JP2001196698A - Variable wavelength semiconductor laser - Google Patents

Variable wavelength semiconductor laser

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JP2001196698A
JP2001196698A JP2000005418A JP2000005418A JP2001196698A JP 2001196698 A JP2001196698 A JP 2001196698A JP 2000005418 A JP2000005418 A JP 2000005418A JP 2000005418 A JP2000005418 A JP 2000005418A JP 2001196698 A JP2001196698 A JP 2001196698A
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JP
Japan
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waveguide
active layer
semiconductor laser
wavelength
tunable semiconductor
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Application number
JP2000005418A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunobu Gotoda
光伸 後藤田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem where the upper-limit of variable wavelength characteristics is limited since a conventional variable-wavelength semiconductor laser has a small total loss of a resonator and oscillates with a small threshold gain (first quantum level) and hence has a gain spectrum of only several tens to approximately 100 nm in terms of a wavelength region. SOLUTION: Total loss is increased by increasing only the waveguide loss, a high-order quantum level is stimulated to expand the gain spectrum width of an active layer to 200 nm, thus providing the wide-band variable-wavelength semiconductor laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、幹線系の電話交
換網などで利用される光ファイバ通信技術、特に異なる
波長の光を同時に信号伝送に利用する波長多重光通信技
術で必要とされる広帯域の波長可変半導体レーザに関す
るものであり、具体的には、回折格子周期の異なるサン
プルド・グレーティング反射鏡又は超周期構造回折格子
ブラッグ反射鏡を量子井戸活性層の前後に設けた導波路
を有し、複数の制御用電極を設け、レーザ発振を用いた
波長可変半導体レーザに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber communication technology used in a trunk line telephone switching network and the like, and more particularly to a wide band required in a wavelength division multiplexing optical communication technology for simultaneously using light of different wavelengths for signal transmission. The present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser, specifically, has a waveguide provided with a sampled grating reflector having a different grating period or a super-periodic structure grating Bragg reflector before and after the quantum well active layer. The present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser provided with a plurality of control electrodes and using laser oscillation.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長可変半導体レーザ一般にあてはまる
ことではあるが、以下においては一例として、回折格子
周期の異なる超周期構造回折格子ブラッグ反射鏡(SS
G-DBR:Super-Structure-Grating Distributed Bra
gg Reflector、以下「SSG-DBR」という。)レー
ザについて説明する。図8は、雑誌雑誌ジャーナル・オ
ブ・クアンタム・エレクトロニクス(H. Ishii et al.
IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 32, No.
3, 1996, pp433-441)に報告されている回折格子周期の
異なるSSG-DBRを量子井戸活性層の前後に設けた
SSG-DBRレーザの構成を示した断面模式図であ
る。
2. Description of the Related Art Although generally applicable to tunable semiconductor lasers, the following description will be made by way of an example of a super-periodic structure diffraction grating Bragg reflector (SS) having different diffraction grating periods.
G-DBR: Super-Structure-Grating Distributed Bra
gg Reflector, hereinafter referred to as “SSG-DBR”. ) The laser will be described. Figure 8 shows the journal Journal of Quantum Electronics (H. Ishii et al.
IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 32, No.
3, 1996, pp. 433-441) is a schematic sectional view showing the configuration of an SSG-DBR laser provided with SSG-DBRs having different diffraction grating periods before and after a quantum well active layer.

【0003】図において、1は前方の反射鏡である前方
超周期構造回折格子ミラー、2は後方の反射鏡である後
方超周期構造回折格子ミラーである。3は活性層(「量
子井戸活性層」、「活性領域」ともいう)であり、例え
ば1.2%の圧縮歪みを有する4つの量子井戸から構成
される。4は位相制御領域、6は前方ミラー制御電流、
7は活性層電流、8は位相制御電流、9は後方ミラー制
御電流、56は前方ミラー制御電流6が流れる電極、5
7は活性層電流7が流れる電極、58は位相制御電流8
が流れる電極、59は後方ミラー制御電流9が流れる電
極、10はn-InP基板、11はp-InPクラッド層、12は
p-InGaAsPキャップ層、18は出力光である。
In the figure, reference numeral 1 denotes a front super-periodic structure diffraction grating mirror as a front reflector, and 2 denotes a rear super-periodic structure diffraction mirror as a rear reflector. Reference numeral 3 denotes an active layer (also referred to as “quantum well active layer” or “active region”), which is composed of, for example, four quantum wells having a compressive strain of 1.2%. 4 is a phase control area, 6 is a front mirror control current,
7 is an active layer current, 8 is a phase control current, 9 is a rear mirror control current, 56 is an electrode through which a front mirror control current 6 flows, and 5
7 is an electrode through which the active layer current 7 flows, 58 is a phase control current 8
, 59 is an electrode through which the rear mirror control current 9 flows, 10 is an n-InP substrate, 11 is a p-InP cladding layer, 12 is
The p-InGaAsP cap layer 18 is output light.

【0004】13はInGaAsP導波層(「導波路」ともい
う)であり、前方超周期構造回折格子ミラー1、活性層
3、位相制御領域4及び後方超周期構造回折格子ミラー
2から構成されている。なお、説明の便宜上、ここでは
活性層3をInGaAsPと限定したように説明しているが、
活性層3はInGaAsPに限定されるわけではなく、例え
ば、AlGaAsもある。14は前方超周期構造回折格子ミラ
ー1の1周期分に相当する長さ(前方ミラー回折格子周
期と称す)、15は後方超周期構造回折格子ミラー2の
1周期分に相当する長さ(後方ミラー回折格子周期と称
す)であり、前方ミラー回折格子周期14と後方ミラー
回折格子周期15とは、同一ではなく異なっている。
[0004] Reference numeral 13 denotes an InGaAsP waveguide layer (also referred to as a "waveguide"), which comprises a front super-periodic structure diffraction grating mirror 1, an active layer 3, a phase control region 4, and a rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2. I have. Although the active layer 3 is limited to InGaAsP here for convenience of description,
The active layer 3 is not limited to InGaAsP, but may be, for example, AlGaAs. Reference numeral 14 denotes a length corresponding to one period of the front super-periodic structure diffraction grating mirror 1 (referred to as front mirror diffraction grating period), and reference numeral 15 denotes a length corresponding to one period of the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 (backward). The front mirror grating period 14 and the rear mirror grating period 15 are not the same but different.

