzeugt wurde, besitzt einen einzigen spitzen Wert, so daß das Laser­ licht mittels optischer Linsen zu einem Lichtfleck kon­ zentriert werden kann, während das Fernfeldmuster der Laserlichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 180° zwischen sich oder mit einer mittleren Mode zwischen 0° und 180° zwei Spitzen aufweist, so daß diese Laser­ lichtstrahlen nicht mittels irgendwelcher optischer Linsen zu einem Lichtfleck konzentriert werden können. Die Halbleiter-Laseranordnungen, die Laserlicht erzeugen, das nicht zu einem Lichtfleck konzentriert werden kann, sind für die optische Kopplung mit anderen optischen Systemen nicht geeignet und können auch nicht als Licht­ quellen für optische Kommunikation für optische Platten­ systeme etc. verwendet werden.
Folglich ist die Schaffung einer Halbleiter-Laseranord­ nung, die mit Laserlichtstrahlen oszilliert, die zwischen sich eine Phasenverschiebung von 0° haben und die daher als Lichtquelle für optische Kommunikation verwendet werden kann, wünschenswert. Die Phasenverschiebung von 0° bedeutet dabei auch, daß man in der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° eine höhere Oszillationsver­ stärkung hat als in einer Mode mit einer Phasenverschie­ bung von 180° oder in mittleren Moden.
Die Halbleiter-Laseranordnung nach der Erfindung, die die oben beschriebenen Nachteile sowie weitere Nachteile des Standes der Technik überwindet, enthält ein Substrat, einen Bereich index-geführter Wellenleiter auf dem Sub­ strat, einen Fourier-transformierenden Bereich, der dem Wellenleiterbereich benachbart ist und in welchem die Laserlichtstrahlen, die von dem Wellenleiterbereich mit synchronen Phasen emittiert wurden, einer Fourier-Trans­ formation unterworfen werden, wobei auch dieser Fourier- Transformationsbereich auf dem Substrat angeordnet ist; weiterhin ist ein reflektierender Spiegel vorgesehen, der benachbart zu dem Fourier-transformierenden Bereich liegt und durch den die transformierten Laserlichtstrah­ len in einer Mode mit einer Phasenverschiebung von 0° selektiv reflektiert werden, so daß sie auf den wellen­ leitenden Bereich auftreffen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der wellenleitende Bereich aus einer Vielzahl von Verzwei­ gungs- und Vereinigungswellenleitern des index-geführten aktiven Wellenleitertyps, wobei diese parallel zueinander liegen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der reflek­ tierende Spiegel an einer Facette einer Seite des Fourier-transformierenden Bereiches angeordnet und als ein- oder mehrschichtiger Film aus Al2O3 und/oder amorphem Si.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der mittlere Bereich des reflektierenden Spiegels, wel­ cher den aktiven Wellenleitern entspricht, entweder eben oder konkav ausgebildet.
Mit der hier beschriebenen Erfindung werden folgende Ziele erreicht:
  • 1. Es wird eine Halbleiter-Laseranordnung mit mehreren index-geführten Halbleiterlasern, die parallel zu­ einander liegen geschaffen, bei der zwischen benach­ barten Laserresonanzräumen auf demselben Substrat eine optische Phasenkopplung erhalten wird, wobei eine Phasenverschiebung zwischen benachbarten Laserresonanzräumen bei 0° liegt, womit man Laser­ lichtstrahlen hoher Ausgangsleistung mit einem Strahlungsmuster von einem einzigen "peak" erhält; und
  • 2. es wird eine Halbleiter-Laseranordnung geschaffen, bei der die von mehreren aktiven Wellenleitern emittierten Laserlichtstrahlen einer Fourier-Trans­ formation unterworfen werden und zwar in einer Fourier-transformierenden Wellenleiterregion und wobei die transformierten Laserlichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 0° zwischen sich von einem Spiegel selektiv reflektiert werden, so daß sie in die mehreren aktiven Wellenleiter einge­ führt werden, so daß die Oszillationsschwellwert­ verstärkung in der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° kleiner gemacht werden kann als die in anderen Moden; damit erhält Laserlichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 0° zwischen sich, die stabil sind und die zu einem einzigen Licht­ fleck konzentriert werden können, was eine ex­ cellente Auflösung bei optischen Geräten, die Laserlicht verwenden, gestattet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführ­ licher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Halbleiter- Laseranordnung nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht zur Erläuterung der Herstell­ schritte für die Herstellung der reflektie­ renden Filme an den Facetten der Laseranord­ nung der Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Halbleiter- Laseranordnung nach der Erfindung;
Fig. 4(a) und 4(b) Diagramme herkömmlicher Halbleiter-Laser­ anordnungen und deren Brechungsindizes an den Facetten; und
Fig. 5(a) bis 5(c) Diagramme des Fernfeld- und des Nahfeldmusters in Moden mit Phasenverschiebungen von 0°, 180° und dazwischenliegenden Graden bei einer herkömmlichen Halbleiter-Laseranordnung.
