JP2000236136A - モード同期半導体レーザ - Google Patents
モード同期半導体レーザInfo
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- JP2000236136A JP2000236136A JP11035181A JP3518199A JP2000236136A JP 2000236136 A JP2000236136 A JP 2000236136A JP 11035181 A JP11035181 A JP 11035181A JP 3518199 A JP3518199 A JP 3518199A JP 2000236136 A JP2000236136 A JP 2000236136A
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- saturable absorption
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス幅の低減を十分図り得るモード同期半
導体レーザを提供する。 【解決手段】 誘導放出光を生成するための利得領域１
９および該利得領域で生成された誘導放出光のモード同
期のために誘導放出光を部分的に吸収するための可飽和
吸収領域２０が共振器長Ｌの方向に伸長するモード同期
半導体レーザ１０。可飽和吸収領域２０の共振器長Ｌの
方向と直角な断面積を前記利得領域１９のそれよりも大
きく設定する。
導体レーザを提供する。 【解決手段】 誘導放出光を生成するための利得領域１
９および該利得領域で生成された誘導放出光のモード同
期のために誘導放出光を部分的に吸収するための可飽和
吸収領域２０が共振器長Ｌの方向に伸長するモード同期
半導体レーザ１０。可飽和吸収領域２０の共振器長Ｌの
方向と直角な断面積を前記利得領域１９のそれよりも大
きく設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光パルスを発生す
るモード同期半導体レーザに関し、特に、パルス幅が数
ピコ秒以下の高速光パルスを発生するのに好適なモード
同期半導体レーザに関する。
るモード同期半導体レーザに関し、特に、パルス幅が数
ピコ秒以下の高速光パルスを発生するのに好適なモード
同期半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】光パルスを発生するレーザ装置の１つ
に、受動モード同期半導体レーザがある。この受動モー
ド同期半導体レーザは、基本的に、活性層と、該活性層
を間に挟む一対のクラッド層との積層構造を有し、その
活性層は、断面積を伸長方向に変化させることのないほ
ぼ均一な矩形横断面形状を呈する。ファブリペロー型で
は、この積層構造体の両端に形成された両劈開面間で共
振器が構成され、この共振器長方向に相互に分離された
利得領域用電極および可飽和吸収用電極を経て、前記ｐ
型クラッド層及びｎ型クラッド層間に順方向および逆方
向にそれぞれ電圧が印加される。
に、受動モード同期半導体レーザがある。この受動モー
ド同期半導体レーザは、基本的に、活性層と、該活性層
を間に挟む一対のクラッド層との積層構造を有し、その
活性層は、断面積を伸長方向に変化させることのないほ
ぼ均一な矩形横断面形状を呈する。ファブリペロー型で
は、この積層構造体の両端に形成された両劈開面間で共
振器が構成され、この共振器長方向に相互に分離された
利得領域用電極および可飽和吸収用電極を経て、前記ｐ
型クラッド層及びｎ型クラッド層間に順方向および逆方
向にそれぞれ電圧が印加される。
【０００３】前記利得領域では、前記順方向電圧による
キャリアの注入により、その活性層でモードを異にする
誘導放出光が起生される。活性層の利得領域で起生され
た多モードの誘導放出光は、前記共振器により増幅を受
ける。また、この多モード光の一部は、前記活性層の逆
方向電圧を印加される可飽和吸収領域で、パルス強度に
関して吸収率が非線形を示す特性で以て吸収される。こ
の可飽和吸収領域の吸収飽和作用により、多モードの各
誘導放出光の位相の一致が図られ、これによりパルス幅
の小さい高速光パルスが得られる。
キャリアの注入により、その活性層でモードを異にする
誘導放出光が起生される。活性層の利得領域で起生され
た多モードの誘導放出光は、前記共振器により増幅を受
ける。また、この多モード光の一部は、前記活性層の逆
方向電圧を印加される可飽和吸収領域で、パルス強度に
関して吸収率が非線形を示す特性で以て吸収される。こ
の可飽和吸収領域の吸収飽和作用により、多モードの各
誘導放出光の位相の一致が図られ、これによりパルス幅
の小さい高速光パルスが得られる。
【０００４】ところで、前記モード同期半導体レーザで
は、得られる光のパルス幅は、前記可飽和吸収領域を通
過する時間ｔに関連し、この通過時間ｔが小さいほどパ
ルス幅は小さくなる。また、前記パルス幅は、前記可飽
和吸収領域での前記した非線形吸収量の度合い関連し、
非線形吸収量が大きく低減すると、増大してしまう。そ
こで、光のパルス幅の低減の一方法として、前記可飽和
吸収領域を通過する時間ｔの低減を図るべく、前記共振
器長方向に沿った可飽和吸収領域の長さ寸法を小さくす
ることが考えられる。
は、得られる光のパルス幅は、前記可飽和吸収領域を通
過する時間ｔに関連し、この通過時間ｔが小さいほどパ
ルス幅は小さくなる。また、前記パルス幅は、前記可飽
和吸収領域での前記した非線形吸収量の度合い関連し、