【0005】また、前方超周期構造回折格子ミラー1及
び後方超周期構造回折格子ミラー2では、回折格子のピ
ッチ及び位相を疑似連続的に変えながら整数回、前方ミ
ラー回折格子周期14及び後方ミラー回折格子周期15
が繰り返されている(繰り返しについては図示せ
ず。)。なお、図8ではSSG-DBRレーザの断面の
みを示したが、実際のSSG-DBRレーザはストライ
プ幅3.5ミクロンのリッジ形状に加工されている。
[0005] Further, in the front super-periodic structure diffraction grating mirror 1 and the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2, while changing the pitch and phase of the diffraction grating quasi-continuously, the front mirror diffraction grating period 14 and the rear mirror diffraction Lattice period 15
Is repeated (the repetition is not shown). FIG. 8 shows only the cross section of the SSG-DBR laser, but the actual SSG-DBR laser is processed into a ridge shape with a stripe width of 3.5 μm.

【0006】また、SSG-DBRと同様の反射特性を
有する波長可変半導体レーザ反射鏡として、例えば、雑
誌ジャーナル・オブ・クアンタム・エレクトロニクス
(V. Jayaraman et al. IEEE Journal of Quantum Elec
tronics, vol. 29, No. 6, 1993, pp1824-1834)に報
告されているサンプルド・グレーティングDBR(DB
R:Distributed Bragg Reflector、以下「DBR」と
いう。)がある。
[0006] As a wavelength tunable semiconductor laser reflecting mirror having the same reflection characteristics as the SSG-DBR, for example, V. Jayaraman et al. IEEE Journal of Quantum Elec.
tronics, vol. 29, No. 6, 1993, pp1824-1834).
R: Distributed Bragg Reflector, hereinafter referred to as “DBR”. ).

【0007】次に、図8に示すSSG−DBRレーザの
動作について説明する。活性層電流7を電極57から注
入することで活性層3より発生した自然放出光が、前方
超周期構造回折格子ミラー1及び後方超周期構造回折格
子ミラー2で、多重反射されて誘導放出光が増幅されレ
ーザ発振が起こる。波長可変半導体レーザの発振閾値利
得は、共振器の全損失と等しくなるので、導波路損失と
ミラー損失の和になる。
Next, the operation of the SSG-DBR laser shown in FIG. 8 will be described. The spontaneous emission light generated from the active layer 3 by injecting the active layer current 7 from the electrode 57 is multiple-reflected by the front super-periodic structure diffraction grating mirror 1 and the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 to generate stimulated emission light. It is amplified and laser oscillation occurs. Since the oscillation threshold gain of the wavelength tunable semiconductor laser is equal to the total loss of the resonator, it is the sum of the waveguide loss and the mirror loss.

【0008】ここで、共振器とは誘導放出光が増幅され
レーザ発振がおこる現象に注目した用語であり、波長可
変半導体レーザ全体を指している。全損失と等しくなる
利得を発生させる量の活性層電流7を活性層3に注入す
ることによりレーザ発振が起こる。
Here, the term "resonator" is a term focused on a phenomenon in which stimulated emission light is amplified and laser oscillation occurs, and refers to the entire wavelength tunable semiconductor laser. Laser oscillation occurs by injecting an active layer current 7 into the active layer 3 in such an amount as to generate a gain equal to the total loss.

【0009】一旦、レーザ発振が始まると、活性層3の
温度変化等による発振閾値利得の変動が起こらない限
り、活性層3中のキャリア密度はほぼ一定の値に固定さ
れる。後方超周期構造回折格子ミラー2の反射率を前方
超周期構造回折格子ミラー1の反射率よりも高めておく
ことによって、出力光18は主として前方超周期構造回
折格子ミラー1側から出射される。
Once the laser oscillation starts, the carrier density in the active layer 3 is fixed at a substantially constant value unless the oscillation threshold gain fluctuates due to a temperature change of the active layer 3 or the like. The output light 18 is mainly emitted from the front super-periodic structure diffraction grating 1 side by setting the reflectivity of the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 higher than that of the front super-periodic structure diffraction grating 1.

【0010】波長可変半導体レーザは、共振器の全損失
が小さく、低い閾値利得で発振し、一旦、第一量子準位
に対応するサブバンドで発振すると、活性層3中のキャ
リア密度が低い値に固定される。このように第一量子準
位で発振した場合には、活性層3の高次(例えば、第二
量子準位)の量子準位が励起されることはない。第一量
子準位で発振した場合は、活性層3を波長領域で見れ
ば、数10から約100nm程度までの利得スペクトル
を有するので、この範囲から擬似連続的に発振波長を選
ぶことで、波長可変特性が決定される。
The wavelength tunable semiconductor laser oscillates with a small total gain of the resonator and a low threshold gain, and once oscillates in the sub-band corresponding to the first quantum level, the carrier density in the active layer 3 becomes low. Fixed to When oscillation occurs at the first quantum level in this manner, a higher-order (eg, second quantum level) quantum level of the active layer 3 is not excited. When the active layer 3 oscillates at the first quantum level, the active layer 3 has a gain spectrum from several tens to about 100 nm when viewed in the wavelength region. Variable characteristics are determined.

【0011】ところで、共振器の全損失はミラー損失と
導波路損失の和となるが、ミラー反射率を下げたり、活
性層長を短くしたりすることによってミラー損失を高め
て、共振器の全損失を大きくすることは好ましくない。
なぜならば、ミラー反射率を下げることによってミラー
損失を高めて全損失を高めると、反射スペクトルのピー
ク幅が広がり結果的にレーザ発振時の発振線幅の増大や
サイドモード抑圧比の劣化につながるからである。
Incidentally, the total loss of the resonator is the sum of the mirror loss and the waveguide loss, but the mirror loss is increased by lowering the mirror reflectivity or shortening the length of the active layer, thereby increasing the total loss of the resonator. It is not preferable to increase the loss.
This is because, if the mirror loss is increased by lowering the mirror reflectance to increase the total loss, the peak width of the reflection spectrum is widened, which results in an increase in the oscillation line width during laser oscillation and a deterioration in the side mode suppression ratio. It is.

