JP2002261400A - Laser, laser apparatus, and optical communication system - Google Patents

Laser, laser apparatus, and optical communication system

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JP2002261400A
JP2002261400A JP2001053209A JP2001053209A JP2002261400A JP 2002261400 A JP2002261400 A JP 2002261400A JP 2001053209 A JP2001053209 A JP 2001053209A JP 2001053209 A JP2001053209 A JP 2001053209A JP 2002261400 A JP2002261400 A JP 2002261400A
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laser
light
layer
emitting
reflecting mirror
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JP2001053209A
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Masayoshi Kato
正良 加藤
Teruyuki Furuta
輝幸 古田
Akira Sakurai
彰 桜井
Takeshi Kanai
健 金井
Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
Atsuyuki Watada
篤行 和多田
Shuichi Hikiji
秀一 曳地
Shunichi Sato
俊一 佐藤
Yukie Suzuki
幸栄 鈴木
Satoru Sugawara
悟 菅原
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Shinji Sato
新治 佐藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To utilize the interaction of laser elements for providing a light source having high output, and to provide a laser for achieving long distance transmission at high speed, a laser apparatus, and an optical communication system. SOLUTION: A laser chip is set to a surface-emitting-type laser element chip. In the surface-emitting-type laser element chip, oscillation wavelength is set to 1.1 to 1.7 μm, and resonator structure is provided. The resonator structure includes a reflector provided at upper and lower sections of an active layer for emitting light. The reflector is set to a semiconductor distribution Bragg reflector. In the semiconductor distribution Bragg reflector, a refractive index in a composing material layer periodically changes from small to large, and incident light is reflected by light wave interference. In this case, in an emitting light source, the laser element is arranged to be at specific density, and an optical coupling means for propagating light emitted from at least one laser element to at least another element is provided. Also, at least one of the reflectors for sandwiching the active layer is provided as a common reflector to a plurality of light-emitting devices.

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】本発明は光通信などに用いら
れる半導体レーザならびにその光通信システムに関する
ものであり、中でも半導体レーザとして製作に使用する
半導体基板面に対して垂直方向に光を発するいわゆる面
発光レーザを用い複数のレーザ素子を形成して、高速大
容量の通信を可能にした光通信システムおよび高出力を
必要とする計測用レーザ光源装置等の高出力光源に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser used for optical communication and the like and an optical communication system therefor, and more particularly to a so-called surface which emits light in a direction perpendicular to the surface of a semiconductor substrate used for manufacturing the semiconductor laser. The present invention relates to an optical communication system in which a plurality of laser elements are formed using a light emitting laser to enable high-speed and large-capacity communication, and a high-output light source such as a measurement laser light source device that requires a high output.

【0002】[0002]

【従来の技術】面発光半導体レーザは、基板の表面から
垂直方向にレーザ光を放射するので2次元並列集積が可
能であり、更に、その出力光の広がり角が比較的狭い
(10度前後)ので光ファイバとの結合が容易であるほ
か、素子の検査が容易であるという特徴を有している。
そのため、特に、並列伝送型の光送信モジュール(光イ
ンタコネクション装置)を構成するのに適した素子とし
て開発が盛んに行なわれている。光インタコネクション
装置の当面の応用対象は、コンピュータ等の筐体間やボ
ード間の並列接続のほか、短距離の光ファイバー通信で
あるが、将来の期待される応用として大規模なコンピュ
ータ・ネットワークや長距離大容量通信の幹線系があ
る。
2. Description of the Related Art A surface emitting semiconductor laser emits laser light in a vertical direction from the surface of a substrate, so that two-dimensional parallel integration is possible, and the spread angle of the output light is relatively narrow (about 10 degrees). Therefore, it is easy to couple with an optical fiber and easy to inspect the element.
Therefore, in particular, development as an element suitable for configuring an optical transmission module (optical interconnection device) of a parallel transmission type has been actively conducted. The immediate application of the optical interconnection device is parallel connection between housings of computers and the like and between boards, as well as short-distance optical fiber communication, but large-scale computer networks and long distances are expected applications in the future. There is a trunk system for distance and large-capacity communication.