非線形吸収量が大きく低減すると、増大してしまう。そ
こで、光のパルス幅の低減の一方法として、前記可飽和
吸収領域を通過する時間ｔの低減を図るべく、前記共振
器長方向に沿った可飽和吸収領域の長さ寸法を小さくす
ることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この考え方
に沿って単に可飽和吸収領域の長さ寸法の低減を図ろう
とすると、前記したように利得領域および可飽和吸収領
域は、共振器長方向に均一な断面積および断面形状を呈
する活性層で形成されていることから、前記した可飽和
吸収領域の体積が低減する。そのため、光パルス幅の十
分な低減を図るほどに可飽和吸収領域の長さ寸法の低減
しようとすると、その可飽和吸収領域の体積が非線形吸
収量の大きな低減を招くほどに低減してしまい、この体
積の低減により、光パルス幅を十分に低減させることは
できなかった。
に沿って単に可飽和吸収領域の長さ寸法の低減を図ろう
とすると、前記したように利得領域および可飽和吸収領
域は、共振器長方向に均一な断面積および断面形状を呈
する活性層で形成されていることから、前記した可飽和
吸収領域の体積が低減する。そのため、光パルス幅の十
分な低減を図るほどに可飽和吸収領域の長さ寸法の低減
しようとすると、その可飽和吸収領域の体積が非線形吸
収量の大きな低減を招くほどに低減してしまい、この体
積の低減により、光パルス幅を十分に低減させることは
できなかった。
【０００６】このことから、パルス幅の低減を十分図り
得るモード同期半導体レーザの出現が望まれていた。
得るモード同期半導体レーザの出現が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の基本構想に立脚する。本願発明は、
パルスが可飽和吸収領域を通過する時間ｔの実質的な短
縮を図りかつ前記可飽和吸収領域の体積の実質的な低減
を防止するという要求を満足させるために、前記通過時
間ｔの短縮化を図るべく可飽和吸収領域の共振器長方向
に沿った長さ寸法の低減を図ると共に、これによる可飽
和吸収領域の体積の低減を補償する手段として、可飽和
吸収領域の断面積の増大を図ること、あるいは可飽和吸
収領域の実質的な体積低減を防止して実質的な前記通過
時間ｔの低減を図るべく前記可飽和吸収領域前記共振器
長方向へ分断する。
決するために、次の基本構想に立脚する。本願発明は、
パルスが可飽和吸収領域を通過する時間ｔの実質的な短
縮を図りかつ前記可飽和吸収領域の体積の実質的な低減
を防止するという要求を満足させるために、前記通過時
間ｔの短縮化を図るべく可飽和吸収領域の共振器長方向
に沿った長さ寸法の低減を図ると共に、これによる可飽
和吸収領域の体積の低減を補償する手段として、可飽和
吸収領域の断面積の増大を図ること、あるいは可飽和吸
収領域の実質的な体積低減を防止して実質的な前記通過
時間ｔの低減を図るべく前記可飽和吸収領域前記共振器
長方向へ分断する。
【０００８】本発明によれば、導放出光を生成するため
の利得領域および該利得領域で生成された誘導放出光の
モード同期のために前記誘導放出光を部分的に吸収する
ための可飽和吸収領域が共振器長方向に伸長するモード
同期半導体レーザであって、前記可飽和吸収領域の前記
共振器長方向と直角な断面積が前記利得領域のそれより
も大きいことを特徴とするモード同期半導体レーザが提
供される。
の利得領域および該利得領域で生成された誘導放出光の
モード同期のために前記誘導放出光を部分的に吸収する
ための可飽和吸収領域が共振器長方向に伸長するモード
同期半導体レーザであって、前記可飽和吸収領域の前記
共振器長方向と直角な断面積が前記利得領域のそれより
も大きいことを特徴とするモード同期半導体レーザが提
供される。
【０００９】前記可飽和吸収領域の断面積を前記利得領
域の断面積よりも大きくすることにより、前記可飽和吸
収領域の共振器長方向に沿った長さ寸法の低減による前
記可飽和吸収領域の体積の低減を補償することができ、
これにより、パルス幅の増大を招くほどに前記可飽和吸
収領域の体積を低減させることなく十分に該可飽和吸収
領域の長さ寸法の低減を図ることができる。
域の断面積よりも大きくすることにより、前記可飽和吸
収領域の共振器長方向に沿った長さ寸法の低減による前
記可飽和吸収領域の体積の低減を補償することができ、
これにより、パルス幅の増大を招くほどに前記可飽和吸
収領域の体積を低減させることなく十分に該可飽和吸収
領域の長さ寸法の低減を図ることができる。
【００１０】また、本発明によれば、誘導放出光を生成
するための利得領域および該利得領域で生成された誘導
放出光のモード同期のために前記誘導放出光を部分的に
吸収するための可飽和吸収領域が共振器長方向に伸長す
るモード同期半導体レーザであって、前記可飽和吸収領
域が、前記共振器長方向へ整列する複数の領域部分に区
画されていることを特徴とするモード同期半導体レーザ
が提供される。
するための利得領域および該利得領域で生成された誘導
放出光のモード同期のために前記誘導放出光を部分的に
吸収するための可飽和吸収領域が共振器長方向に伸長す
るモード同期半導体レーザであって、前記可飽和吸収領
域が、前記共振器長方向へ整列する複数の領域部分に区
画されていることを特徴とするモード同期半導体レーザ
が提供される。
【００１１】前記可飽和吸収領域を、前記共振器長方向
へ整列する複数の領域部分に区画することにより、光パ
ルスが前記可飽和吸収領域を通過する時間ｔは、実質的
に区画されたそれぞれの領域部分のうちの最長の通過時