【0012】また、活性層3の長さを短くすることによ
ってミラー損失を高めて全損失を高めると、導波路損失
は低下し、さらに、大きなレーザ出力が取りにくくもな
るからである。したがって、全損失を高めるには、ミラ
ー損失を大きく変えることなく、導波路損失のみを高め
ることが有利である。
Further, if the total loss is increased by increasing the mirror loss by shortening the length of the active layer 3, the waveguide loss is reduced, and it becomes difficult to obtain a large laser output. Therefore, to increase the total loss, it is advantageous to increase only the waveguide loss without significantly changing the mirror loss.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の波長可変半導体
レーザは共振器の全損失が小さく、低い閾値利得(第一
量子準位)で発振するので、活性層3を波長領域で見れ
ば、数10から約100nm程度までの利得スペクトル
にしかならないため、約100nmから約200nm程
度までの波長領域を得ることができず、波長可変特性の
上限値が制限されるという問題点があった。
The conventional tunable semiconductor laser has a small total loss of the resonator and oscillates with a low threshold gain (first quantum level). Since the gain spectrum is only about 10 to about 100 nm, a wavelength range from about 100 nm to about 200 nm cannot be obtained, and there is a problem that the upper limit of the wavelength tunable characteristic is limited.

【0014】この発明は、上記のような従来例の持つ問
題点を解決するためになされたものであり、高次の量子
準位を励起させて、活性層の利得スペクトル幅自体を広
げることで広帯域の波長可変半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional example, and it is intended to excite a higher-order quantum level and expand the gain spectrum width of the active layer itself. An object of the present invention is to provide a wavelength tunable semiconductor laser having a wide band.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明に係る波長可変
半導体レーザは、回折格子周期の異なるサンプルド・グ
レーティング反射鏡又は回折格子周期の異なる超周期構
造回折格子ブラッグ反射鏡を量子井戸活性層の前後に設
けた導波路、導波路内で発振するレーザ光の波長を制御
するための複数の制御電極とを備えた波長可変半導体レ
ーザにおいて、量子井戸活性層の導波路損失を選択的に
高めることにより高次量子準位からの利得の寄与を行え
るように構成したものである。
The wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises a sampled grating reflector having a different diffraction grating period or a super-periodic structure grating Bragg reflector having a different diffraction grating period, having a quantum well active layer. In a wavelength tunable semiconductor laser including a waveguide provided before and after, and a plurality of control electrodes for controlling the wavelength of laser light oscillated in the waveguide, selectively increasing the waveguide loss of the quantum well active layer. Thus, it is possible to make a contribution of a gain from a higher-order quantum level.

【0016】この発明に係る波長可変半導体レーザは、
量子井戸活性層の両側面に隣接した領域に少なくとも量
子井戸活性層と基板との界面の下方に到達する不純物拡
散層を形成したものである。
A wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises:
An impurity diffusion layer reaching at least below the interface between the quantum well active layer and the substrate is formed in a region adjacent to both side surfaces of the quantum well active layer.

【0017】この発明に係る波長可変半導体レーザは、
回折格子周期の異なるサンプルド・グレーティング反射
鏡又は回折格子周期の異なる超周期構造回折格子ブラッ
グ反射鏡を量子井戸活性層の前後に設けた第一の導波路
を有し、第一の導波路内で発振するレーザ光の波長を制
御するための複数の制御電極とを備えた波長可変半導体
レーザにおいて、量子井戸活性層と光学的に結合された
ものであって、導波路損失の高い第二の導波路を備える
ことで、高次量子準位からの利得の寄与を行えるように
構成したものである。
The wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises:
A first waveguide in which a sampled grating reflector having a different grating period or a super-periodic structure Bragg reflector having a different grating period is provided before and after the quantum well active layer; A wavelength tunable semiconductor laser comprising a plurality of control electrodes for controlling the wavelength of laser light oscillating at a wavelength, wherein the second semiconductor laser is optically coupled to the quantum well active layer and has a high waveguide loss. By providing a waveguide, it is configured to be able to contribute a gain from a higher-order quantum level.

【0018】この発明に係る波長可変半導体レーザは、
第二の導波路は、第一の導波路と結合された側と反対側
に位置する端面に非導波路領域を設けたものである。
A wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises:
The second waveguide has a non-waveguide region provided on an end face located on the side opposite to the side coupled to the first waveguide.

【0019】この発明に係る波長可変半導体レーザは、
第一の導波路と結合された側と反対側に位置する第二の
導波路の端面を傾けたものである。
The wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises:
The end face of the second waveguide located on the side opposite to the side coupled to the first waveguide is inclined.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1から図3は、
この発明の実施の形態1における波長可変半導体レーザ
を説明するための図であり、より具体的には反射鏡とし
てSSG-DBRを用い、InGaAsP系材料による構成例を
示した波長可変半導体レーザの断面模式図である。ここ
で、図1は波長可変半導体レーザの断面図、図2は図1
の波長可変半導体レーザのA-A断面図、図3は図2の
波長可変半導体レーザのB−B断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1. FIGS.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, and more specifically, a cross section of a wavelength tunable semiconductor laser showing a configuration example using an InGaAsP-based material using an SSG-DBR as a reflector It is a schematic diagram. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of a wavelength tunable semiconductor laser, and FIG.
2 is a sectional view taken along line AA of the wavelength tunable semiconductor laser, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of the wavelength tunable semiconductor laser shown in FIG.

【0021】図1において、1は前方の反射鏡である前
方超周期構造回折格子ミラー、2は後方の反射鏡である
後方超周期構造回折格子ミラーである。3は活性層
(「量子井戸活性層」、「活性領域」ともいう)であ
り、例えば1.2%の圧縮歪みを有する4つの量子井戸
から構成される。4は位相制御領域、6は前方ミラー制
御電流、7は活性層電流、8は位相制御電流、9は後方
ミラー制御電流、56は前方ミラー制御電流6が流れる
電極、57は活性層電流7が流れる電極、58は位相制
御電流8が流れる電極、59は後方ミラー制御電流9が
流れる電極、10はn-InP基板、11はp-InPクラッド
層、12はp-InGaAsPキャップ層、16は不純物拡散領
域、17は不純物拡散深さ、18は出力光である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a front super-periodic structure diffraction grating mirror as a front reflector, and 2 denotes a rear super-periodic structure diffraction mirror as a rear reflector. Reference numeral 3 denotes an active layer (also referred to as “quantum well active layer” or “active region”), which is composed of, for example, four quantum wells having a compressive strain of 1.2%. Reference numeral 4 denotes a phase control area, 6 denotes a front mirror control current, 7 denotes an active layer current, 8 denotes a phase control current, 9 denotes a rear mirror control current, 56 denotes an electrode through which the front mirror control current 6 flows, and 57 denotes an active layer current 7. A flowing electrode, 58 is an electrode through which the phase control current 8 flows, 59 is an electrode through which the rear mirror control current 9 flows, 10 is an n-InP substrate, 11 is a p-InP cladding layer, 12 is a p-InGaAsP cap layer, and 16 is an impurity. A diffusion region, 17 is an impurity diffusion depth, and 18 is output light.

