JP2000323782A - 半導体レーザー及び半導体光増幅器並びにそれらの製造方法 - Google Patents
半導体レーザー及び半導体光増幅器並びにそれらの製造方法Info
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- JP2000323782A JP2000323782A JP11132799A JP13279999A JP2000323782A JP 2000323782 A JP2000323782 A JP 2000323782A JP 11132799 A JP11132799 A JP 11132799A JP 13279999 A JP13279999 A JP 13279999A JP 2000323782 A JP2000323782 A JP 2000323782A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の基本モード半導体レーザーに比べて高
い出力を達成でき、かつ、安定して良好な光出力フィー
ルドを提供し得る半導体レーザーを提供する。 【解決手段】 主励起光領域が幅の広い多モード導波路
２から構成されており、その光出射端には基本モード導
波路１が接続されている。基本モード導波路１の光出射
端には、放射光を除去する凹部３２が形成されている。
い出力を達成でき、かつ、安定して良好な光出力フィー
ルドを提供し得る半導体レーザーを提供する。 【解決手段】 主励起光領域が幅の広い多モード導波路
２から構成されており、その光出射端には基本モード導
波路１が接続されている。基本モード導波路１の光出射
端には、放射光を除去する凹部３２が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー及
び半導体光増幅器並びにそれらの製造方法に関する。
び半導体光増幅器並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、光エレクトロニクス技術は、コン
パクトディスクに代表される情報入出力技術、あるい
は、光ファイバーを使った光通信技術などの様々な分野
で適用されている。この光エレクトロニクス技術を支え
るデバイスとして、これまでに様々な半導体レーザーが
開発されてきた。例えば、コンパクトディスク用の半導
体レーザーとしては、近赤外もしくは可視光帯の半導体
レーザー、光通信用の半導体レーザーとしては、長波長
帯の半導体レーザーなどがある。
パクトディスクに代表される情報入出力技術、あるい
は、光ファイバーを使った光通信技術などの様々な分野
で適用されている。この光エレクトロニクス技術を支え
るデバイスとして、これまでに様々な半導体レーザーが
開発されてきた。例えば、コンパクトディスク用の半導
体レーザーとしては、近赤外もしくは可視光帯の半導体
レーザー、光通信用の半導体レーザーとしては、長波長
帯の半導体レーザーなどがある。
【０００３】半導体レーザーの一種に導波型半導体レー
ザーがある。一般的に、この導波型半導体レーザーは、
光に信号を乗せて情報を伝搬させる場合や、光ファイバ
ー増幅器の励起光源として用いる場合には、基本モード
条件を満たすように、あるいは、擬似的に基本モードと
なるように、その導波路構造が設計される。
ザーがある。一般的に、この導波型半導体レーザーは、
光に信号を乗せて情報を伝搬させる場合や、光ファイバ
ー増幅器の励起光源として用いる場合には、基本モード
条件を満たすように、あるいは、擬似的に基本モードと
なるように、その導波路構造が設計される。
【０００４】一般に、レーザー光を多モードとして扱う
と、多モード分散の影響を受けるという問題、あるい
は、光ファイバーなど他の光導波路やレンズに信号光を
結合する場合に、信号光を効率よく結合することが難し
くなるという問題が生じるが、導波路構造を上述のよう
に形成することにより、これらの問題を回避することが
可能である。
と、多モード分散の影響を受けるという問題、あるい
は、光ファイバーなど他の光導波路やレンズに信号光を
結合する場合に、信号光を効率よく結合することが難し
くなるという問題が生じるが、導波路構造を上述のよう
に形成することにより、これらの問題を回避することが
可能である。
【０００５】上記の基本モード条件を満たすため、これ
までに様々な半導体レーザーが開発されてきている。し
かしながら、一方では、この基本モード条件を満たすた
めに設計された構造が、逆に、そのレーザー特性を制限
していた。
までに様々な半導体レーザーが開発されてきている。し
かしながら、一方では、この基本モード条件を満たすた
めに設計された構造が、逆に、そのレーザー特性を制限
していた。
【０００６】例えば、半導体レーザーにおける活性層の
幅及び厚さは基本モード条件によって所定の範囲内の幅
及び厚さに限定されていた。特に、利得飽和レベルを改
善するためには、導波路幅を大きくすることが最も簡単
な方法の一つである。しかしながら、前述の基本モード
条件の制約を受けるため、導波路幅を大きくすることに
は限界があり、このため、半導体レーザーの高出力化に
関しては、技術的な限界があった。
幅及び厚さは基本モード条件によって所定の範囲内の幅
及び厚さに限定されていた。特に、利得飽和レベルを改
善するためには、導波路幅を大きくすることが最も簡単
な方法の一つである。しかしながら、前述の基本モード
条件の制約を受けるため、導波路幅を大きくすることに
は限界があり、このため、半導体レーザーの高出力化に
関しては、技術的な限界があった。
【０００７】このような基本モード条件による制約を回
避する一例として、ＰａｔｒｉｃｋＶａｎｋｗｉｋｅｌ
ｂｅｒｇｅらがＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．ＱＥ−
２３，Ｎｏ．６，１９８７において、モードフィルター
付きレーザーを報告している。
避する一例として、ＰａｔｒｉｃｋＶａｎｋｗｉｋｅｌ
ｂｅｒｇｅらがＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．ＱＥ−
２３，Ｎｏ．６，１９８７において、モードフィルター
付きレーザーを報告している。
【０００８】このモードフィルター付きレーザーにおい
ては、利得飽和レベルを改善するために、主励起光領域
は多モード導波路として形成され、この多モード導波路
に基本モード導波路を接続した構成が採用されている。
このモードフィルター付きレーザーは、基本モード導波
路は多モード光を導波することができないという原理を
利用して、基本モード光のみを導波させ、多モード光は
放射させるものである。
ては、利得飽和レベルを改善するために、主励起光領域
は多モード導波路として形成され、この多モード導波路
に基本モード導波路を接続した構成が採用されている。
このモードフィルター付きレーザーは、基本モード導波
路は多モード光を導波することができないという原理を
利用して、基本モード光のみを導波させ、多モード光は
放射させるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非導波
光として放射される多モード光は、完全に放射してしま
うわけではなく、基本モード光の脇にも僅かに出射して
しまう。このため、上記のモードフィルター付きレーザ
ーには、この点が光出力フィールドの悪化の原因になる
という問題があった。
光として放射される多モード光は、完全に放射してしま
うわけではなく、基本モード光の脇にも僅かに出射して
しまう。このため、上記のモードフィルター付きレーザ
ーには、この点が光出力フィールドの悪化の原因になる
という問題があった。
【００１０】本発明は、前述のように、従来のモードフ
ィルター付半導体レーザーでは放射光を除去する能力が
不十分であったという問題点に鑑みてなされたものであ
り、放射光を十分に除去し、優れた出力光フィールドを
提供することができる半導体レーザー及び半導体光増幅
器並びにそれらの製造方法を提供することを目的とす
る。
ィルター付半導体レーザーでは放射光を除去する能力が
不十分であったという問題点に鑑みてなされたものであ
り、放射光を十分に除去し、優れた出力光フィールドを
提供することができる半導体レーザー及び半導体光増幅
器並びにそれらの製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１は、基本モード導波路と、多モー