間となることから、連続する可飽和吸収領域における通
過時間に比較して著しく低減させることができ、しかも
前記可飽和吸収領域の体積の実質的な低減を防止するこ
とができることから、これにより、パルス幅の増大を招
くほどに前記可飽和吸収領域の体積を実質的に低減させ
ることなく十分に該可飽和吸収領域の実質的な長さ寸法
の低減を図ることができる。
へ整列する複数の領域部分に区画することにより、光パ
ルスが前記可飽和吸収領域を通過する時間ｔは、実質的
に区画されたそれぞれの領域部分のうちの最長の通過時
間となることから、連続する可飽和吸収領域における通
過時間に比較して著しく低減させることができ、しかも
前記可飽和吸収領域の体積の実質的な低減を防止するこ
とができることから、これにより、パルス幅の増大を招
くほどに前記可飽和吸収領域の体積を実質的に低減させ
ることなく十分に該可飽和吸収領域の実質的な長さ寸法
の低減を図ることができる。
【００１２】前記した利得領域と前記可飽和吸収領域と
の間には、前記両領域のバンドギャップ波長よりも小さ
なバンドギャップ波長を示す受動導波路領域を形成する
ことができる。前記両領域間に前記受動導波路領域を介
在させることにより、後述するような長さ寸法の小さな
前記可飽和吸収領域を形成する上で生じ得る種々の問題
の解決を図ることが可能となる。
の間には、前記両領域のバンドギャップ波長よりも小さ
なバンドギャップ波長を示す受動導波路領域を形成する
ことができる。前記両領域間に前記受動導波路領域を介
在させることにより、後述するような長さ寸法の小さな
前記可飽和吸収領域を形成する上で生じ得る種々の問題
の解決を図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉図１および図２は、本発明に係るファブリ
ペロー共振器型の受動モード同期半導体レーザを示すそ
れぞれ平断面図および縦断面図である。本発明に係る受
動モード同期半導体レーザ１０は、図１および図２に示
されているように、基本的に、活性層１１と、該活性層
１１をその上下方向で間に挟む一対のクラッド層１２お
よび１３（図２参照）とを備える積層構造を呈し、この
積層構造体１４の両端に形成された両劈開面１４ａ間で
共振器長Ｌを有する共振器が構成される。図示の例で
は、積層構造体１４には、図１に示されているように、
活性層１１の両側を埋め込む一対の埋め込み層１５およ
び１６が設けられている。
について詳細に説明する。 〈具体例１〉図１および図２は、本発明に係るファブリ
ペロー共振器型の受動モード同期半導体レーザを示すそ
れぞれ平断面図および縦断面図である。本発明に係る受
動モード同期半導体レーザ１０は、図１および図２に示
されているように、基本的に、活性層１１と、該活性層
１１をその上下方向で間に挟む一対のクラッド層１２お
よび１３（図２参照）とを備える積層構造を呈し、この
積層構造体１４の両端に形成された両劈開面１４ａ間で
共振器長Ｌを有する共振器が構成される。図示の例で
は、積層構造体１４には、図１に示されているように、
活性層１１の両側を埋め込む一対の埋め込み層１５およ
び１６が設けられている。
【００１４】活性層１１は、例えばInGaAsＰのような化
合物半導体からなる多重量子井戸構造（InGaAsＰ／InGa
AsＰ）を有し、図２に示されているように、積層構造体
１４の一端から他端へ向けてほぼ均一な厚さ寸法すなわ
ち高さ寸法Ｈで伸長する。
合物半導体からなる多重量子井戸構造（InGaAsＰ／InGa
AsＰ）を有し、図２に示されているように、積層構造体
１４の一端から他端へ向けてほぼ均一な厚さ寸法すなわ
ち高さ寸法Ｈで伸長する。
【００１５】クラッド層１２および１３は、例えばＰ型
InＰおよびＮ型InＰからなる。また、埋め込み層１５お
よび１６は、Ｐ型InＰまたはＮ型InＰからなる。活性層
１１の屈折率は、両クラッド層１２、１３および埋め込
み層１５、１６のそれよりも大きく設定されており、こ
れにより活性層１１から両クラッド層１２、１３および
埋め込み層１５、１６への光の漏洩が防止され、また、
埋め込み層１５および１６により横モードが封じ込めら
れる。
InＰおよびＮ型InＰからなる。また、埋め込み層１５お
よび１６は、Ｐ型InＰまたはＮ型InＰからなる。活性層
１１の屈折率は、両クラッド層１２、１３および埋め込
み層１５、１６のそれよりも大きく設定されており、こ
れにより活性層１１から両クラッド層１２、１３および
埋め込み層１５、１６への光の漏洩が防止され、また、
埋め込み層１５および１６により横モードが封じ込めら
れる。
【００１６】図２に示されているように、一方のクラッ
ド層１３には、前記両劈開面１４ａ間で共振器長Ｌの方
向に沿って連続的に伸びる共用電極１７が形成されてい
る。また、他方のクラッド層１２には、前記共振器長Ｌ
の長手方向に間隔Ｗを置いて相互に分離された利得領域
用電極１８ａおよび可飽和吸収領域用電極１８ｂが形成
されている。
ド層１３には、前記両劈開面１４ａ間で共振器長Ｌの方
向に沿って連続的に伸びる共用電極１７が形成されてい
る。また、他方のクラッド層１２には、前記共振器長Ｌ
の長手方向に間隔Ｗを置いて相互に分離された利得領域
用電極１８ａおよび可飽和吸収領域用電極１８ｂが形成
されている。
【００１７】本発明に係る受動モード同期半導体レーザ
１０では、活性層１１は、前記したとおり、高さ寸法Ｈ
を有する全体に矩形の横断面形状を有する。この矩形横
断面形状を有する活性層１１は、共振器長Ｌの長手方向
に沿って均一な横断面積を有することはなく、利得領域