【0022】13はInGaAsP導波層(「導波路」ともい
う)であり、前方超周期構造回折格子ミラー1、活性層
3、位相制御領域4及び後方超周期構造回折格子ミラー
2から構成されている。なお、説明の便宜上、ここでは
活性層3をInGaAsPと限定したように説明しているが、
活性層3はInGaAsPに限定されるわけではなく、例え
ば、AlGaAsもある。14は前方超周期構造回折格子ミラ
ー1の1周期分に相当する長さ(前方ミラー回折格子周
期と称す)、15は後方超周期構造回折格子ミラー2の
1周期分に相当する長さ(後方ミラー回折格子周期と称
す)であり、前方ミラー回折格子周期14と後方ミラー
回折格子周期15とは、同一ではなく異なっている。
Reference numeral 13 denotes an InGaAsP waveguide layer (also referred to as a "waveguide"), which comprises a front super-periodic structure diffraction grating mirror 1, an active layer 3, a phase control region 4, and a rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2. I have. Although the active layer 3 is limited to InGaAsP here for convenience of description,
The active layer 3 is not limited to InGaAsP, but may be, for example, AlGaAs. Reference numeral 14 denotes a length corresponding to one period of the front super-periodic structure diffraction grating mirror 1 (referred to as front mirror diffraction grating period), and reference numeral 15 denotes a length corresponding to one period of the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 (backward). The front mirror grating period 14 and the rear mirror grating period 15 are not the same but different.

【0023】また、前方超周期構造回折格子ミラー1及
び後方超周期構造回折格子ミラー2では、回折格子のピ
ッチ及び位相を疑似連続的に変えながら整数回、前方ミ
ラー回折格子周期14及び後方ミラー回折格子周期15
が繰り返されている(繰り返しについては図示せ
ず。)。図2において、22は電流閉じこめ層である。
Further, in the front super-period structure diffraction grating mirror 1 and the rear super-period structure diffraction grating mirror 2, the front mirror diffraction grating period 14 and the rear mirror diffraction are integer-numbered times while changing the pitch and phase of the diffraction grating quasi-continuously. Lattice period 15
Is repeated (the repetition is not shown). In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a current confinement layer.

【0024】ここで、活性層3の両側面に隣接した領域
に、少なくとも活性層3とn-InP基板10との界面の下
方に到達する不純物拡散深さ17まで不純物拡散を行っ
た領域(不純物拡散領域16)を設けている。また、不
純物拡散領域16は活性層3の両側面に隣接した領域に
あるので、活性層3にも不純物拡散領域16が形成され
ることになる。
Here, in a region adjacent to both side surfaces of the active layer 3, a region in which impurity diffusion is performed to an impurity diffusion depth 17 reaching at least below the interface between the active layer 3 and the n-InP substrate 10 (impurity diffusion) A diffusion region 16) is provided. Further, since the impurity diffusion region 16 is located in a region adjacent to both side surfaces of the active layer 3, the impurity diffusion region 16 is also formed in the active layer 3.

【0025】図3において、30は活性層3に不純物拡
散領域16が形成されるときの不純物拡散領域16の長
さである。図2及び図3において、図1と同一の符号を
付したものは、同一またはこれに相当するものである。
なお、波長可変半導体レーザは、例えば、ストライプ幅
3.5ミクロンのリッジ形状に加工されている。
In FIG. 3, reference numeral 30 denotes the length of the impurity diffusion region 16 when the impurity diffusion region 16 is formed in the active layer 3. 2 and 3, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or equivalent components.
The tunable semiconductor laser is processed into, for example, a ridge shape having a stripe width of 3.5 microns.

【0026】図4は、雑誌エレクトロニクス・レターズ
(H. Tabuchi et al. Electronics Letters, vol. 26, N
o. 11, 1990, pp742-723)において報告されたInGaAs/In
GaAsP多重量子井戸活性層に電流注入を行った際の端面
からの発光スペクトルの概略図である。図4において、
39は注入キャリア密度が小さい時の量子井戸の発光ス
ペクトル、40は注入キャリア密度が中間の時の量子井
戸の発光スペクトル、41は注入キャリア密度が大きい
時の量子井戸の発光スペクトルである。
FIG. 4 shows the magazine Electronics Letters.
(H. Tabuchi et al. Electronics Letters, vol. 26, N
o. 11, 1990, pp742-723)
FIG. 4 is a schematic diagram of an emission spectrum from an end face when current is injected into a GaAsP multiple quantum well active layer. In FIG.
Reference numeral 39 denotes an emission spectrum of the quantum well when the injected carrier density is low, 40 denotes an emission spectrum of the quantum well when the injected carrier density is intermediate, and 41 denotes an emission spectrum of the quantum well when the injected carrier density is high.

【0027】次に、以上のように構成されたSSG−D
BRレーザの動作について説明する。活性層電流7を電
極57から注入することで活性層3より発生した自然放
出光が、前方超周期構造回折格子ミラー1及び後方超周
期構造回折格子ミラー2で、多重反射されて誘導放出光
が増幅されレーザ発振が起こる。
Next, the SSG-D constructed as described above
The operation of the BR laser will be described. The spontaneous emission light generated from the active layer 3 by injecting the active layer current 7 from the electrode 57 is multiple-reflected by the front super-periodic structure diffraction grating mirror 1 and the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 to generate stimulated emission light. It is amplified and laser oscillation occurs.

【0028】一旦、レーザ発振が始まると、活性層3の
温度変化等による発振閾値利得の変動が起こらない限
り、活性層3中のキャリア密度はほぼ一定の値に固定さ
れる。後方超周期構造回折格子ミラー2の反射率を前方
超周期構造回折格子ミラー1の反射率よりも高めておく
ことによって、出力光18は主として前方超周期構造回
折格子ミラー1側から出射される。
Once the laser oscillation starts, the carrier density in the active layer 3 is fixed to a substantially constant value as long as the oscillation threshold gain does not fluctuate due to a change in the temperature of the active layer 3 or the like. The output light 18 is mainly emitted from the front super-periodic structure diffraction grating 1 side by setting the reflectivity of the rear super-periodic structure diffraction grating mirror 2 higher than that of the front super-periodic structure diffraction grating 1.