ド導波路と、基本モード導波路の光出射端に形成され、
放射光を除去する放射光除去手段と、からなり、多モー
ド導波路は基本モード導波路よりも大きな幅を有してお
り、基本モード導波路は、能動光導波路から発振される
発振光に対して、基本モードを提供し、多モード導波路
は、発振光に対して、多モードを含むモードを提供する
ものである半導体レーザーを提供する。
め、本発明の請求項１は、基本モード導波路と、多モー
ド導波路と、基本モード導波路の光出射端に形成され、
放射光を除去する放射光除去手段と、からなり、多モー
ド導波路は基本モード導波路よりも大きな幅を有してお
り、基本モード導波路は、能動光導波路から発振される
発振光に対して、基本モードを提供し、多モード導波路
は、発振光に対して、多モードを含むモードを提供する
ものである半導体レーザーを提供する。
【００１２】請求項２に記載されているように、基本モ
ード導波路は多モード導波路の光出射端に接続されてい
るものとすることができる。
ード導波路は多モード導波路の光出射端に接続されてい
るものとすることができる。
【００１３】また、請求項３に記載されているように、
放射光除去手段は基本モード導波路の光出射端に設ける
ことができる。
放射光除去手段は基本モード導波路の光出射端に設ける
ことができる。
【００１４】請求項４に記載されているように、放射光
除去手段は、例えば、基本モード導波路が形成されてい
る領域における凹部として形成ことができる。
除去手段は、例えば、基本モード導波路が形成されてい
る領域における凹部として形成ことができる。
【００１５】請求項５に記載されているように、多モー
ド導波路は、１入力かつＮ出力型である１×Ｎ（Ｎは正
の整数）マルチモード干渉型導波路として形成すること
ができる。例えば、請求項６に記載されているように、
多モード導波路は、１入力かつ１出力型である１×１マ
ルチモード干渉型導波路とすることができる。
ド導波路は、１入力かつＮ出力型である１×Ｎ（Ｎは正
の整数）マルチモード干渉型導波路として形成すること
ができる。例えば、請求項６に記載されているように、
多モード導波路は、１入力かつ１出力型である１×１マ
ルチモード干渉型導波路とすることができる。
【００１６】放射光除去手段は、請求項７に記載されて
いるように、例えば、全反射面からなるフィルターとし
て形成することができる。
いるように、例えば、全反射面からなるフィルターとし
て形成することができる。
【００１７】あるいは、放射光除去手段は、請求項８に
記載されているように、光吸収体からなるフィルターと
して形成することができる。
記載されているように、光吸収体からなるフィルターと
して形成することができる。
【００１８】本発明の請求項９は、基板上に、バッファ
層、活性層及び第一クラッド層を順次積層する第一の過
程と、バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに基
板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、メサ
の周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流ブロック
層を、第一の電流ブロック層のみがメサの側壁に接し、
かつ、第二の電流ブロック層のみが表面に露出するよう
に、順次積層する第三の過程と、第一の電流ブロック層
及びメサを覆って第二クラッド層及びキャップ層を順次
積層する第四の過程と、メサの側壁から離れた位置にお
いて、第一の電流ブロック層の途中まで達する凹部を形
成する第五の過程と、裏面電極及び表面電極とを形成す
る第六の過程と、を備える半導体レーザーの製造方法を
提供する。
層、活性層及び第一クラッド層を順次積層する第一の過
程と、バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに基
板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、メサ
の周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流ブロック
層を、第一の電流ブロック層のみがメサの側壁に接し、
かつ、第二の電流ブロック層のみが表面に露出するよう
に、順次積層する第三の過程と、第一の電流ブロック層
及びメサを覆って第二クラッド層及びキャップ層を順次
積層する第四の過程と、メサの側壁から離れた位置にお
いて、第一の電流ブロック層の途中まで達する凹部を形
成する第五の過程と、裏面電極及び表面電極とを形成す
る第六の過程と、を備える半導体レーザーの製造方法を
提供する。
【００１９】本発明の請求項１０は、基本モード導波路
と、多モード導波路と、基本モード導波路の光出射端に
形成され、放射光を除去する放射光除去手段と、両端面
に形成された反射防止層と、からなり、多モード導波路
は基本モード導波路よりも大きな幅を有しており、基本
モード導波路は、能動光導波路において増幅される増幅
光に対して、基本モードを提供し、多モード導波路は、
増幅光に対して、多モードを含むモードを提供するもの
である半導体光増幅器を提供する。
と、多モード導波路と、基本モード導波路の光出射端に
形成され、放射光を除去する放射光除去手段と、両端面
に形成された反射防止層と、からなり、多モード導波路
は基本モード導波路よりも大きな幅を有しており、基本
モード導波路は、能動光導波路において増幅される増幅
光に対して、基本モードを提供し、多モード導波路は、
増幅光に対して、多モードを含むモードを提供するもの
である半導体光増幅器を提供する。
【００２０】半導体レーザーの両端面に無反射コーティ
ングなどの反射防止措置を施すことにより、半導体光増
幅器を実現することができる。このため、上述の請求項
１乃至９に係る半導体レーザーをそのまま半導体光増幅
器として用いることが可能である。
ングなどの反射防止措置を施すことにより、半導体光増
幅器を実現することができる。このため、上述の請求項
１乃至９に係る半導体レーザーをそのまま半導体光増幅
器として用いることが可能である。
【００２１】本発明の請求項１７は、基板上に、バッフ
ァ層、活性層及び第一クラッド層を順次積層する第一の
過程と、バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに
基板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、メ
サの周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流ブロッ
ク層を、第一の電流ブロック層のみがメサの側壁に接
し、かつ、第二の電流ブロック層のみが表面に露出する
ように、順次積層する第三の過程と、第一の電流ブロッ
ク層及びメサを覆って第二クラッド層及びキャップ層を
順次積層する第四の過程と、メサの側壁から離れた位置
において、第一の電流ブロック層の途中まで達する凹部
を形成する第五の過程と、裏面電極及び表面電極とを形
成する第六の過程と、両端面に反射防止層を形成する第
七の過程と、を備える半導体光増幅器の製造方法を提供
する。
ァ層、活性層及び第一クラッド層を順次積層する第一の
過程と、バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに
基板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、メ
サの周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流ブロッ
ク層を、第一の電流ブロック層のみがメサの側壁に接
し、かつ、第二の電流ブロック層のみが表面に露出する
ように、順次積層する第三の過程と、第一の電流ブロッ
ク層及びメサを覆って第二クラッド層及びキャップ層を
順次積層する第四の過程と、メサの側壁から離れた位置
において、第一の電流ブロック層の途中まで達する凹部
を形成する第五の過程と、裏面電極及び表面電極とを形
成する第六の過程と、両端面に反射防止層を形成する第
七の過程と、を備える半導体光増幅器の製造方法を提供
する。
【００２２】
【発明の実施の形態】（第一の実施形態）図１乃至３は
本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザーを示す。