用電極１６ａの長さ方向に沿って該利得領域用電極にほ
ぼ対応して形成される利得領域１９の横断面積に比較し
て、可飽和吸収領域用電極１８ｂ下に形成される可飽和
吸収領域２０のそれが大きくなるように、図２に示され
ているとおり、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1は、利
得領域１９の幅寸法Ｗ2よりも大きく設定されている。
１０では、活性層１１は、前記したとおり、高さ寸法Ｈ
を有する全体に矩形の横断面形状を有する。この矩形横
断面形状を有する活性層１１は、共振器長Ｌの長手方向
に沿って均一な横断面積を有することはなく、利得領域
用電極１６ａの長さ方向に沿って該利得領域用電極にほ
ぼ対応して形成される利得領域１９の横断面積に比較し
て、可飽和吸収領域用電極１８ｂ下に形成される可飽和
吸収領域２０のそれが大きくなるように、図２に示され
ているとおり、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1は、利
得領域１９の幅寸法Ｗ2よりも大きく設定されている。
【００１８】利得領域１９の幅寸法Ｗ2が従来のように
例えば２μｍのとき、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1
を例えばその５倍の値の１０μｍに設定することができ
る。この利得領域１９の幅寸法Ｗ1は、横モードの多モ
ード化を招くことのない範囲で、利得領域１９の幅寸法
Ｗ2よりも大きな値に設定することが望ましい。
例えば２μｍのとき、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1
を例えばその５倍の値の１０μｍに設定することができ
る。この利得領域１９の幅寸法Ｗ1は、横モードの多モ
ード化を招くことのない範囲で、利得領域１９の幅寸法
Ｗ2よりも大きな値に設定することが望ましい。
【００１９】図示の例では、前記可飽和吸収領域用電極
１８ｂの長さ方向に沿って該可飽和吸収領域用電極１８
ｂの長さ寸法Ｌ１よりも小さな長さ寸法Ｌ２を有する可
飽和吸収領域１８と、利得領域用電極１８ａ下の利得領
域１９との間に受動導波路領域２１が形成されている。
１８ｂの長さ方向に沿って該可飽和吸収領域用電極１８
ｂの長さ寸法Ｌ１よりも小さな長さ寸法Ｌ２を有する可
飽和吸収領域１８と、利得領域用電極１８ａ下の利得領
域１９との間に受動導波路領域２１が形成されている。
【００２０】受動導波路領域２１は、利得領域１９の幅
寸法Ｗ2に一致する幅寸法を有する一端で該利得領域に
連続し、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1に一致する幅
寸法を有する他端で該可飽和吸収領域に連続する。
寸法Ｗ2に一致する幅寸法を有する一端で該利得領域に
連続し、可飽和吸収領域２０の幅寸法Ｗ1に一致する幅
寸法を有する他端で該可飽和吸収領域に連続する。
【００２１】活性層１１の利得領域１９を構成する部分
におけるInGaAsＰの組成比は、所望のバンドギャップ波
長、例えば１．５５μｍのバンドギャップ波長が得られ
るように、従来におけると同様に適正に選択される。ま
た、活性層１１の可飽和吸収領域２０を構成する部分に
おけるInGaAsＰの組成比は、従来よく知られているよう
に、利得領域１９と同等もしくは光吸収効果を高めるた
めに利得領域１９におけるバンドギャップ波長よりもわ
ずかに大きく設定されている。
におけるInGaAsＰの組成比は、所望のバンドギャップ波
長、例えば１．５５μｍのバンドギャップ波長が得られ
るように、従来におけると同様に適正に選択される。ま
た、活性層１１の可飽和吸収領域２０を構成する部分に
おけるInGaAsＰの組成比は、従来よく知られているよう
に、利得領域１９と同等もしくは光吸収効果を高めるた
めに利得領域１９におけるバンドギャップ波長よりもわ
ずかに大きく設定されている。
【００２２】また、利得領域１９および可飽和吸収領域
２０間に介在する受動導波路領域２１を構成する部分に
おけるInGaAsＰの組成比は、利得領域１９および可飽和
吸収領域２１のいずれのバンドギャップ波長よりも小さ
な値、例えば１．２μｍのバンドギャップ波長が与えら
れるように、選択される。
２０間に介在する受動導波路領域２１を構成する部分に
おけるInGaAsＰの組成比は、利得領域１９および可飽和
吸収領域２１のいずれのバンドギャップ波長よりも小さ
な値、例えば１．２μｍのバンドギャップ波長が与えら
れるように、選択される。
【００２３】利得領域１９および可飽和吸収領域２０の
いずれのバンドギャップ波長よりも小さな値のバンドギ
ャップ波長が与えられる受動導波路領域２１は、活性層
１１内の光に対し透光性を示す。従って、利得領域１９
および可飽和吸収領域２０間に介在する受動導波路領域
２１は、活性層１１内を共振器長Ｌ方向に進む光を吸収
することなく、この共振器長Ｌに沿った可飽和吸収領域
２０の長さ寸法Ｌ２を規定し、また利得領域１９および
可飽和吸収領域２０を相互に区画、分離する。
いずれのバンドギャップ波長よりも小さな値のバンドギ
ャップ波長が与えられる受動導波路領域２１は、活性層
１１内の光に対し透光性を示す。従って、利得領域１９
および可飽和吸収領域２０間に介在する受動導波路領域
２１は、活性層１１内を共振器長Ｌ方向に進む光を吸収
することなく、この共振器長Ｌに沿った可飽和吸収領域
２０の長さ寸法Ｌ２を規定し、また利得領域１９および
可飽和吸収領域２０を相互に区画、分離する。