【0029】活性層3の両側面に隣接した領域に、少な
くとも活性層3とn-InP基板10との界面の下方に到達
する不純物拡散深さ17まで不純物拡散を行った領域
(不純物拡散領域16)を設けている。この活性層3の
内側に広がる不純物拡散領域16の長さ30を制御する
ことによって、導波路損失の度合いを調整して、導波路
損失を高めることができる。
In a region adjacent to both side surfaces of the active layer 3, a region where the impurity diffusion is performed to an impurity diffusion depth 17 which reaches at least below the interface between the active layer 3 and the n-InP substrate 10 (the impurity diffusion region 16). ). By controlling the length 30 of the impurity diffusion region 16 extending inside the active layer 3, the degree of the waveguide loss can be adjusted and the waveguide loss can be increased.

【0030】導波路損失を高めることで、共振器の全損
失を高めて発振閾値利得を上昇させることによって、第
一量子準位に対応するサブバンドからの利得だけでは発
振閾値利得に達することができず、活性層の高次(例え
ば、第二量子準位)の量子準位を励起することが可能と
なる。不純物拡散領域16の長さ30を制御して導波路
損失を高めることで共振器の全損失を高め、活性層3内
のキャリア密度を高くすることにより、高次の量子準位
を励起することができるので、活性層3の利得スペクト
ル幅を広げることができる。
By increasing the waveguide loss and increasing the total loss of the resonator and raising the oscillation threshold gain, the oscillation threshold gain can be reached only from the gain from the subband corresponding to the first quantum level. It is not possible to excite a higher-order (for example, second quantum level) quantum level of the active layer. Exciting a higher quantum level by controlling the length 30 of the impurity diffusion region 16 and increasing the waveguide loss to increase the total loss of the resonator and increasing the carrier density in the active layer 3 Therefore, the gain spectrum width of the active layer 3 can be widened.

【0031】ところで、図4に示した発光スペクトルの
測定では、ファブリ・ペローレーザ形状に加工された試
料の片端面に無反射コーティングが施されているため、
レーザ発振は起こらず出力スペクトルは概ね利得スペク
トルに対応している。ここで、活性層3に注入された注
入キャリア密度が小さい時の量子井戸の発光スペクトル
39は、注入電流が小さい(20mA)ときのものであ
る。このとき、波長1.57μm付近に発光ピーク(極
大値)を有するスペクトル形状である。
By the way, in the measurement of the emission spectrum shown in FIG. 4, a non-reflective coating is applied to one end surface of a sample processed into a Fabry-Perot laser shape.
No laser oscillation occurs and the output spectrum roughly corresponds to the gain spectrum. Here, the emission spectrum 39 of the quantum well when the density of injected carriers injected into the active layer 3 is small is that when the injection current is small (20 mA). At this time, the spectrum shape has a light emission peak (maximum value) around a wavelength of 1.57 μm.

【0032】また、注入キャリア密度が中間の時の量子
井戸の発光スペクトル40は、注入電流が中間(>50
mA)が中間のときのものである。このとき、第一量子
準位に相当する1.57μm付近に発光ピークがある
他、第二量子準位に相当する1.42〜1.44μm付近
にも発光ピークが見られる。
The emission spectrum 40 of the quantum well when the injected carrier density is intermediate indicates that the injected current is intermediate (> 50).
mA) is an intermediate value. At this time, in addition to the emission peak near 1.57 μm corresponding to the first quantum level, an emission peak is also observed near 1.42 to 1.44 μm corresponding to the second quantum level.

【0033】また、注入キャリア密度が大きい時の量子
井戸の発光スペクトル41は、注入電流をがさらに大き
なものである。このとき、第一量子準位に対応する状態
密度が満たされて利得が飽和する傾向を見せ、第二量子
準位に対応する発光ピーク強度が増大している。このよ
うに定性的には、バイアス電流(活性層電流7)を増や
すと第二量子準位が励起され始めて、利得プロファイル
が短波長側に伸びて、最終的な利得幅は200nm以上
に及んでいることがわかる。
Further, the emission spectrum 41 of the quantum well when the injection carrier density is large has a larger injection current. At this time, the state density corresponding to the first quantum level is satisfied and the gain tends to be saturated, and the emission peak intensity corresponding to the second quantum level increases. Thus, qualitatively, when the bias current (active layer current 7) is increased, the second quantum level starts to be excited, the gain profile extends to the short wavelength side, and the final gain width reaches 200 nm or more. You can see that there is.

【0034】活性層3は、少なくとも高次量子準位(例
えば、第二量子準位)からの利得の寄与を行えるまで
は、導波路損失を高めるものであるように構成されてい
る。これによって、利得スペクトル幅を波長領域で見れ
ば、例えば、数10から約200nm程度までの広い波
長領域を得ることができるようになり、この範囲から擬
似連続的に発振波長を選ぶので、波長可変特性の上限値
を向上させることができる。
The active layer 3 is configured to increase the waveguide loss at least until a gain from a higher quantum level (for example, a second quantum level) can be contributed. Thus, if the gain spectrum width is viewed in the wavelength region, for example, a wide wavelength region from several tens to about 200 nm can be obtained. The upper limit of the characteristics can be improved.

【0035】なお、不純物拡散領域16の長さ30を制
御して共振器の全損失を幾分高めたとしても、高次の量
子準位が励起しなければ、従来例と変わらず発明の意味
をなさないことは当然のことであり、本発明では、高次
の量子準位を励起させることが不可欠である。
Even if the total loss of the resonator is somewhat increased by controlling the length 30 of the impurity diffusion region 16, as long as the higher quantum level is not excited, the present invention is the same as the conventional example. It is a matter of course that excitation of a higher-order quantum level is indispensable in the present invention.

【0036】ところで、長波長帯となるInGaAsP系材料
を例にして説明したが、本発明はこれに限定するもので
はなく、例えば短波長帯の場合にはAlGaAs系材料で構成
すれば、同様の効果が得ることができる。InGaAsP系材
料による長波長帯の波長としては、例えば、1.3μ
m、1.55μmがあり、AlGaAs系材料による短波長帯
の波長としては、例えば、0.8μm、0.9μmがあ
る。
By the way, the InGaAsP-based material which has a long wavelength band has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The effect can be obtained. The wavelength in the long wavelength band of the InGaAsP material is, for example, 1.3 μm.
m and 1.55 μm. Examples of the wavelength in the short wavelength band of the AlGaAs-based material include 0.8 μm and 0.9 μm.