Die Erfindung schafft eine Halbleiter-Laseranordnung mit mehreren index-geführten Wellenleitern, die parallel zueinanderliegen, wobei zwischen benachbarten Laser­ resonanzräumen eine optische Phasenkopplung stattfindet, wobei die von den mehreren aktiven Wellenleitern emittier­ ten synchronen Lichtstrahlen in einem Fourier-transfor­ mierenden Wellenleiterbereich einer Fourier-Transforma­ tion unterzogen werden und wobei die transformierten Laserlichtstrahlen mit einer Mode mit einer Phasenver­ schiebung von 0° von einem Spiegelabschnitt selektiv reflektiert werden, wobei dieser Spiegelabschnitt be­ nachbart zu dem transformierenden Wellenleiterbereich liegt, womit man eine synchrone Oszillation von Laser­ lichtstrahlen mit einer Phasenverschiebung von 0° zwischen sich erhält.
Beispiel 1
Fig. 1 zeigt eine GaAs-GaAlAs-Halbleiter-Laseranord­ nung mit einer ebenen Aktivschicht gemäß der Erfindung, die wie folgt hergestellt wird: Auf einem n-GaAs-Sub­ strat 1 werden aufeinanderfolgend folgende Schichten durch eine Epitaxie-Wachstumstechnik (wobei x y) auf­ gewachsen, was zu einem Doppel-Heterostruktur-Mehr­ schicht-Kristall für Laseroszillation führt: eine n-Al x Ga1-x As-Abdeckschicht 2, eine p- oder n-Al y Ga1-y As- Aktivschicht 3, eine p-Al x Ga1-x As-Abdeckschicht 4 und eine p-GaAs-Deckschicht 5. Sodann werden Abschnitte der p-Deckschicht 5 und der p-Abdeckschicht 4, die den Wellenleitern entsprechen, durch Photolitographie durch ein chemisches oder trochenes Ätzen entfernt, womit mehrere index-geführte aktive Wellenleiter 9 geschaffen werden. Die Ätztechniken sind dabei im Stand der Technik bekannt. Der Brechungsindex der aktiven Wellenleiter wird in Abhängigkeit von der Dicke sowohl der p-Abdeck­ schicht 4, die der Ätzbehandlung unterzogen wurde als auch der Aktivschicht 3 bestimmt. Bei Laseranordnungen, die Laserlichtstrahlen mit synchronisierten Phasen er­ zeugen, liegt der Brechungsindex üblicherweise im Be­ reich von 5 × 10-3 bis 3 × 10-2.
Darauf wird über den gesamten Bereich der p-Deckschicht 5 und den erwähnten geätzten Abschnitt ein Si3N4-Film 6 durch plasmaunterstütztes chemisches Dampfabscheiden ausgebildet; der Teil des Si3N4 -Filmes 6, der den Wellenleitern 9 entspricht wird dann durch Photolitho­ graphie entfernt, worauf die Ausbildung eines p-ohm­ schen Kontaktes 7 auf dem Si3N4-Film 6 auf den genann­ ten entfernten Teilen desselben erfolgt. Auf der Rück­ seite des n-Substrates wird ein n-ohmscher Kontakt 8 ausgebildet. Darauf wird der Wafer unter rechtem Winkel zu den Wellenleitern 9 abgespalten zur Bildung einer Lasereinheit mit einer Hohlraumlänge von 200 bis 400 µm.