【００２４】前記したような利得領域１９、可飽和吸収
領域２０および受動導波路領域２１を有する活性層１１
は、例えばクラッド層１３上に利得領域１９および可飽
和吸収領域２０を構成するための活性層を一様の厚さ寸
法に成長させた後、選択マスクを用いたエッチング技術
により、受動導波路領域２１のための領域に対応する活
性層部分を含む不要部分を選択的に除去し、その後、選
択エッチングに使用した選択マスクを利用して、受動導
波路領域２１を選択成長させることにより、活性層１１
を形成することができる。
領域２０および受動導波路領域２１を有する活性層１１
は、例えばクラッド層１３上に利得領域１９および可飽
和吸収領域２０を構成するための活性層を一様の厚さ寸
法に成長させた後、選択マスクを用いたエッチング技術
により、受動導波路領域２１のための領域に対応する活
性層部分を含む不要部分を選択的に除去し、その後、選
択エッチングに使用した選択マスクを利用して、受動導
波路領域２１を選択成長させることにより、活性層１１
を形成することができる。
【００２５】前記選択マスクは、ホトリソグラフィを利
用することにより極めて高精度で形成することができ、
この選択マスクを利用した選択成長法の採用により、前
記した可飽和吸収領域１８の長さ寸法Ｌ２を極めて高い
精度で制御することができる。
用することにより極めて高精度で形成することができ、
この選択マスクを利用した選択成長法の採用により、前
記した可飽和吸収領域１８の長さ寸法Ｌ２を極めて高い
精度で制御することができる。
【００２６】本発明に係る受動モード同期半導体レーザ
１０では、従来の前記レーザにおけると同様に、利得領
域用電極１８ａと共用電極１７との間で、Ｐ型のクラッ
ド層１２とＮ型のクラッド層１３に順方向電圧が印加さ
れるように直流電圧が印加される。また、可飽和吸収領
域用電極１８ｂと共用電極１７との間で、Ｐ型のクラッ
ド層１２とＮ型のクラッド層１３に逆方向電圧が印加さ
れるように直流電圧が印加される。
１０では、従来の前記レーザにおけると同様に、利得領
域用電極１８ａと共用電極１７との間で、Ｐ型のクラッ
ド層１２とＮ型のクラッド層１３に順方向電圧が印加さ
れるように直流電圧が印加される。また、可飽和吸収領
域用電極１８ｂと共用電極１７との間で、Ｐ型のクラッ
ド層１２とＮ型のクラッド層１３に逆方向電圧が印加さ
れるように直流電圧が印加される。
【００２７】前記した順方向電圧の印加により、利得領
域用電極１８ａに対応した利得領域１９にキャリアが注
入されると、利得領域１９にモードを異にする誘導放出
光が起生される。活性層１１の利得領域１９で起生され
た多モードの誘導放出光は、活性層１１内を劈開面１４
ａ間で循環することにより、この劈開面１４ａを備える
共振器構造により、増幅を受ける。
域用電極１８ａに対応した利得領域１９にキャリアが注
入されると、利得領域１９にモードを異にする誘導放出
光が起生される。活性層１１の利得領域１９で起生され
た多モードの誘導放出光は、活性層１１内を劈開面１４
ａ間で循環することにより、この劈開面１４ａを備える
共振器構造により、増幅を受ける。
【００２８】活性層１１を循環する多モード光の一部は
可飽和吸収領域用電極１８ｂ下で逆方向電圧を印加され
る可飽和吸収領域２０を通過するとき、吸収され、この
可飽和吸収領域２０の吸収飽和作用により、多モードの
各誘導放出光の位相の一致が図られ、これによりパルス
状のレーザ光が劈開面１４ａの少なくとも一方から放出
される。
可飽和吸収領域用電極１８ｂ下で逆方向電圧を印加され
る可飽和吸収領域２０を通過するとき、吸収され、この
可飽和吸収領域２０の吸収飽和作用により、多モードの
各誘導放出光の位相の一致が図られ、これによりパルス
状のレーザ光が劈開面１４ａの少なくとも一方から放出
される。
【００２９】このパルス光のパルス幅は、前記したよう
に、可飽和吸収領域２０の長さ寸法Ｌ２に依存する。こ
のことから、小さなパルス幅のパルス光を得るために可
飽和吸収領域２０の長さ寸法Ｌ2は、従来の可飽和吸収
領域の長さ寸法である例えば５０μｍの５分の１である
１０μｍに設定される。この可飽和吸収領域２０の寸法
の低減により、可飽和吸収領域２０を通過するパルス光
の通過時間ｔは、従来に比較して約５分の１になる。従
来に比較してその長さ寸法の低減が図られた可飽和吸収
領域２０は、その幅寸法が図示の例では従来の約５倍に
増大されている。
に、可飽和吸収領域２０の長さ寸法Ｌ２に依存する。こ
のことから、小さなパルス幅のパルス光を得るために可
飽和吸収領域２０の長さ寸法Ｌ2は、従来の可飽和吸収
領域の長さ寸法である例えば５０μｍの５分の１である
１０μｍに設定される。この可飽和吸収領域２０の寸法
の低減により、可飽和吸収領域２０を通過するパルス光
の通過時間ｔは、従来に比較して約５分の１になる。従
来に比較してその長さ寸法の低減が図られた可飽和吸収
領域２０は、その幅寸法が図示の例では従来の約５倍に
増大されている。
【００３０】そのため、本発明に係る半導体レーザ１０
では、可飽和吸収領域２０の体積の低減を招くことなく
該可飽和吸収領域の長さ寸法の低減が図られている。従
って、本発明に係る半導体レーザ１０によれば、可飽和
吸収領域２０の体積の低減を招くことなく、該可飽和吸
収領域を通過するパルス光の通過時間ｔの短縮化を図る
ことができ、これにより、好適にパルス幅の低減を図る
ことができる。
では、可飽和吸収領域２０の体積の低減を招くことなく
該可飽和吸収領域の長さ寸法の低減が図られている。従
って、本発明に係る半導体レーザ１０によれば、可飽和