【0037】また、SSG-DBRを反射鏡として用い
る場合を例にして説明したが、本発明は、反射鏡として
サンプルド・グレーティングDBRを用いた波長可変半
導体レーザにおいても適用することができるのは言うま
でもない。以上のSSG−DBRレーザの動作、InGaAs
P系材料に限定せず、AlGaAs系材料による構成でも同様
の効果が得られること、及び反射鏡のみならず波長可変
半導体レーザにも適用できることは、実施の形態1に限
ったことではなく、詳細な説明は省略するが、以下に示
す実施の形態においても同様である。
Although the case where the SSG-DBR is used as a reflector has been described as an example, the present invention can be applied to a wavelength tunable semiconductor laser using a sampled grating DBR as a reflector. Needless to say. Operation of the above SSG-DBR laser, InGaAs
It is not limited to the first embodiment that the same effect can be obtained by using an AlGaAs-based material without being limited to the P-based material. Although a detailed description is omitted, the same applies to the following embodiments.

【0038】実施の形態2.図5は、この発明を実施す
るための実施の形態2による波長可変半導体レーザを説
明するための図であり、より具体的には活性層の上面を
含む平面で波長可変半導体レーザを切断した断面図であ
る。図において、図1乃至図3と同一の符号を付したも
のは、同一またはこれに相当するものである。
Second Embodiment FIG. 5 is a view for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 5 is a plan view including a top surface of an active layer. It is sectional drawing which cut | disconnected the wavelength variable semiconductor laser. In the figures, the components denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same or equivalent.

【0039】図において、19は活性層3に隣接し、活
性層3と光学的に結合されている第二の導波路に対応す
る損失付加導波路であり、活性層3の高次量子準位(例
えば、第二量子準位)からの利得の寄与を行えるまで導
波路損失を高めるものである。図5では、損失付加導波
路19は、いわゆるY分岐構造を一例としてあげてい
る。活性層3で発生するレーザ光の一部は損失付加導波
路19に導かれ、損失付加導波路19に導かれたレーザ
光の殆どは再び活性層3に戻らないため、活性層3の導
波路損失が高くなる。
In the figure, reference numeral 19 denotes a loss-added waveguide that is adjacent to the active layer 3 and corresponds to a second waveguide optically coupled to the active layer 3. (For example, the second quantum level) to increase the waveguide loss until the gain can be contributed. In FIG. 5, the loss adding waveguide 19 has a so-called Y-branch structure as an example. A part of the laser light generated in the active layer 3 is guided to the loss-added waveguide 19 and most of the laser light guided to the loss-added waveguide 19 does not return to the active layer 3 again. Higher losses.

【0040】このように構成された波長可変半導体レー
ザは、損失付加導波路19の働きによってミラー損失を
変えることなく導波路損失のみを選択的に高めることが
できるので、高次の量子準位(例えば、第二量子準位)
を励起するのに十分な量のキャリア注入を行うことがで
きる。当然のことながら、損失付加導波路19は、少な
くとも活性層の高次量子準位(例えば、第二量子準位)
からの利得の寄与を行えるまでは、導波路損失を高める
ものであるように構成されている。
In the wavelength tunable semiconductor laser configured as described above, only the waveguide loss can be selectively increased without changing the mirror loss by the function of the loss adding waveguide 19, so that the higher quantum level ( For example, the second quantum level)
Can be injected in a sufficient amount to excite. As a matter of course, the loss-added waveguide 19 has at least a higher quantum level (for example, a second quantum level) of the active layer.
The configuration is such that the waveguide loss is increased until the gain can be made to contribute.

【0041】更に電極57から注入する活性層電流7を
調節することにより、高次の量子準位を励起できるの
で、発振閾値利得を高くでき、活性層3の発振利得幅を
広げて、広帯域の波長可変動作を実現できる。なお、損
失付加導波路19に導かれた導波光は、通常、レーザ発
振に寄与するものではない。
Further, by adjusting the active layer current 7 injected from the electrode 57, a higher-order quantum level can be excited, so that the oscillation threshold gain can be increased, the oscillation gain width of the active layer 3 can be widened, and the Variable wavelength operation can be realized. The guided light guided to the loss adding waveguide 19 does not usually contribute to laser oscillation.

【0042】また、図5では損失付加導波路19が活性
層3の横に隣接する場合について示したが、活性層3の
側方、上方又は下方に近接して損失付加導波路19を設
けて、損失付加導波路19と導波層13とを近接させる
方向性結合器型の構成により活性層3と光学的な結合を
行わせるように構成しても、同様の効果を得ることがで
きる。
FIG. 5 shows the case where the loss-added waveguide 19 is adjacent to the side of the active layer 3. However, the loss-added waveguide 19 is provided adjacent to the side, above or below the active layer 3. The same effect can be obtained even if the optical waveguide is optically coupled to the active layer 3 by a directional coupler type configuration in which the loss-adding waveguide 19 and the waveguide layer 13 are brought close to each other.

【0043】実施の形態3.図6は、この発明を実施す
るための実施の形態3による波長可変半導体レーザを説
明するための図であり、より具体的には活性層の上面を
含む平面で素子を切断して、素子を上から見た状態に相
当する素子上面図である。図において、図1乃至図5と
同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当する
ものである。
Third Embodiment FIG. 6 is a view for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention, and more specifically, a plan view including the upper surface of an active layer. FIG. 4 is an element top view corresponding to a state where the element is cut and the element is viewed from above. In the figures, the components denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 are the same or equivalent.

【0044】図において、20は損失付加導波路19に
おいて活性層3に隣接する側と反対側の端面に位置する
非導波路領域である。非導波路領域20は、損失付加導
波路19と同じ半導体層で構成し、その幅を面内の光閉
じこめが行なわれない程度に広げられたものであり、導
波路に導かれた導波光がレーザ発振に寄与しないように
なっている。
In the figure, reference numeral 20 denotes a non-waveguide region located on the end face of the loss-added waveguide 19 opposite to the side adjacent to the active layer 3. The non-waveguide region 20 is made of the same semiconductor layer as the loss-added waveguide 19, and its width is widened to such an extent that in-plane light confinement is not performed. It does not contribute to laser oscillation.