Bei dem oben beschriebenen Herstellverfahren werden ein index-geführter Wellenleiterbereich 16 und ein Fourier-transformierender Bereich 17 gebildet. Der index- geführte Wellenleiterbereich besteht aus mehreren Ver­ zweigungs- und Vereinigungswellenleitern 9 des index- geführten Aktivtyps, die parallel zueinander liegen; der Fourier-transformierende Bereich 17 liegt benach­ bart zu dem index-geführten Bereich 16. In dem Fourier- transformierenden Bereich 17 werden Laserlichtstrahlen, die mit synchronen Phasen von den aktiven Wellenleitern 9 emittiert werden, einer Fourier-Transformation unter­ worfen.
Beim Herstellverfahren werden sodann beide Facetten mit einem ein- oder mehrschichtigen Film aus Al2O3 und/oder amorphem Si mittels Elektronenstrahldampfabscheiden be­ schichtet, womit Laserreflektoren an beiden Facetten gebildet werden. Die Dicke dieser Schichten des reflek­ tierenden Filmes, der ein einschichtiger Film aus Al2O3 oder ein mehrschichtiger Film aus Al2O3 und amorphem Silicium ist, wird auf einen vorgegebenen Wert festgesetzt, der so gewählt ist, daß der Reflek­ tionsindex des reflektierenden Filmes in einem Bereich von ca. 2% bis 95% liegt. Bei dem vorliegenden Beispiel hat der einschichtige reflektierende Film aus Al2O3 eine Dicke von λ/4 (λ ist die Oszillationswellenlänge); der Reflektionsindex ist dann ca. 2%, der andere reflek­ tierende Film ist ein zweischichtiger Al2O3-Film mit einer Dicke von 2λ/4 (λ ist die Oszillationswellen­ länge); der Reflektionsindex ist dann ca. 32%. Diese reflektierenden Filme werden wie folgt dargestellt. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Al2O3-Film mit einer Dicke von λ/2 auf der Facette 11 der Wellenleiterseite mittels Elektronenstrahldampfabscheiden ausgebildet, womit man einen Reflektor 12 erhält. Sodann wird auf der anderen Facette 13 ein Al2O3-Film 14 mit einer Dicke von λ/4 ausgebildet. Anschließend wird ein Resistfilm auf dem Teil des Al2O3-Filmes 14 auf der Facette 13, der dem äußeren Bereich des Wellenleiters 16 entspricht; sodann wird auf dem Al2O3-Film 14 ein Al2O3-Film 15 mit einer Dicke von λ/4 aufgebracht. Sodann wird der Resist­ film durch ein Abtragsmittel entfernt, wie in Fig. 2 gezeigt, womit man einen zweischichtigen Al2O3-Film mit einer Dicke von 2 λ/4 im mittleren Bereich 13 a der Facette 13, der den aktiven Wellenleitern 9 entspricht, erhält (der Reflektionsindex liegt bei ca. 32%) sowie einen einschichtigen Al2O3-Film mit einer Dicke von λ/4 (mit Brechungsindex von ca. 2%) im äußeren Be­ reich 13 b der Facette 13. Die beiden zwei- bzw. ein­ schichtigen Al2O3-Filme bilden einen Resonatorreflek­ tor an der Facette 13.
In diesem Beispiel wurden die Al2O3-Filme mit einer Dicke von λ/4 (Reflektionsfaktor ca. 2%) und mit einer Dicke von λ/2 (Reflektionsfaktor ca. 32%) verwendet; stattdessen kann natürlich auch ein mehrschichtiger Film aus Al2O3 und amorphem Si verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die fertige Laseranordnung deutlich bessere Charakteristiken hat, wenn der Reflek­ tionsfaktor im mittleren Bereich des Reflektors an der Facette möglichst hoch, beispielsweise ca. 95%, gewählt wird.