図１は、本実施形態に係る半導体レーザーの平面図、図
２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は図１のＢ−
Ｂ線における断面図である。本実施形態に係る半導体レ
ーザーは埋め込み（ＢＨ）構造型、かつ、１．５５μｍ
帯の半導体レーザーである。
本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザーを示す。
図１は、本実施形態に係る半導体レーザーの平面図、図
２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は図１のＢ−
Ｂ線における断面図である。本実施形態に係る半導体レ
ーザーは埋め込み（ＢＨ）構造型、かつ、１．５５μｍ
帯の半導体レーザーである。
【００２３】図１に示すように、本実施形態に係る半導
体レーザーは、多モード導波路領域に形成されている多
モード導波路２と、多モード導波路２の光出射端に接続
された、基本モード導波路領域に形成されている基本モ
ード導波路１と、から構成されている。
体レーザーは、多モード導波路領域に形成されている多
モード導波路２と、多モード導波路２の光出射端に接続
された、基本モード導波路領域に形成されている基本モ
ード導波路１と、から構成されている。
【００２４】図１及び図２に示すように、各基本モード
導波路１の各光出射端には凹部３２が形成されており、
この凹部３２は全反射面から構成されている。このた
め、図１に示すように、多モード導波路２から出射され
た放射光３３は凹部３２において反射する。すなわち、
凹部３２は放射光を除去する放射光除去手段として機能
する。
導波路１の各光出射端には凹部３２が形成されており、
この凹部３２は全反射面から構成されている。このた
め、図１に示すように、多モード導波路２から出射され
た放射光３３は凹部３２において反射する。すなわち、
凹部３２は放射光を除去する放射光除去手段として機能
する。
【００２５】多モード導波路領域に形成されている多モ
ード導波路２は１入力かつ１出力型のマルチモード干渉
型導波路（以下、「１×１−ＭＭＩ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄ
ｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）」と呼ぶ）である。
ード導波路２は１入力かつ１出力型のマルチモード干渉
型導波路（以下、「１×１−ＭＭＩ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄ
ｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）」と呼ぶ）である。
【００２６】各領域長に関しては、基本モード導波路１
が約５０μｍ、多モード導波路２が約２６０μｍ、半導
体レーザーの全長は約３１０μｍとなっている。
が約５０μｍ、多モード導波路２が約２６０μｍ、半導
体レーザーの全長は約３１０μｍとなっている。
【００２７】図２及び図３に示すように、本実施形態に
係る半導体レーザーは、凸状部を有するｎ−ＩｎＰ基板
２１と、ｎ−ＩｎＰ基板２１の凸状部上にメサ状に形成
されたｎ−ＩｎＰバッファ層２２、活性層２３及びｐ-
ＩｎＰ第一クラッド層２４と、メサ３０の周囲に積層さ
れたｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブ
ロック層２６と、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４及びｎ-
ＩｎＰ電流ブロック層２６上に積層されたｐ-ＩｎＰ第
二クラッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層２
８と、からなる。
係る半導体レーザーは、凸状部を有するｎ−ＩｎＰ基板
２１と、ｎ−ＩｎＰ基板２１の凸状部上にメサ状に形成
されたｎ−ＩｎＰバッファ層２２、活性層２３及びｐ-
ＩｎＰ第一クラッド層２４と、メサ３０の周囲に積層さ
れたｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブ
ロック層２６と、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４及びｎ-
ＩｎＰ電流ブロック層２６上に積層されたｐ-ＩｎＰ第
二クラッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層２
８と、からなる。
【００２８】図２及び図３に示すように、活性層２３は
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰからなり、ｐ-ＩｎＰ
電流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６
による電流狭窄構造となっており、活性層２３の上に
は、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４、ｐ-ＩｎＰ第二クラ
ッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層２８が積
層されている。
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰからなり、ｐ-ＩｎＰ
電流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６
による電流狭窄構造となっており、活性層２３の上に
は、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４、ｐ-ＩｎＰ第二クラ
ッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層２８が積
層されている。
【００２９】図２及び図３に示すように、ｐ-ＩｎＰ電
流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６
は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５のみがメサ３０の側
壁に接し、かつ、n-ＩｎＰ電流ブロック層２６のみがｐ
-ＩｎＰ第二クラッド層２７に接するように形成されて
いる。
流ブロック層２５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６
は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５のみがメサ３０の側
壁に接し、かつ、n-ＩｎＰ電流ブロック層２６のみがｐ
-ＩｎＰ第二クラッド層２７に接するように形成されて
いる。
【００３０】図２と図３との比較から明らかであるよう
に、基本モード導波路１と多モード導波路２との第一の
相違点は導波路幅にある。図２に示すように、基本モー
ド導波路１の導波路幅（Ｗ１）はＷ１＝２μｍであり、
また、図３に示すように、多モード導波路２の導波路幅
（Ｗ２）はＷ２＝１０μｍに設定されている。
に、基本モード導波路１と多モード導波路２との第一の
相違点は導波路幅にある。図２に示すように、基本モー
ド導波路１の導波路幅（Ｗ１）はＷ１＝２μｍであり、
また、図３に示すように、多モード導波路２の導波路幅
（Ｗ２）はＷ２＝１０μｍに設定されている。
【００３１】第二の相違点は、基本モード導波路１に
は、放射光を除去するための凹部３２が設けられている
点である。
は、放射光を除去するための凹部３２が設けられている
点である。
【００３２】以下、図４乃至図８を参照し、本実施形態
に係る半導体レーザーの製造方法を説明する。
に係る半導体レーザーの製造方法を説明する。
【００３３】先ず、図４に示すように、ｎ-ＩｎＰ基板
２１上に、n-ＩｎＰバッファ層２２、１．５５μｍ組成
ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。
２１上に、n-ＩｎＰバッファ層２２、１．５５μｍ組成
ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。
【００３４】各層の層厚としては、n-ＩｎＰバッファ層
２２は約１００ｎｍ、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