吸収領域２０の体積の低減を招くことなく、該可飽和吸
収領域を通過するパルス光の通過時間ｔの短縮化を図る
ことができ、これにより、好適にパルス幅の低減を図る
ことができる。
【００３１】受動導波路領域２１を不要とし、可飽和吸
収領域２０および利得領域１９を受動導波路領域２１を
介することなく直接的に連続して形成することができ
る。受動導波路領域２１を不要とするとき、利得領域１
９または可飽和吸収領域２０の両方もしくはそのいずれ
か一方に受動導波路領域２１におけるような幅寸法を漸
増もしくは漸減する部分が形成され、この幅寸法を変化
させる部分を経て両領域１９および２０が相互に連続す
るように該両領域が形成される。
収領域２０および利得領域１９を受動導波路領域２１を
介することなく直接的に連続して形成することができ
る。受動導波路領域２１を不要とするとき、利得領域１
９または可飽和吸収領域２０の両方もしくはそのいずれ
か一方に受動導波路領域２１におけるような幅寸法を漸
増もしくは漸減する部分が形成され、この幅寸法を変化
させる部分を経て両領域１９および２０が相互に連続す
るように該両領域が形成される。
【００３２】しかしながら、両電極１６ａおよび１６ｂ
間の間隔Ｗおよび可飽和吸収領域用電極１８ｂの長さ寸
法Ｌ1に依存することなく、十分に長さ寸法Ｌ2に小さな
可飽和吸収領域２０を形成し、また前記間隔Ｗの低減に
起因する両電極１８ａおよび１８ｂ間に分離抵抗の低減
を防止する上で、図示の通り、受動導波路領域２１を設
けることが望ましい。
間の間隔Ｗおよび可飽和吸収領域用電極１８ｂの長さ寸
法Ｌ1に依存することなく、十分に長さ寸法Ｌ2に小さな
可飽和吸収領域２０を形成し、また前記間隔Ｗの低減に
起因する両電極１８ａおよび１８ｂ間に分離抵抗の低減
を防止する上で、図示の通り、受動導波路領域２１を設
けることが望ましい。
【００３３】〈具体例２〉図３および図４は、本発明に
係るファブリペロー共振器型の他の受動モード同期半導
体レーザを示すそれぞれ縦断面図および平断面図であ
る。図３および図４に示す例では、図１および図２に示
した具体例１におけると同様な機能部分には同一の参照
符号が付されている。具体例２の受動モード同期半導体
レーザ１０では、活性層１１は、図３に示されているよ
うに均一な高さ寸法Ｈを有し、また図４に示されている
ように、均一な幅寸法Ｗ2を有する。
係るファブリペロー共振器型の他の受動モード同期半導
体レーザを示すそれぞれ縦断面図および平断面図であ
る。図３および図４に示す例では、図１および図２に示
した具体例１におけると同様な機能部分には同一の参照
符号が付されている。具体例２の受動モード同期半導体
レーザ１０では、活性層１１は、図３に示されているよ
うに均一な高さ寸法Ｈを有し、また図４に示されている
ように、均一な幅寸法Ｗ2を有する。
【００３４】図３および図４に示す具体例２の半導体レ
ーザ１０では、その可飽和吸収領域２０は、受動導波路
領域２１と同一材料からなる動波路部分２０ａにより、
具体例１に示した可飽和吸収領域２０と同一材料からな
る多数の吸収領域部分２０ｂに区画されている。このよ
うな活性層１１は、具体例１に沿って説明したと同様な
方法により、形成することができる。
ーザ１０では、その可飽和吸収領域２０は、受動導波路
領域２１と同一材料からなる動波路部分２０ａにより、
具体例１に示した可飽和吸収領域２０と同一材料からな
る多数の吸収領域部分２０ｂに区画されている。このよ
うな活性層１１は、具体例１に沿って説明したと同様な
方法により、形成することができる。
【００３５】各吸収領域部分２０ｂは、図示の例では、
均等な長さ寸法Ｌ3を有し、導波路として機能する動波
路部分２０ａを介して相互に直列的に整列して形成され
ていることから、見かけ上、可飽和吸収領域２０は全て
の動波路部分２０ａおよび吸収領域部分２０ｂの総和の
寸法Ｌ2となる。しかしながら、可飽和吸収領域２０を
通過するパルス光は、各吸収領域部分２０ｂでのみ吸収
を受けることから、可飽和吸収を受ける通過時間ｔは、
実質的に各吸収領域部分２０ｂの長さ寸法Ｌ3で決ま
る。
均等な長さ寸法Ｌ3を有し、導波路として機能する動波
路部分２０ａを介して相互に直列的に整列して形成され
ていることから、見かけ上、可飽和吸収領域２０は全て
の動波路部分２０ａおよび吸収領域部分２０ｂの総和の
寸法Ｌ2となる。しかしながら、可飽和吸収領域２０を
通過するパルス光は、各吸収領域部分２０ｂでのみ吸収
を受けることから、可飽和吸収を受ける通過時間ｔは、
実質的に各吸収領域部分２０ｂの長さ寸法Ｌ3で決ま
る。
【００３６】そのため、可飽和吸収領域２０を各吸収領
域部分２０ｂに区画することにより、パルス光の可飽和
吸収領域２０を通過する実質的な通過時間ｔの低減が図
られる。他方、可飽和吸収領域２０を通過するパルス光
は、相互に直列的に整列された個々の吸収領域部分２０
ｂで可飽和吸収を受けることから、可飽和吸収領域２０
の実質的な体積の低減が防止される。
域部分２０ｂに区画することにより、パルス光の可飽和
吸収領域２０を通過する実質的な通過時間ｔの低減が図
られる。他方、可飽和吸収領域２０を通過するパルス光
は、相互に直列的に整列された個々の吸収領域部分２０
ｂで可飽和吸収を受けることから、可飽和吸収領域２０
の実質的な体積の低減が防止される。
【００３７】従って、具体例２の半導体レーザ１０によ
れば、具体例１におけると同様に、可飽和吸収領域２０
の体積の低減を招くことなく、該可飽和吸収領域を通過
するパルス光の通過時間ｔの短縮化を図ることができ、