Wie oben erwähnt, wird durch die Ausbildung der beiden unterschiedlichen dielektrischen Filme auf der Facette 13 der Reflektionsfaktor im Zentrum- bzw. Mittenbereich der Facette 13, der dem Wellenleiterbereich 16, welcher eine Vielzahl von aktiven Wellenleitern enthält, ent­ spricht, groß, während der des äußeren Bereiches der Facette 13 niedrig wird. Dementsprechend wird eine Dämpfung des Lichtes in der Mode mit der Phasenver­ schiebung von 0° aufgrund des Resonatorreflektors 18 unterdrückt, da Laserlichtstrahlen in vertikaler Rich­ tung von einer Vielzahl aktiver Wellenleiter emittiert wird, wie in Fig. 5(a) gezeigt, während die Dämpfung bzw. der Verlust von Licht in anderen Moden aufgrund des Resonatorreflektors 18 groß ist, da die Laserlicht­ strahlen unter einer Neigung von den mehreren aktiven Wellenleitern emittiert werden. Im Ergebnis wird die Dämpfung des Lichtes mit der Mode mit der 0°-Phasen­ verschiebung kleiner als die des Lichtes in anderen Moden; auch wird die Oszillationsschwellwertverstärkung in der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° klein, so daß - wie in Fig. 5(a) gezeigt - die Laseranordnung stabil schwingen kann mit synchronen Laserlichtstrahlen, zwischen denen eine Phasenverschiebung von 0° ist.
Bei einer herkömmlichen Wellenleiterstruktur mit mehreren aktiven Wellenleitern, die keine Verzweigungs- und Ver­ einigungsabschnitte haben, sondern lediglich parallele Abschnitte, müssen die aktiven Wellenleiter untereinander optisch gekoppelt sein und zwar mittels einer Dämpfungs­ welle (evanescent wave), die zwischen benachbarten aktiven Wellenleitern auftritt. Andererseits kann man mit der Wellenleiterstruktur nach der vorliegenden Er­ findung, die mehrere Verzweigungs- und Vereinigungs­ wellenleiter hat, eine stabilere Mode mit einer Phasen­ verschiebung von 0° erhalten, wenn die aktiven Wellen­ leiter untereinander optisch mit einer Dämpfungswelle gekoppelt sind; sofern jedoch diese aktiven Wellenleiter gleichförmig ausgebildet sind, ist eine optische Kopp­ lung zwischen ihnen unter Verwendung solch einer Dämpfungs­ welle nicht unbedingt erforderlich.
Die synchron arbeitende Halbleiter-Laseranordnung der Fig. 2 ist so aufgebaut, daß die Breite W jedes aktiven Wellenleiters 9 bei 4 µm liegt, der Abstand Ws zwischen benachbarten Wellenleitern 9 bei 1 µm, die Länge l 1 des indexgeführten Wellenleiterbereiches 16 bei 250 µm, die Länge l 2 des Fourier-transformierenden Bereiches 17 bei 50 µm. Der Reflektionsfaktor an der Facette 11 auf der Seite des aktiven Wellenleiters lag bei 32%; der Reflek­ tionsfaktor im Mittelbereich der Facette 13 auf der Fourier-transformierenden Seite lag bei 32%; der Reflek­ tionsfaktor im Außenbereich der Facette 13 lag bei 2%. Diese Laseranordnung oszillierte in der Mode mit einer Phasenverschiebung von 0° bis zu einer Ausgangsleistung von 100 mW, wobei der Oszillationsschwellwertstrom im Bereich zwischen 130 und 160 mA lag und eine Laser­ oszillation mit anderen Moden unterdrückt war.
Die Mehrzahl aktiver Wellenleiter der Halbleiter-Laser­ anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist natürlich nicht nur bei der oben beschriebenen index-geführten Struktur anwendbar sondern auch bei anderen index-ge­ führten Strukturen einschließlich dem sog. "Buried-Typ", bei verlustbehafteten Wellenleitern etc. Die Erfindung ist weiterhin nicht nur auf Halbleiter-Laseranordnung anwendbar, die ein GaAlAs-GaAs-System verwenden sondern auch auf solche, die InP-InGaAsP-Systeme etc. verwenden.