活性層２３は約１００ｎｍ、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４は約１００ｎｍにそれぞれ設定されている。
２２は約１００ｎｍ、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
活性層２３は約１００ｎｍ、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４は約１００ｎｍにそれぞれ設定されている。
【００３５】次に、通常のフォトリソグラフィ法とウェ
ットエッチング法を用いて、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４上にメサ形成用マスク３１を形成する。
ットエッチング法を用いて、p-ＩｎＰ第一クラッド層２
４上にメサ形成用マスク３１を形成する。
【００３６】次いで、反応性イオンエッチング法（ＲＩ
Ｅ法）を用いて、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４と、
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３と、n-Ｉｎ
Ｐバッファ層２２と、n-ＩｎＰ基板２１の一部を、図５
に示すように除去し、メサ３０を形成する。
Ｅ法）を用いて、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層２４と、
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３と、n-Ｉｎ
Ｐバッファ層２２と、n-ＩｎＰ基板２１の一部を、図５
に示すように除去し、メサ３０を形成する。
【００３７】次に、図６に示すように、ＭＯＶＰＥ法に
より、メサ３０の周囲にｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５
とn-ＩｎＰ電流ブロック層２６とを形成する。これらの
電流ブロック層２５、２６の形成に際しては、ｐ-Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層２５のみがメサ３０の側壁に接し、か
つ、n-ＩｎＰ電流ブロック層２６のみが表面に露出する
ようにする。
より、メサ３０の周囲にｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５
とn-ＩｎＰ電流ブロック層２６とを形成する。これらの
電流ブロック層２５、２６の形成に際しては、ｐ-Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層２５のみがメサ３０の側壁に接し、か
つ、n-ＩｎＰ電流ブロック層２６のみが表面に露出する
ようにする。
【００３８】ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層２５及びｎ-Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層２６の厚さはともに約１μｍである。
Ｐ電流ブロック層２６の厚さはともに約１μｍである。
【００３９】次に、メサ形成用マスク３１をバッファー
ドフッ酸で除去する。
ドフッ酸で除去する。
【００４０】その後、図７に示すように、ｐ-ＩｎＰ第
一クラッド層２４及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６上
に、ｐ-ＩｎＰ第２クラッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層２８をＭＯＶＰＥ法により形成する。
一クラッド層２４及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層２６上
に、ｐ-ＩｎＰ第２クラッド層２７及びｐ+−ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層２８をＭＯＶＰＥ法により形成する。
【００４１】この後、通常のフォトリソグラフィ法とウ
ェットエッチング法を用いて、図８に示すように、メサ
３０から離れた位置に放射光除去領域としての凹部３２
を形成する。この凹部３２は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック
層２５の途中まで達している。
ェットエッチング法を用いて、図８に示すように、メサ
３０から離れた位置に放射光除去領域としての凹部３２
を形成する。この凹部３２は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック
層２５の途中まで達している。
【００４２】本実施形態においては、凹部３２は、図１
及び図８から明らかであるように、ほぼ三角柱の形状を
なしている。ただし、凹部３２の形状は三角柱に限定さ
れるものではなく、放射光を除去する機能を発揮し得る
形状である限りは、いかなる形状であってもよい。
及び図８から明らかであるように、ほぼ三角柱の形状を
なしている。ただし、凹部３２の形状は三角柱に限定さ
れるものではなく、放射光を除去する機能を発揮し得る
形状である限りは、いかなる形状であってもよい。
【００４３】また、凹部３２は、スネルの法則に基づく
全反射角による全反射面から構成されている。
全反射角による全反射面から構成されている。
【００４４】凹部３２の形成後、n-ＩｎＰ基板２１の裏
面に研磨を施す。
面に研磨を施す。
【００４５】次いで、裏面電極及び表面電極を通常のス
パッタリング法を用いて形成する。
パッタリング法を用いて形成する。
【００４６】これにより、本実施形態に係る半導体レー
ザーの形成が完了する。
ザーの形成が完了する。
【００４７】以下に、本実施形態に係る半導体レーザー
が、基本モードを発振するレーザーであり、従来の基本
モードレーザーに比べて高出力を達成することができ、
かつ、良好な出力光フィールドを提供することができる
原理を述べる。
が、基本モードを発振するレーザーであり、従来の基本
モードレーザーに比べて高出力を達成することができ、
かつ、良好な出力光フィールドを提供することができる
原理を述べる。
【００４８】本実施形態に係る半導体レーザーにおいて
は、主励起光領域を幅の広い多モード導波路により構成
している。このため、主励起光領域が基本モード導波路
により構成される通常の半導体レーザーと比較して、飽
和光出力レベルを改善することができる。
は、主励起光領域を幅の広い多モード導波路により構成
している。このため、主励起光領域が基本モード導波路
により構成される通常の半導体レーザーと比較して、飽
和光出力レベルを改善することができる。
【００４９】これに加えて、本実施形態に係る半導体レ
ーザーは、スネルの法則に基づく全反射角による全反射
面から構成される放射光除去手段としての凹部３２を備
えている。このため、非導波光である放射光は凹部３２
において除去される。
ーザーは、スネルの法則に基づく全反射角による全反射
面から構成される放射光除去手段としての凹部３２を備
えている。このため、非導波光である放射光は凹部３２
において除去される。
【００５０】図９乃至１２を用いて、放射光が凹部３２
により除去されることに基づく効果を説明する。
により除去されることに基づく効果を説明する。
【００５１】本実施形態においては、多モード導波路２
は１×１−ＭＭＩから構成されているため、理想的なマ
ルチモード干渉型導波路（ＭＭＩ）が実現されている限
りは、基本モード導波路１において放射光はほとんど生
じない。
は１×１−ＭＭＩから構成されているため、理想的なマ
ルチモード干渉型導波路（ＭＭＩ）が実現されている限
りは、基本モード導波路１において放射光はほとんど生
じない。
【００５２】しかしながら、実際に半導体レーザーが製
作される場合、ある程度の製作誤差が生じてしまうこと
は避けられない。
作される場合、ある程度の製作誤差が生じてしまうこと
は避けられない。
【００５３】この半導体レーザーの製作誤差が生じた場
合の光出力フィールドを、図９乃至１２に示したグラフ
に基づいて計算を行うことにより、見積もった。
合の光出力フィールドを、図９乃至１２に示したグラフ
に基づいて計算を行うことにより、見積もった。
【００５４】図９は、多モード導波路２の幅が設計値よ