【0045】損失付加導波路19の活性層3に隣接する
側と反対側の端面において、損失付加導波路19を進行
してきた導波光の一部が反射して、レーザの発振モード
に悪影響を及ぼす可能性がある。損失付加導波路19の
活性層3に隣接する側と反対側の端面に、面内の光閉じ
こめが行なわれない程度に広げられた非導波路領域20
を設けることで、損失付加導波路19を進行してきた導
波光の反射を防止することができるので、反射戻り光の
影響をなくして、導波路に導かれた導波光がレーザ発振
に全く寄与しないようにすることができる。
At the end face of the loss-added waveguide 19 opposite to the side adjacent to the active layer 3, a part of the guided light traveling through the loss-added waveguide 19 is reflected, which adversely affects the oscillation mode of the laser. there is a possibility. A non-waveguide region 20 that is widened to the extent that in-plane light confinement does not occur is formed on the end face of the loss-added waveguide 19 opposite to the side adjacent to the active layer 3.
Is provided, it is possible to prevent reflection of the guided light traveling through the loss-added waveguide 19, so that the influence of the reflected return light is eliminated, and the guided light guided to the waveguide does not contribute to laser oscillation at all. You can do so.

【0046】また、図6では非導波路領域20が活性層
3の横に隣接する場合について示したが、非導波路領域
20に無反射コーティング部(図示せず)を設けるよう
に構成しても、同様の効果を得ることができる。無反射
コーティング部としては誘電体薄膜があり、より具体的
には、例えば、Si3N4、SiO2、またはAl2O3がある。
FIG. 6 shows a case where the non-waveguide region 20 is adjacent to the side of the active layer 3. However, the non-waveguide region 20 is provided with a non-reflective coating (not shown). Can obtain the same effect. The anti-reflection coating portion includes a dielectric thin film, more specifically, for example, Si 3 N 4 , SiO 2 , or Al 2 O 3 .

【0047】非導波路領域20または無反射コーティン
グ部によって、反射戻り光の影響をなくして、高次の量
子準位(例えば、第二量子準位)を励起させ、活性層3
の発振利得幅を広げることで、広帯域の波長可変動作を
実現できる。
The non-waveguide region 20 or the non-reflection coating eliminates the influence of the reflected return light and excites a higher-order quantum level (for example, the second quantum level).
By widening the oscillation gain width of the above, a wavelength tunable operation in a wide band can be realized.

【0048】実施の形態4.図7は、この発明を実施す
るための実施の形態4による波長可変半導体レーザを説
明するための図であり、より具体的には活性層の上面を
含む平面で素子を切断して、素子を上から見た状態に相
当する素子上面図である。図において、図1乃至図5と
同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当する
ものである。
Fourth Embodiment FIG. 7 is a view for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention, and more specifically, a plane including the upper surface of an active layer. FIG. 4 is an element top view corresponding to a state where the element is cut and the element is viewed from above. In the figures, the components denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 are the same or equivalent.

【0049】図において、21は損失付加導波路19に
おいて活性層3に隣接する側と反対側の端面に位置する
傾斜端面である。損失付加導波路19の傾斜端面21
は、傾斜端面21と電流閉じこめ層22の端面となす角
をθとすると、θは好ましくは3度から15度、より好
ましくは7度程度である。
In the figure, reference numeral 21 denotes an inclined end face located on the end face of the loss adding waveguide 19 opposite to the side adjacent to the active layer 3. Inclined end face 21 of loss-added waveguide 19
The angle θ is preferably 3 to 15 degrees, more preferably about 7 degrees, where θ is the angle between the inclined end face 21 and the end face of the current confinement layer 22.

【0050】損失付加導波路19に傾斜端面21を設け
ることで、損失付加導波路19の活性層3に隣接する側
と反対側の端面からの反射光の向きを入力光の光軸と変
えることで、再び損失付加導波路19を進行していくこ
とを防止しているので、レーザ発振モードに対する反射
戻り光の影響をなくすことができ、導波路に導かれた導
波光がレーザ発振に寄与しない構成になる。
By providing the inclined end face 21 in the loss adding waveguide 19, the direction of the reflected light from the end face of the loss adding waveguide 19 opposite to the side adjacent to the active layer 3 can be changed to the optical axis of the input light. Thus, since the light is prevented from traveling again through the loss-added waveguide 19, the influence of the reflected return light on the laser oscillation mode can be eliminated, and the guided light guided to the waveguide does not contribute to laser oscillation. Configuration.

【0051】損失付加導波路19の傾斜端面21によっ
て、反射戻り光の影響をなくして、高次の量子準位(例
えば、第二量子準位)を励起させ、活性層3の発振利得
幅を広げることで、広帯域の波長可変動作を実現でき
る。
The inclined end surface 21 of the loss-added waveguide 19 eliminates the influence of reflected return light, excites a higher-order quantum level (for example, the second quantum level), and reduces the oscillation gain width of the active layer 3. By widening, it is possible to realize a wide-band tunable operation.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、量子
井戸活性層の導波路損失を選択的に高めることにより高
次量子準位からの利得の寄与を行えるように構成したの
で、高次の量子準位を励起させて、活性層の利得スペク
トル幅自体を広げることによって、広帯域の波長可変半
導体レーザを得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the waveguide loss of the quantum well active layer is selectively increased so that the gain can be contributed from the higher quantum level. By exciting the next quantum level to increase the gain spectrum width itself of the active layer, there is an effect that a wide-band tunable semiconductor laser can be obtained.

【0053】また、この発明によれば、量子井戸活性層
の両側面に隣接した領域に少なくとも量子井戸活性層と
基板との界面の下方に到達する不純物拡散層を形成した
ことので、高次の量子準位を励起させ、広帯域の波長可
変動作を実現できるものが得られる効果がある。
Further, according to the present invention, the impurity diffusion layer reaching at least below the interface between the quantum well active layer and the substrate is formed in a region adjacent to both side surfaces of the quantum well active layer. There is an effect that a quantum level can be excited to realize a wavelength tunable operation in a wide band.

【0054】さらに、この発明によれば、量子井戸活性
層と光学的に結合されたものであって、導波路損失の高
い第二の導波路を備えることで、高次量子準位からの利
得の寄与を行えるように構成したので、高次の量子準位
を励起させて、活性層の利得スペクトル幅自体を広げる
ことによって、広帯域の波長可変半導体レーザを得られ
る効果がある。
Further, according to the present invention, by providing the second waveguide which is optically coupled to the quantum well active layer and has a high waveguide loss, the gain from the higher quantum level can be improved. , It is possible to obtain a wide-band wavelength-tunable semiconductor laser by exciting a higher-order quantum level and broadening the gain spectrum width itself of the active layer.

【0055】また、この発明によれば、第二の導波路
は、第一の導波路と結合された側と反対側に位置する端
面に非導波路領域を設けたので、反射戻り光の影響をな
くして、確実に高次の量子準位を励起させ、広帯域の波
長可変動作を実現できるものが得られる効果がある。
According to the present invention, the second waveguide is provided with the non-waveguide region on the end face located on the side opposite to the side coupled to the first waveguide. Therefore, there is an effect that a device capable of reliably exciting a higher-order quantum level and realizing a wide-band wavelength tunable operation can be obtained.