Beispiel 2
Eine andere Halbleiter-Laseranordnung wird in gleicher Weise hergestellt, wie die des Beispieles 1 mit Aus­ nahme, daß ein Resonatorreflektor mit einem gleich­ förmigen Reflektionsfaktor über seinen gesamten Bereich auf der Facette 13 der Fourier-transformierenden Seite aufgebracht wird. Bei dieser Laseranordnung läßt sich das Phänomen beobachten, daß Laserlichtstrahlen in der Mode mit der Phasenverschiebung von 0° selektiv in mehrere aktive Wellenleiter eingeführt werden und zwar aufgrund des Resonatorreflektors. Dies liegt daran, daß - wie aus dem Fernfeldmuster aller Moden der Fig. 5(a) bis 5(c) zu erkennen - die Laserlichtstrahlen in den von der Mode von 0°-Phasenverschiebung verschiedenen Moden unter einer Neigung von den aktiven Wellenleitern 9 emittiert werden, so daß die von dem Resonatorreflek­ tor reflektierten Laserlichtstrahlen nicht auf die aktiven Wellenleiter 9 auftreffen können.
Beispiel 3
Fig. 3 zeigt eine weitere Halbleiter-Laseranordnung nach der Erfindung, die in gleicher Weise hergestellt wurde wie die des Beispieles 1 mit Ausnahme, daß der mittlere Bereich der Facette 23 auf der Fourier-transformierenden Seite, die der Facette 21 auf der index-geführten Wellen­ leiterseite gegenüberliegt, die Form eines konvexen Spiegels hat und dann ein reflektierender Spiegel 24 auf der Facette 23 erzeugt wird, womit man einen Resona­ torreflektor erhält, dessen mittlerer Bereich 25 als konvexer Spiegel bezüglich Laserlichtstrahlen wirkt, so daß Laserlichtstrahlen in der Mode mit der Phasen­ verschiebung von 0° wirksam und selektiv in die paral­ lel zueinander angeordneten aktiven Wellenleiter 29 geleitet werden können.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Strominjektion in die Wellenleiter 17 a (Fig. 2) und 27 a (Fig. 3) in den Fourier-transformierenden Be­ reichen 17 (Fig. 2) und 27 (Fig. 3) nicht erforderlich, wenn die Lichtverluste in diesen Bereichen ausreichend unterdrückt sind. Die Fourier-transformierenden Be­ reiche 17 und 27 können natürlich aus Materialien auf­ gebaut sein, die sich von denen der wellenleitenden Bereiche 16 (Fig. 2) und 26 (Fig. 3) unterscheiden.
Es sei darauf hingewiesen, daß verschiedene Modifika­ tionen von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne daß der Schutzumfang und das Wesen der Erfindung verlassen werden. Entsprechend sei darauf hingewiesen, daß der Schutzumfang der Phasenansprüche nicht durch die obige Beschreibung eingeschränkt wird und daß die Patentansprüche alle patentfähigen Merkmale der vorlie­ genden Erfindung enthalten, einschließlich all der­ jenigen Merkmale, die von dem Fachmann des vorliegen­ den Gebietes als Äquivalente angesehen werden.

Claims (4)

1. Halbleiter-Laseranordnung gekennzeichnet durch ein Substrat (1), einen index-geführten Wellenleiter­ bereich (16) auf dem Substrat (1), einen Fourier­ transformierenden Bereich (17) auf dem Substrat (1), der benachbart zu dem Wellenleiterbereich (16) liegt und in welchem Laserlichtstrahlen, die mit synchronen Phasen von dem Wellenleiterbereich (16) emittiert werden, einer Fourier-Transformation unterworfen werden, einen reflektierenden Film (18) angrenzend an den Fourier-transformierenden Bereich (17), durch welchen transformierte Laser­ lichtstrahlen in einer Mode mit einer Phasenver­ schiebung von 0° selektiv reflektiert werden, so daß sie auf den Wellenleiterbereich (16) auftref­ fen.
2. Halbleiter-Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiterbereich (16) aus mehreren Verzweigungs- und Vereinigungswellen­ leitern des index-geführten Aktivtyps aufgebaut ist, die parallel zueinander liegen.