り０．２５μｍずれた場合について、その光出力フィー
ルドを２次元ビーム伝搬法により計算した近視野像（Ｎ
ＦＰ）を示す。図９から明らかであるように、基本モー
ドの両側に放射光が生じている。
り０．２５μｍずれた場合について、その光出力フィー
ルドを２次元ビーム伝搬法により計算した近視野像（Ｎ
ＦＰ）を示す。図９から明らかであるように、基本モー
ドの両側に放射光が生じている。
【００５５】この場合、フーリエ変換から算出された遠
視野像（ＦＦＰ）は図１０のようになり、光出力フィー
ルドが劣化している様子がわかる。すなわち、基本モー
ド導波路のみによっては、放射モード光を完全に放射さ
せることは困難であることがわかる。
視野像（ＦＦＰ）は図１０のようになり、光出力フィー
ルドが劣化している様子がわかる。すなわち、基本モー
ド導波路のみによっては、放射モード光を完全に放射さ
せることは困難であることがわかる。
【００５６】しかしながら、図１１に示されるように、
基本モードの外側にある放射光を除去した場合の近視野
像（ＮＦＰ）に対してフーリエ変換を行うと、図１２に
示すように、良好な遠視野像（ＦＦＰ）が得られている
ことがわかる。すなわち、放射光を除去しさえすれば、
良好な光出力フィールドを得ることができるということ
がわかる。
基本モードの外側にある放射光を除去した場合の近視野
像（ＮＦＰ）に対してフーリエ変換を行うと、図１２に
示すように、良好な遠視野像（ＦＦＰ）が得られている
ことがわかる。すなわち、放射光を除去しさえすれば、
良好な光出力フィールドを得ることができるということ
がわかる。
【００５７】このように、本実施形態においては、全反
射面を利用して、放射光を積極的に除去する結果とし
て、安定して良好な光出力フィールドを得ることができ
る。
射面を利用して、放射光を積極的に除去する結果とし
て、安定して良好な光出力フィールドを得ることができ
る。
【００５８】なお、本実施形態においては、半導体レー
ザーについて述べたが、本半導体レーザーの両端面に無
反射コーティングその他の反射防止措置を施すことによ
って、半導体光増幅器を実現することができるため、本
実施形態は、半導体レーザーと同様に、半導体光増幅器
にも適用可能である。
ザーについて述べたが、本半導体レーザーの両端面に無
反射コーティングその他の反射防止措置を施すことによ
って、半導体光増幅器を実現することができるため、本
実施形態は、半導体レーザーと同様に、半導体光増幅器
にも適用可能である。
【００５９】なお、本実施形態及び以下に述べる第二の
実施形態においては、半導体レーザー構造を単純な埋め
込み構造（ＢＨ構造）としているが、本実施形態及び第
二の実施形態は埋め込み構造に限定されるものではな
く、他の層構造に対しても適用可能である。例えば、電
流狭窄に優れるＤＣ−ＰＢＨ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｈａｎ
ｎｅｌ Ｐｌａｎｎｅｒ Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)構造に対しても本実施形態及び第
二の実施形態を適用することができる。
実施形態においては、半導体レーザー構造を単純な埋め
込み構造（ＢＨ構造）としているが、本実施形態及び第
二の実施形態は埋め込み構造に限定されるものではな
く、他の層構造に対しても適用可能である。例えば、電
流狭窄に優れるＤＣ−ＰＢＨ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｈａｎ
ｎｅｌ Ｐｌａｎｎｅｒ Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)構造に対しても本実施形態及び第
二の実施形態を適用することができる。
【００６０】また、本実施形態においては、レーザーの
波長を１．５５μｍ帯としたが、これに限定されるもの
ではない。例えば、レーザーの波長は可視光帯域であっ
ても良いし、あるいは、０．９８μｍ帯その他の近赤外
光帯であってもよい。
波長を１．５５μｍ帯としたが、これに限定されるもの
ではない。例えば、レーザーの波長は可視光帯域であっ
ても良いし、あるいは、０．９８μｍ帯その他の近赤外
光帯であってもよい。
【００６１】更には、本実施形態における活性層２３は
バルク構造としているが、活性層２３を多重量子井戸
（ＭＱＷ）構造とすることも可能である。
バルク構造としているが、活性層２３を多重量子井戸
（ＭＱＷ）構造とすることも可能である。
【００６２】また、製造方法についても、本実施形態及
び以下に述べる第二の実施形態においては、結晶成長に
ＭＯＶＰＥ法、メサ３０の形成にＲＩＥ法を用いたが、
これらに限定されるものではない。例えば、結晶成長方
法としてＭＢＥ法を用いることも可能であり、また、メ
サ３０の形成方法としてウェットエッチング法を用いる
ことも可能である。
び以下に述べる第二の実施形態においては、結晶成長に
ＭＯＶＰＥ法、メサ３０の形成にＲＩＥ法を用いたが、
これらに限定されるものではない。例えば、結晶成長方
法としてＭＢＥ法を用いることも可能であり、また、メ
サ３０の形成方法としてウェットエッチング法を用いる
ことも可能である。
【００６３】（第二の実施形態）図１３乃至１５は本発
明の第二の実施形態に係る半導体レーザーを示す。図１
３は、本実施形態に係る半導体レーザーの平面図、図１
４は図１３のＡ−Ａ線における断面図、図１５は図１３
のＢ−Ｂ線における断面図である。本実施形態に係る半
導体レーザーは埋め込み（ＢＨ）構造型、かつ、１．５
５μｍ帯の半導体レーザーである。
明の第二の実施形態に係る半導体レーザーを示す。図１
３は、本実施形態に係る半導体レーザーの平面図、図１
４は図１３のＡ−Ａ線における断面図、図１５は図１３
のＢ−Ｂ線における断面図である。本実施形態に係る半
導体レーザーは埋め込み（ＢＨ）構造型、かつ、１．５
５μｍ帯の半導体レーザーである。
【００６４】図１３に示すように、本実施形態に係る半
導体レーザーは、多モード導波路４２と、多モード導波
路４２の光出射端に接続された基本モード導波路４１
と、から構成されている。各基本モード導波路４１には
基本モード導波路が形成されており、多モード導波路４
２には多モード導波路が形成されている。
導体レーザーは、多モード導波路４２と、多モード導波
路４２の光出射端に接続された基本モード導波路４１
と、から構成されている。各基本モード導波路４１には
基本モード導波路が形成されており、多モード導波路４
２には多モード導波路が形成されている。
【００６５】図１３及び図１４に示すように、各基本モ
ード導波路４１の各光出射端には光吸収体６２が形成さ
れている。このため、多モード導波路４２から出射され
た放射光は光吸収体６２に吸収される。すなわち、光吸
収体６２は放射光を除去する放射光除去手段として機能
する。
ード導波路４１の各光出射端には光吸収体６２が形成さ
れている。このため、多モード導波路４２から出射され
た放射光は光吸収体６２に吸収される。すなわち、光吸
収体６２は放射光を除去する放射光除去手段として機能
する。
【００６６】多モード導波路４２に形成されている多モ
ード導波路は１入力かつ１出力型のマルチモード干渉型
導波路（１×１−ＭＭＩ）である。
ード導波路は１入力かつ１出力型のマルチモード干渉型
導波路（１×１−ＭＭＩ）である。
【００６７】各領域長に関しては、基本モード導波路４
１が約５０μｍ、多モード導波路４２が約２６０μｍ、
半導体レーザーの全長は約３１０μｍに設定されてい
る。
１が約５０μｍ、多モード導波路４２が約２６０μｍ、
半導体レーザーの全長は約３１０μｍに設定されてい
る。
【００６８】図１４及び図１５に示すように、本実施形
態に係る半導体レーザーは、ｎ−ＩｎＰ基板５１と、ｎ
−ＩｎＰ基板２１上にメサ６０の形状及び複数の光吸収
体６２としての柱の形状に形成されたｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層５２、活性層５３及びｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５
４と、メサ６０及び複数の光吸収体６２の周囲に積層さ
れたｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブ
ロック層５６と、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４及びｎ-