【0056】さらに、この発明によれば、第一の導波路
と結合された側と反対側に位置する第二の導波路の端面
を傾けたので、反射戻り光の影響をなくして、確実に高
次の量子準位を励起させ、広帯域の波長可変動作を実現
できるものが得られる効果がある。
Further, according to the present invention, the end face of the second waveguide located on the side opposite to the side coupled to the first waveguide is inclined, so that the influence of the reflected return light is eliminated and the second waveguide is surely eliminated. There is an effect that a device capable of exciting a higher-order quantum level and realizing a wide-band wavelength tunable operation can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the wavelength tunable semiconductor laser according to the first embodiment;

【図3】実施の形態1の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the wavelength tunable semiconductor laser according to the first embodiment;

【図4】実施の形態1の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the wavelength tunable semiconductor laser according to the first embodiment;

【図5】実施の形態2の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a second embodiment.

【図6】実施の形態3の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a wavelength tunable semiconductor laser according to a third embodiment;

【図7】実施の形態4の波長可変半導体レーザを説明す
るための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a wavelength tunable semiconductor laser according to a fourth embodiment.

【図8】従来の波長可変半導体レーザを説明するための
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional tunable semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前方超周期構造回折格子ミラー 2 後方超周期構造回折格子ミラー 3 活性層 4 位相制御領域 6 前方ミラー制御電流 7 活性層電流 8 位相制御電流 9 後方ミラー制
御電流 10 n-InP基板 11 p-InPクラッ
ド層 12 p-InGaAsPキャップ層 13 InGaAsP導波
層 14 前方ミラー回折格子周期 15 後方ミラー
回折格子周期 16 不純物拡散領域 17 不純物拡散
深さ 18 出力光 19 損失付加導
波路 20 非導波路領域 21 傾斜端面 22 電流閉じこめ層 30 長さ 39 注入キャリア密度が小さい時の量子井戸の発光ス
ペクトル 40 注入キャリア密度が中間の時の量子井戸の発光ス
ペクトル 41 注入キャリア密度が大きい時の量子井戸の発光ス
ペクトル 56〜59 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front super-period structure diffraction grating mirror 2 Back super-period structure diffraction grating mirror 3 Active layer 4 Phase control area 6 Front mirror control current 7 Active layer current 8 Phase control current 9 Rear mirror control current 10 n-InP substrate 11 p-InP Cladding layer 12 p-InGaAsP cap layer 13 InGaAsP waveguide layer 14 front mirror diffraction grating period 15 rear mirror diffraction grating period 16 impurity diffusion region 17 impurity diffusion depth 18 output light 19 lossy waveguide 20 non-waveguide region 21 inclined end face Reference Signs List 22 Current confinement layer 30 Length 39 Emission spectrum of quantum well when injection carrier density is low 40 Emission spectrum of quantum well when injection carrier density is medium 41 Emission spectrum of quantum well when injection carrier density is high 56-59 electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回折格子周期の異なるサンプルド・グレ
ーティング反射鏡又は回折格子周期の異なる超周期構造
回折格子ブラッグ反射鏡を量子井戸活性層の前後に設け
た導波路、 前記導波路内で発振するレーザ光の波長を制御するため
の複数の制御電極とを備えた波長可変半導体レーザにお
いて、 前記量子井戸活性層の導波路損失を選択的に高めること
により高次量子準位からの利得の寄与を行えるように構
成したことを特徴とする波長可変半導体レーザ。
1. A waveguide in which a sampled grating reflector having a different grating period or a super-periodic structure Bragg reflector having a different grating period is provided before and after a quantum well active layer, and oscillates in the waveguide. In a wavelength tunable semiconductor laser including a plurality of control electrodes for controlling the wavelength of laser light, the contribution of gain from a higher-order quantum level can be increased by selectively increasing the waveguide loss of the quantum well active layer. A wavelength tunable semiconductor laser characterized in that the wavelength tunable semiconductor laser is configured to be able to perform the operation.
【請求項2】 量子井戸活性層の両側面に隣接した領域
に少なくとも前記量子井戸活性層と基板との界面の下方
に到達する不純物拡散層を形成したことを特徴とする請
求項1に記載の波長可変半導体レーザ。
2. The impurity diffusion layer according to claim 1, wherein an impurity diffusion layer reaching at least below an interface between the quantum well active layer and the substrate is formed in a region adjacent to both side surfaces of the quantum well active layer. Tunable semiconductor laser.
【請求項3】 回折格子周期の異なるサンプルド・グレ
ーティング反射鏡又は回折格子周期の異なる超周期構造
回折格子ブラッグ反射鏡を量子井戸活性層の前後に設け
た第一の導波路を有し、 前記第一の導波路内で発振するレーザ光の波長を制御す
るための複数の制御電極とを備えた波長可変半導体レー
ザにおいて、 前記量子井戸活性層と光学的に結合されたものであっ
て、導波路損失の高い第二の導波路を備えることで、高
次量子準位からの利得の寄与を行えるように構成したこ
とを特徴とする波長可変半導体レーザ。
3. A first waveguide in which a sampled grating reflector having a different grating period or a super-periodic structure Bragg reflector having a different grating period is provided before and after a quantum well active layer, A wavelength tunable semiconductor laser comprising a plurality of control electrodes for controlling the wavelength of laser light oscillated in a first waveguide, wherein the wavelength tunable semiconductor laser is optically coupled to the quantum well active layer. A wavelength tunable semiconductor laser comprising a second waveguide having a high waveguide loss so as to be able to contribute a gain from a higher quantum level.
【請求項4】 第二の導波路は、 第一の導波路と結合された側と反対側に位置する端面に
非導波路領域を設けたことを特徴とする請求項3に記載
の波長可変半導体レーザ。
4. The tunable wavelength according to claim 3, wherein the second waveguide is provided with a non-waveguide region on an end face located on a side opposite to a side coupled to the first waveguide. Semiconductor laser.
【請求項5】 第一の導波路と結合された側と反対側に
位置する第二の導波路の端面を傾けたことを特徴とする
請求項3に記載の波長可変半導体レーザ。
5. The wavelength tunable semiconductor laser according to claim 3, wherein an end face of a second waveguide located on a side opposite to a side coupled to the first waveguide is inclined.
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