3. Halbleiter-Laseranodnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Film auf einer Factte (13) an den Fourier-trans­ formierenden Bereich (17) aufgebracht ist und als ein- oder mehrschichtiger Film (14, 15) aus Al2O3 und/oder amorphem Si besteht.
4. Halbleiter-Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitten­ bereich (13 a) des reflektierenden Spiegels, der den aktiven Wellenleitern entspricht, entweder eben oder konkav (25) ist.
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GB (1) GB2190543B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0416190A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-13 International Business Machines Corporation Verfahren zur Spiegelpassivierung bei Halbleiterlaserdioden
EP0898346A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-24 Nec Corporation Transversal einmodiger Halbleiterlaservorrichtung mit 1XN vielfachmodigen Interferometer

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3263949B2 (ja) * 1991-02-25 2002-03-11 日本電気株式会社 光集積回路の製造方法
US5321714A (en) * 1992-12-14 1994-06-14 Xerox Corporation Reflection suppression in semiconductor diode optical switching arrays
GB9301052D0 (en) * 1993-01-20 1993-03-10 Marconi Gec Ltd Optical devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790902A (en) * 1972-09-05 1974-02-05 Bell Telephone Labor Inc Fundamental transverse mode operation in solid state lasers
US4100508A (en) * 1977-02-22 1978-07-11 Rca Corporation Semiconductor laser having fundamental lateral mode selectivity
US4255717A (en) * 1978-10-30 1981-03-10 Xerox Corporation Monolithic multi-emitting laser device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102087A (ja) * 1984-10-25 1986-05-20 Sharp Corp 半導体レ−ザ装置
US4742526A (en) * 1985-01-12 1988-05-03 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser array device
JPS6235689A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Sharp Corp 半導体レ−ザアレイ装置
US4722089A (en) * 1985-12-16 1988-01-26 Lytel, Incorporated Phase locked diode laser array
GB2191631B (en) * 1986-06-09 1990-01-31 Stc Plc Laser array
US4719634A (en) * 1986-10-27 1988-01-12 Spectra Diode Laboratories, Inc. Semiconductor laser array with fault tolerant coupling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790902A (en) * 1972-09-05 1974-02-05 Bell Telephone Labor Inc Fundamental transverse mode operation in solid state lasers
US4100508A (en) * 1977-02-22 1978-07-11 Rca Corporation Semiconductor laser having fundamental lateral mode selectivity
US4255717A (en) * 1978-10-30 1981-03-10 Xerox Corporation Monolithic multi-emitting laser device

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ACKLEY, D.E. u.a.: Phase-Locked injection laser arrays with integrated phase shifters. In US-Z.: RCA Review, Vol. 44, 1983, S. 625-633 *
CHEN, T.R. etal.: Phase-Locked InGaAsP Laser array with diffraction coupling. In: US-Z.: Appl. Phys. Lett., Vol. 43, Nr. 2, 1983, S. 136-137 *
JP 60-214579 A2. In Patents Abstr. of Japan Sect. E, Vol. 10 (1986), Nr. 65 (E-388) *
TANEYA, M. u.a. O· DEG · phase mode operation in phased-array laser diode with symmetrically branching waveguide In US-Z.: Appl. Phys. Lett., Vol. 47, Nr. 4, 1985, S. 341-343 *
US-B.: KRESSEL, H., BUTLER, J.K.: Semiconductor Lasers and Heterojunction LEDs. Academic Press, New York 1977, S. 174-180 -ISBN 0-12-426250-3 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0416190A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-13 International Business Machines Corporation Verfahren zur Spiegelpassivierung bei Halbleiterlaserdioden
US5063173A (en) * 1989-09-07 1991-11-05 International Business Machines Corporation Method for mirror passivation of semiconductor laser diodes
EP0898346A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-24 Nec Corporation Transversal einmodiger Halbleiterlaservorrichtung mit 1XN vielfachmodigen Interferometer

Also Published As

Publication number Publication date
US4811351A (en) 1989-03-07
JPS62235794A (ja) 1987-10-15
GB2190543B (en) 1989-12-06
GB8708183D0 (en) 1987-05-13
GB2190543A (en) 1987-11-18
JPH055389B2 (de) 1993-01-22

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