ＩｎＰ電流ブロック層５６上に積層されたｐ-ＩｎＰ第
二クラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層５
８と、からなる。
態に係る半導体レーザーは、ｎ−ＩｎＰ基板５１と、ｎ
−ＩｎＰ基板２１上にメサ６０の形状及び複数の光吸収
体６２としての柱の形状に形成されたｎ−ＩｎＰバッフ
ァ層５２、活性層５３及びｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５
４と、メサ６０及び複数の光吸収体６２の周囲に積層さ
れたｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブ
ロック層５６と、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４及びｎ-
ＩｎＰ電流ブロック層５６上に積層されたｐ-ＩｎＰ第
二クラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層５
８と、からなる。
【００６９】図１４及び図１５に示すように、活性層５
３は１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰからなり、ｐ-Ｉ
ｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層
５６による電流狭窄構造となっており、活性層５３の上
には、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４、ｐ-ＩｎＰ第二ク
ラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層５８が
積層されている。
３は１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰからなり、ｐ-Ｉ
ｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層
５６による電流狭窄構造となっており、活性層５３の上
には、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４、ｐ-ＩｎＰ第二ク
ラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層５８が
積層されている。
【００７０】図１４及び図１５に示されるように、ｐ-
ＩｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック
層５６は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５５のみがメサ６
０の側壁及び柱状の光吸収体６２に接し、ｎ-ＩｎＰ電
流ブロック層５６のみがｐ-ＩｎＰ第二クラッド層５７
に接するように、形成される。
ＩｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック
層５６は、ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５５のみがメサ６
０の側壁及び柱状の光吸収体６２に接し、ｎ-ＩｎＰ電
流ブロック層５６のみがｐ-ＩｎＰ第二クラッド層５７
に接するように、形成される。
【００７１】図１４と図１５との比較から明らかである
ように、基本モード導波路４１と多モード導波路４２と
の第一の相違点は導波路幅にある。図１４に示すよう
に、基本モード導波路４１の導波路幅（Ｗ１）はＷ１＝
２μｍであり、また、図１５に示すように、多モード導
波路２の導波路幅（Ｗ２）はＷ２＝１０μｍに設定され
ている。
ように、基本モード導波路４１と多モード導波路４２と
の第一の相違点は導波路幅にある。図１４に示すよう
に、基本モード導波路４１の導波路幅（Ｗ１）はＷ１＝
２μｍであり、また、図１５に示すように、多モード導
波路２の導波路幅（Ｗ２）はＷ２＝１０μｍに設定され
ている。
【００７２】第二の相違点は、基本モード導波路４１に
は、放射光を除去するための光吸収体６２が設けられて
いる点である。
は、放射光を除去するための光吸収体６２が設けられて
いる点である。
【００７３】以下、図１６乃至図１９を参照し、本実施
形態に係る半導体レーザーの製造方法を説明する。
形態に係る半導体レーザーの製造方法を説明する。
【００７４】先ず、図１６に示すように、ｎ-ＩｎＰ基
板５１上に、n-ＩｎＰバッファ層５２、１．５５μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ活性層５３、p-ＩｎＰ第一クラッド層
５４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。
板５１上に、n-ＩｎＰバッファ層５２、１．５５μｍ組
成ＩｎＧａＡｓＰ活性層５３、p-ＩｎＰ第一クラッド層
５４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。
【００７５】各層の層厚としては、n-ＩｎＰバッファ層
５２は約１００ｎｍ、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
活性層５３は約１００ｎｍ、p-ＩｎＰ第一クラッド層５
４は約１００ｎｍにそれぞれ設定されている。
５２は約１００ｎｍ、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ
活性層５３は約１００ｎｍ、p-ＩｎＰ第一クラッド層５
４は約１００ｎｍにそれぞれ設定されている。
【００７６】次に、通常のフォトリソグラフィ法とウェ
ットエッチング法を用いて、p-ＩｎＰ第一クラッド層５
４上にメサ６０の形成用及び複数の柱状の光吸収体６２
の形成用のマスク６１を形成する。マスク６１は二酸化
シリコンからなる。
ットエッチング法を用いて、p-ＩｎＰ第一クラッド層５
４上にメサ６０の形成用及び複数の柱状の光吸収体６２
の形成用のマスク６１を形成する。マスク６１は二酸化
シリコンからなる。
【００７７】次いで、反応性イオンエッチング法（ＲＩ
Ｅ法）を用いて、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４と、
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層５３と、n-Ｉｎ
Ｐバッファ層５２と、n-ＩｎＰ基板２１の一部を、図１
７に示すように除去し、多モード導波路４２にメサ６０
を、基本モード導波路４１に複数の光吸収体６２をそれ
ぞれ形成する。
Ｅ法）を用いて、ｐ-ＩｎＰ第一クラッド層５４と、
１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層５３と、n-Ｉｎ
Ｐバッファ層５２と、n-ＩｎＰ基板２１の一部を、図１
７に示すように除去し、多モード導波路４２にメサ６０
を、基本モード導波路４１に複数の光吸収体６２をそれ
ぞれ形成する。
【００７８】次に、通常のフォトリソグラフィ法及びウ
ェットエッチング法を用いて、メサ６０上のマスク６１
のみを残し、各光吸収体６２上のマスク６１を除去す
る。
ェットエッチング法を用いて、メサ６０上のマスク６１
のみを残し、各光吸収体６２上のマスク６１を除去す
る。
【００７９】次に、図１８に示すように、ＭＯＶＰＥ法
により、メサ６０の周囲にｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５
５とn-ＩｎＰ電流ブロック層５６とを形成する。これら
の電流ブロック層５５、５６の形成に際しては、ｐ-Ｉ
ｎＰ電流ブロック層５５のみがメサ６０の側壁及び複数
の光吸収体６２に接し、かつ、n-ＩｎＰ電流ブロック層
５６のみが表面に露出するようにする。
により、メサ６０の周囲にｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５
５とn-ＩｎＰ電流ブロック層５６とを形成する。これら
の電流ブロック層５５、５６の形成に際しては、ｐ-Ｉ
ｎＰ電流ブロック層５５のみがメサ６０の側壁及び複数
の光吸収体６２に接し、かつ、n-ＩｎＰ電流ブロック層
５６のみが表面に露出するようにする。