これにより、好適にパルス幅の低減を図ることができ
る。
れば、具体例１におけると同様に、可飽和吸収領域２０
の体積の低減を招くことなく、該可飽和吸収領域を通過
するパルス光の通過時間ｔの短縮化を図ることができ、
これにより、好適にパルス幅の低減を図ることができ
る。
【００３８】具体例２の半導体レーザ１０において、各
吸収領域部分２０ｂの長さ寸法Ｌ3を相互に異ならせる
ことができる。この長さ寸法Ｌ3が異なる吸収領域部分
２０ｂを組み合わせた場合、前記通過時間ｔすなわちパ
ルス幅は、最も長さ寸法の大きな吸収領域部分２０ｂに
依存する。具体例２の各吸収領域部分２０ｂの幅寸法を
具体例１に示したと同様に、利得領域１９のそれよりも
大きく設定することができる。
吸収領域部分２０ｂの長さ寸法Ｌ3を相互に異ならせる
ことができる。この長さ寸法Ｌ3が異なる吸収領域部分
２０ｂを組み合わせた場合、前記通過時間ｔすなわちパ
ルス幅は、最も長さ寸法の大きな吸収領域部分２０ｂに
依存する。具体例２の各吸収領域部分２０ｂの幅寸法を
具体例１に示したと同様に、利得領域１９のそれよりも
大きく設定することができる。
【００３９】また、具体例１の半導体レーザ１０におけ
る可飽和吸収領域２０を、具体例２に示したと同様に、
多数の動波路部分２０ａにより、共振器長Ｌの方向へ多
数の吸収領域部分２０ｂに区画することができる。
る可飽和吸収領域２０を、具体例２に示したと同様に、
多数の動波路部分２０ａにより、共振器長Ｌの方向へ多
数の吸収領域部分２０ｂに区画することができる。
【００４０】前記したところでは、クラッド層がInＰか
らなり活性層１１がInGaAsＰ（InＸGa１−ＸAsＹＰ
１−Ｙ）からなる受動モード同期半導体レーザについて
説明したが、組成比ＸおよびＹを０≦Ｘ≦１および０≦
Ｙ≦１の範囲で適宜選択することができる。また、活性
層１１がAlGaAs系のような他の材料からなる受動モード
同期半導体レーザにも本願発明を適用することができ
る。
らなり活性層１１がInGaAsＰ（InＸGa１−ＸAsＹＰ
１−Ｙ）からなる受動モード同期半導体レーザについて
説明したが、組成比ＸおよびＹを０≦Ｘ≦１および０≦
Ｙ≦１の範囲で適宜選択することができる。また、活性
層１１がAlGaAs系のような他の材料からなる受動モード
同期半導体レーザにも本願発明を適用することができ
る。
【００４１】また、前記したところでは、可飽和吸収領
域２０が半導体レーザ１０の共振器長方向の端部に形成
された例について説明したが、この可飽和吸収領域２０
を中央部分等に適宜形成することができ、本願発明を、
能動モード同期半導体レーザにも適用することができ
る。
域２０が半導体レーザ１０の共振器長方向の端部に形成
された例について説明したが、この可飽和吸収領域２０
を中央部分等に適宜形成することができ、本願発明を、
能動モード同期半導体レーザにも適用することができ
る。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、前記したように、前記
可飽和吸収領域の断面積を前記利得領域の断面積よりも
大きくすることにより、前記可飽和吸収領域の共振器長
方向に沿った長さ寸法の低減による前記可飽和吸収領域
の体積の低減を補償することができ、これにより、パル
ス幅の増大を招くほどに前記可飽和吸収領域の体積を低
減させることなく、十分に該可飽和吸収領域の長さ寸法
の低減を図ることができることから、パルス幅の十分に
小さな高速光パルスを得ることができる。
可飽和吸収領域の断面積を前記利得領域の断面積よりも
大きくすることにより、前記可飽和吸収領域の共振器長
方向に沿った長さ寸法の低減による前記可飽和吸収領域
の体積の低減を補償することができ、これにより、パル
ス幅の増大を招くほどに前記可飽和吸収領域の体積を低
減させることなく、十分に該可飽和吸収領域の長さ寸法
の低減を図ることができることから、パルス幅の十分に
小さな高速光パルスを得ることができる。
【００４３】また、本発明によれば、前記したように、
前記可飽和吸収領域を、前記共振器長方向へ整列する複
数の領域部分に区画することにより、光パルスが前記可
飽和吸収領域を通過する時間ｔを実質的に低減させるこ
とができ、しかも前記可飽和吸収領域の体積の実質的な
低減を防止することができることから、パルス幅の増大
を招くほどに前記可飽和吸収領域の体積を実質的に低減
させることなく十分に該可飽和吸収領域の実質的な長さ
寸法の低減を図ることができ、これにより、パルス幅の
十分に小さな高速光パルスを得ることができる。
前記可飽和吸収領域を、前記共振器長方向へ整列する複
数の領域部分に区画することにより、光パルスが前記可
飽和吸収領域を通過する時間ｔを実質的に低減させるこ
とができ、しかも前記可飽和吸収領域の体積の実質的な
低減を防止することができることから、パルス幅の増大
を招くほどに前記可飽和吸収領域の体積を実質的に低減
させることなく十分に該可飽和吸収領域の実質的な長さ
寸法の低減を図ることができ、これにより、パルス幅の
十分に小さな高速光パルスを得ることができる。
【図１】本発明に係るモード同期半導体レーザの具体例
１を示す平断面図である。
１を示す平断面図である。
【図２】図１に示した具体例１を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係るモード同期半導体レーザの具体例
２を示す縦断面図である。
２を示す縦断面図である。
【図４】図３に示した具体例２を示す平断面図である。