【0003】一般に、面発光半導体レーザは、GaAs
又はGaInAs からなる活性層と、当該活性層を上下に
挟んで配置された上部の半導体分布ブラッグ反射鏡と基
板側の下部の半導体分布ブラッグ反射鏡からなる光共振
器をもって構成するのが普通であるが、端面発光型半導
体レーザの場合に比較して光共振器の長さが著しく短い
ため、反射鏡の反射率を極めて高い値(99%以上)に設
定することによってレーザ発振を起こし易くする必要が
ある。このため、通常は、AlAs からなる低屈折率材
料とGaAs からなる高屈折率材料を1/4波長の周期
で交互に積層することによって形成した半導体分布ブラ
ッグ反射鏡が使用されている。
Generally, a surface emitting semiconductor laser is made of GaAs.
Or, it is common to comprise an active layer made of GaInAs, and an optical resonator consisting of an upper semiconductor distributed Bragg reflector disposed above and below the active layer and a lower semiconductor distributed Bragg reflector on the substrate side. However, since the length of the optical resonator is significantly shorter than that of the edge emitting semiconductor laser, it is necessary to set the reflectivity of the reflecting mirror to an extremely high value (99% or more) so as to easily cause laser oscillation. There is. For this reason, a semiconductor distributed Bragg reflector formed by alternately laminating a low-refractive-index material made of AlAs and a high-refractive-index material made of GaAs with a period of 1/4 wavelength is usually used.

【0004】ところで上記のように、光通信に使用され
るようなレーザ波長が1.1μm以上の長波長帯レー
ザ、例えばレーザ波長が1.3μm帯や1.55μm帯
であるような長波長帯レーザは、製作基板にInPが用
いられ、活性層にInGaAsPが用いられるが、基板の
InPの格子定数が大きく、これに整合する反射鏡材料
では屈折率差が大きく取れず、従って積層数を40対以
上とする必要がある。またInP基板上に形成される半
導体レーザには、別の問題として、温度によって特性が
大きく変化する点がある。そのため、温度を一定にする
装置を付加して使用する必要があり、民生用等一般用に
供することが困難であり、このような積層数と温度特性
の問題から、実用的な長波長帯面発光半導体は、未だ実
用化されるに至っていない。
By the way, as described above, a long wavelength band laser having a laser wavelength of 1.1 μm or more used for optical communication, for example, a long wavelength band having a laser wavelength of 1.3 μm or 1.55 μm. In the laser, InP is used for the production substrate and InGaAsP is used for the active layer. However, the lattice constant of InP of the substrate is large, and a large difference in the refractive index cannot be obtained with a reflecting mirror material that matches the substrate. Must be more than pairs. Another problem with the semiconductor laser formed on the InP substrate is that the characteristics greatly change with temperature. For this reason, it is necessary to add a device for keeping the temperature constant, and it is difficult to use the device for general purposes such as consumer use. Light emitting semiconductors have not yet been put to practical use.

【0005】このような問題を解決するためになされた
発明として、特開平9−237942号公報に開示され
たものが知られている。それによると、製作基板として
GaAs 基板を用い、基板側の下部上部のうち少なくと
も一方の半導体分布ブラッグ反射鏡の低屈折率層に同基
板と格子整合が取れるAlInPからなる半導体層を用
い、さらに、下部上部のうち少なくとも一方の半導体分
布ブラッグ反射鏡の高屈折率層にGaInNAs からなる
半導体層を用い、従来よりも大きい屈折率差を得るよう
にし、少ない積層数で高反射率の半導体分布ブラッグ反
射鏡を実現しようというものである。
As an invention made to solve such a problem, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-237942 is known. According to this, a GaAs substrate is used as a production substrate, and a semiconductor layer made of AlInP that can be lattice-matched with the substrate is used as a low refractive index layer of at least one of the semiconductor distributed Bragg reflectors in the lower part on the substrate side. A semiconductor layer made of GaInNAs is used as a high refractive index layer of at least one of the lower and upper semiconductor distributed Bragg reflecting mirrors so that a larger refractive index difference is obtained than in the prior art. It is to realize a mirror.