【００８０】ｐ-ＩｎＰ電流ブロック層５５及びｎ-Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層５６の厚さはともに約１μｍである。
Ｐ電流ブロック層５６の厚さはともに約１μｍである。
【００８１】次に、メサ形成用マスク６１をバッファー
ドフッ酸で除去する。
ドフッ酸で除去する。
【００８２】その後、図１９に示すように、ｐ-ＩｎＰ
第一クラッド層５４及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層５６
上に、ｐ-ＩｎＰ第２クラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層５８をＭＯＶＰＥ法により形成する。
第一クラッド層５４及びｎ-ＩｎＰ電流ブロック層５６
上に、ｐ-ＩｎＰ第２クラッド層５７及びｐ+−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層５８をＭＯＶＰＥ法により形成する。
【００８３】この後、n-ＩｎＰ基板５１の裏面に研磨を
施す。
施す。
【００８４】次いで、裏面電極及び表面電極を通常のス
パッタリング法を用いて形成する。
パッタリング法を用いて形成する。
【００８５】これにより、本実施形態に係る半導体レー
ザーの形成が完了する。
ザーの形成が完了する。
【００８６】以下に、本実施形態に係る半導体レーザー
が、基本モードを発振するレーザーであり、従来の基本
モードレーザーに比べて高出力を達成することができ、
かつ、良好な出力光フィールドを提供することができる
原理を述べる。
が、基本モードを発振するレーザーであり、従来の基本
モードレーザーに比べて高出力を達成することができ、
かつ、良好な出力光フィールドを提供することができる
原理を述べる。
【００８７】本実施形態に係る半導体レーザーにおいて
は、主励起光領域を幅の広い多モード導波路により構成
している。このため、主励起光領域が基本モード導波路
により構成される通常の半導体レーザーと比較して、飽
和光出力レベルを改善することができる。
は、主励起光領域を幅の広い多モード導波路により構成
している。このため、主励起光領域が基本モード導波路
により構成される通常の半導体レーザーと比較して、飽
和光出力レベルを改善することができる。
【００８８】これに加えて、本実施形態に係る半導体レ
ーザーは、放射光除去手段としての光吸収体６２を備え
ている。この光吸収体６２は、活性層５３から構成され
ており、活性層５３に電流が注入されない場合には、活
性層５３は光吸収層として機能する。このため、非導波
光である放射光は光吸収体６２において除去される。
ーザーは、放射光除去手段としての光吸収体６２を備え
ている。この光吸収体６２は、活性層５３から構成され
ており、活性層５３に電流が注入されない場合には、活
性層５３は光吸収層として機能する。このため、非導波
光である放射光は光吸収体６２において除去される。
【００８９】すなわち、本実施形態によれば、活性層５
３と同一の層を吸収体６２として利用し、放射光を積極
的に除去する結果として、安定して良好な光出力フィー
ルドを得ることができる。
３と同一の層を吸収体６２として利用し、放射光を積極
的に除去する結果として、安定して良好な光出力フィー
ルドを得ることができる。
【００９０】なお、第一の実施形態の場合と同様に、本
実施形態は半導体レーザーについて述べたが、本半導体
レーザーの両端面に無反射コーティングその他の反射防
止措置を施すことによって、半導体光増幅器を実現する
ことができるため、本実施形態は、半導体レーザーと同
様に、半導体光増幅器にも適用可能である。
実施形態は半導体レーザーについて述べたが、本半導体
レーザーの両端面に無反射コーティングその他の反射防
止措置を施すことによって、半導体光増幅器を実現する
ことができるため、本実施形態は、半導体レーザーと同
様に、半導体光増幅器にも適用可能である。
【００９１】
【発明の効果】本発明に係る半導体レーザー及び半導体
光増幅器によれば、従来の基本モードレーザー又は光増
幅器に比べて高出力を達成することができ、かつ、放射
光除去手段により、放射光が十分に除去されるため、優
れた出力光フィールドを提供することができる。
光増幅器によれば、従来の基本モードレーザー又は光増
幅器に比べて高出力を達成することができ、かつ、放射
光除去手段により、放射光が十分に除去されるため、優
れた出力光フィールドを提供することができる。
【図１】本発明の第一の実施形態に係る半導体レーザー
の平面図である。
の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】第一の実施形態に係る半導体レーザーの製造方
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図５】第一の実施形態に係る半導体レーザーの製造方
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図６】第一の実施形態に係る半導体レーザーの製造方
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図７】第一の実施形態に係る半導体レーザーの製造方
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図８】第一の実施形態に係る半導体レーザーの製造方
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図９】多モード導波路の幅が設計値からずれた場合の
光出力フィールドの近視野像（ＮＦＰ）を示すグラフで
ある。
光出力フィールドの近視野像（ＮＦＰ）を示すグラフで
ある。
【図１０】図９に示した近視野像のグラフに対応する遠
視野像（ＦＦＰ）を示すグラフである。
視野像（ＦＦＰ）を示すグラフである。
【図１１】放射光を除去した場合の光出力フィールドの
近視野像（ＮＦＰ）を示すグラフである。
近視野像（ＮＦＰ）を示すグラフである。
【図１２】図１１に示した近視野像のグラフに対応する
遠視野像（ＦＦＰ）を示すグラフである。
遠視野像（ＦＦＰ）を示すグラフである。
【図１３】本発明の第二の実施形態に係る半導体レーザ
ーの平面図である。
ーの平面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１５】図１３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１６】第二の実施形態に係る半導体レーザーの製造
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図１７】第二の実施形態に係る半導体レーザーの製造
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図１８】第二の実施形態に係る半導体レーザーの製造
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
【図１９】第二の実施形態に係る半導体レーザーの製造
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
方法の一工程における半導体レーザーの断面図である。
１、４１ 基本モード導波路 ２、４２ 多モード導波路 ２１、５１ n-ＩｎＰ基板 ２２、５２ n-ＩｎＰバッファー層 ２３、５３ １．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ２４、５４ p-ＩｎＰ第一クラッド層 ２５、５５ p-ＩｎＰ電流ブロック層 ２６、５６ n-ＩｎＰ電流ブロック層 ２７、５７ p-ＩｎＰ第二クラッド層 ２８、５８ ｐ+-ＩｎＧａＡｓキャップ層 ３０、６０ メサ ３１、６１ メサ形成用マスク ３２ 凹部（放射光除去手段） ６２ 光吸収体（放射光除去手段）
Claims (17)
- 【請求項１】 基本モード導波路と、 多モード導波路と、 放射光を除去する放射光除去手段と、 からなり、 前記多モード導波路は前記基本モード導波路よりも大き
な幅を有しており、前記基本モード導波路は、能動光導
波路から発振される発振光に対して、基本モードを提供
し、 前記多モード導波路は、前記発振光に対して、多モード
を含むモードを提供するものである半導体レーザー。 - 【請求項２】 前記基本モード導波路は前記多モード導