１０ 受動モード同期半導体レーザ １１ 活性層 １２、１３ クラッド層 １７ 共用電極 １８ａ 利得領域用電極 １８ｂ 可飽和吸収領域用電極 １９ 利得領域 ２０ 可飽和吸収領域 ２１ 受動導波路領域
Claims (8)
- 【請求項１】 誘導放出光を生成するための利得領域お
よび該利得領域で生成された誘導放出光のモード同期の
ために前記誘導放出光を部分的に吸収するための可飽和
吸収領域が共振器長方向に伸長するモード同期半導体レ
ーザであって、前記可飽和吸収領域の前記共振器長方向
と直角な横断面積が前記利得領域のそれよりも大きいこ
とを特徴とするモード同期半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記利得領域および前記可飽和吸収領域
は相互に同一の高さ寸法を有する全体に矩形の横断面形
状を呈し、該横断面形状における前記可飽和吸収領域の
幅寸法は前記利得領域のそれよりも大きいことを特徴と
する請求項１記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記利得領域と前記可飽和吸収領域との
間には、前記両領域のバンドギャップ波長よりも小さな
バンドギャップ波長を示す受動導波路領域が形成されて
いる請求項１記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項４】 受動モード同期半導体レーザである請求
項１記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項５】 誘導放出光を生成するための利得領域お
よび該利得領域で生成された誘導放出光のモード同期の
ために前記誘導放出光を部分的に吸収するための可飽和
吸収領域が共振器長方向に伸長するモード同期半導体レ
ーザであって、前記可飽和吸収領域が、前記共振器長方
向へ整列する複数の領域部分に区画されていることを特
徴とするモード同期半導体レーザ。 - 【請求項６】 前記利得領域と前記可飽和吸収領域との
間には、前記両領域のバンドギャップ波長よりも小さな
バンドギャップ波長を示す受動導波路領域が形成されて
いる請求項５記載のモード同期半導体レーザ。 - 【請求項７】 前記複数の領域部分は、前記利得領域お
よび前記可飽和吸収領域のバンドギャップ波長よりも小
さなバンドギャップ波長を示す受動導波路領域からなる
区画領域により相互に区画されている請求項５記載のモ
ード同期半導体レーザ。 - 【請求項８】 受動モード同期半導体レーザである請求
項５記載のモード同期半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035181A JP2000236136A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | モード同期半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035181A JP2000236136A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | モード同期半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236136A true JP2000236136A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12434689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11035181A Pending JP2000236136A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | モード同期半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000236136A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027935A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sony Corp | 半導体レーザ、光ディスク装置および光ピックアップ |
| JP2012147020A (ja) * | 2012-04-04 | 2012-08-02 | Sony Corp | 半導体レーザ素子 |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP11035181A patent/JP2000236136A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027935A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sony Corp | 半導体レーザ、光ディスク装置および光ピックアップ |
| US8615027B2 (en) | 2008-07-23 | 2013-12-24 | Sony Corporation | Laser diode, optical disk device and optical pickup |
| JP2012147020A (ja) * | 2012-04-04 | 2012-08-02 | Sony Corp | 半導体レーザ素子 |
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