波路の光出射端に接続されているものであることを特徴
とする請求項１に記載の半導体レーザー。 - 【請求項３】 前記放射光除去手段は前記基本モード導
波路の光出射端に設けられていることを特徴とする請求
項２に記載の半導体レーザー。 - 【請求項４】 前記放射光除去手段は、前記基本モード
導波路が形成されている領域における凹部として形成さ
れるものであることを特徴とする請求項３に記載の半導
体レーザー。 - 【請求項５】 前記多モード導波路は、１入力かつＮ出
力型である１×Ｎ（Ｎは正の整数）マルチモード干渉型
導波路であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか
一項に記載の半導体レーザー。 - 【請求項６】 前記多モード導波路は、１入力かつ１出
力型である１×１マルチモード干渉型導波路であること
を特徴とする請求項５に記載の半導体レーザー。 - 【請求項７】 前記放射光除去手段は、全反射面からな
るフィルターであることを特徴とする請求項１乃至６の
何れか一項に記載の半導体レーザー。 - 【請求項８】 前記放射光除去手段は、光吸収体からな
るフィルターであることを特徴とする請求項１乃至６の
何れか一項に記載の半導体レーザー。 - 【請求項９】 基板上に、バッファ層、活性層及び第一
クラッド層を順次積層する第一の過程と、 前記バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに前記
基板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、 前記メサの周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流
ブロック層を、前記第一の電流ブロック層のみが前記メ
サの側壁に接し、かつ、前記第二の電流ブロック層のみ
が表面に露出するように、順次積層する第三の過程と、 前記第一の電流ブロック層及び前記メサを覆って第二ク
ラッド層及びキャップ層を順次積層する第四の過程と、 前記メサの側壁から離れた位置において、前記第一の電
流ブロック層の途中まで達する凹部を形成する第五の過
程と、 裏面電極及び表面電極とを形成する第六の過程と、 を備える半導体レーザーの製造方法。 - 【請求項１０】 基本モード導波路と、 多モード導波路と、 放射光を除去する放射光除去手段と、 両端面に形成された反射防止層と、 からなり、 前記多モード導波路は前記基本モード導波路よりも大き
な幅を有しており、 前記基本モード導波路は、能動光導波路において増幅さ
れる増幅光に対して、基本モードを提供し、 前記多モード導波路は、前記増幅光に対して、多モード
を含むモードを提供するものである半導体光増幅器。 - 【請求項１１】 前記基本モード導波路は前記多モード
導波路の光出射端に接続されているものであることを特
徴とする請求項１０に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項１２】 前記放射光除去手段は前記基本モード
導波路の光出射端に設けられていることを特徴とする請
求項１１に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項１３】 前記放射光除去手段は、前記基本モー
ド導波路が形成されている領域における凹部として形成
されるものであることを特徴とする請求項１２に記載の
半導体光増幅器。 - 【請求項１４】前記多モード導波路は、１入力かつ１出
力型である１×１マルチモード干渉型導波路であること
を特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の
半導体光増幅器。 - 【請求項１５】 前記放射光除去手段は、全反射面から
なるフィルターであることを特徴とする請求項１０乃至
１４の何れか一項に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項１６】 前記放射光除去手段は、光吸収体から
なるフィルターであることを特徴とする請求項１０乃至
１４の何れか一項に記載の半導体光増幅器。 - 【請求項１７】 基板上に、バッファ層、活性層及び第
一クラッド層を順次積層する第一の過程と、 前記バッファ層、活性層及び第一クラッド層並びに前記
基板の一部を除去し、メサを形成する第二の過程と、 前記メサの周囲に第一の電流ブロック層及び第二の電流
ブロック層を、前記第一の電流ブロック層のみが前記メ
サの側壁に接し、かつ、前記第二の電流ブロック層のみ
が表面に露出するように、順次積層する第三の過程と、 前記第一の電流ブロック層及び前記メサを覆って第二ク
ラッド層及びキャップ層を順次積層する第四の過程と、 前記メサの側壁から離れた位置において、前記第一の電
流ブロック層の途中まで達する凹部を形成する第五の過
程と、 裏面電極及び表面電極とを形成する第六の過程と、 両端面に反射防止層を形成する第七の過程と、 を備える半導体光増幅器の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP13279999A JP3329765B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 半導体レーザー及び半導体光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13279999A JP3329765B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 半導体レーザー及び半導体光増幅器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323782A true JP2000323782A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3329765B2 JP3329765B2 (ja) | 2002-09-30 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13279999A Expired - Fee Related JP3329765B2 (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 半導体レーザー及び半導体光増幅器 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3329765B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003078209A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
| JP2003273462A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-09-26 | Nec Corp | 半導体レーザーモジュール、ファイバー型光増幅器、光中継器、および光伝送システム |
| JP2004023010A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Yokogawa Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2005142182A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nec Corp | 光半導体素子およびその製造方法 |
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| US8503072B2 (en) | 2003-03-14 | 2013-08-06 | Nec Corporation | Gain-clamped semiconductor optical amplifier |
-
1999
- 1999-05-13 JP JP13279999A patent/JP3329765B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3329765B2 (ja) | 2002-09-30 |
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