【0006】また、GaInNAs を活性層の材料として
使用している。これは、N組成を増加させることによっ
てバンドギャップ(禁制帯幅)を1.4eVから0eV
へ向かって低下させることができるので、0.85μm
よりも長い波長を発光する材料として用いることが可能
となるからである。しかもGaAs 基板と格子整合が可
能なので、GaInNAs からなる半導体層は、1.3μ
m帯及び1.55μm帯の長波長帯面発光半導体レーザ
のための材料として好ましい点についても言及してい
る。
Further, GaInNAs is used as a material for the active layer. This is because the band gap (forbidden band width) is increased from 1.4 eV to 0 eV by increasing the N composition.
0.85 μm
This is because it can be used as a material that emits a longer wavelength. In addition, since lattice matching with the GaAs substrate is possible, the semiconductor layer made of GaInNAs is 1.3 μm.
Reference is also made to the fact that it is preferable as a material for long-wavelength surface emitting semiconductor lasers in the m-band and 1.55 μm band.

【0007】しかしながら、従来は0.85μmよりも
長い波長帯の面発光半導体レーザ実現の可能性を示唆す
るにとどまっているだけであり、実際にはそのようなも
のは実現していない。これは基本的な構成は理論的には
ほぼ決まってはいるものの実際に安定したレーザ発光が
得られるようにするためのより具体的な構成がまだ不明
だからである。
[0007] However, conventionally, this only suggests the possibility of realizing a surface emitting semiconductor laser in a wavelength band longer than 0.85 µm, and such a device is not actually realized. This is because the basic configuration is almost theoretically determined, but a more specific configuration for realizing stable laser emission is still unknown.

【0008】一例を挙げると、上記のようにAlAs か
らなる低屈折率材料とGaAs からなる高屈折率材料を
1/4波長の周期で交互に積層することによって形成し
た半導体分布ブラッグ反射鏡を使用したものや、あるい
は特開平9−237942号公報に開示されたもののよ
うに、半導体分布ブラッグ反射鏡の低屈折率層に同基板
と格子整合が取れるAlInPからなる半導体層を用いた
ものにおいては、レーザ素子が全く発光しなかったり、
あるいは、発光してもその発光効率が低く、実用レベル
には程遠いものであった。これは、Alを含んだ材料が
化学的に非常に活性であり、Alに起因する結晶欠陥が
生じ易いためである。これを解決するためには、特開平
8−340146号公報や特開平7−307525号公
報に開示された発明のようにAlを含まないGaInNP
とGaAsとから半導体分布ブラッグ反射鏡を構成する提
案がある。しかしながらGaInNPとGaAs との屈折
率差はAlAsとGaAsとの屈折率差に比べて約半分であ
り、反射鏡の積層数を非常に多くなり製作が困難とな
る。
As an example, a semiconductor distributed Bragg reflector formed by alternately laminating a low-refractive-index material made of AlAs and a high-refractive-index material made of GaAs at a period of 1/4 wavelength as described above is used. Or a device using a semiconductor layer made of AlInP, which is lattice-matched to the same substrate as the low refractive index layer of the semiconductor distributed Bragg reflector, as disclosed in JP-A-9-237942. The laser element does not emit light at all,
Alternatively, even if light is emitted, the light emission efficiency is low, which is far from a practical level. This is because the material containing Al is chemically very active, and crystal defects due to Al are likely to occur. In order to solve this problem, it is necessary to use a GaInNP containing no Al as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-340146 and 7-307525.
There is a proposal for forming a semiconductor distributed Bragg reflector from GaAs and GaAs. However, the refractive index difference between GaInNP and GaAs is about half of the refractive index difference between AlAs and GaAs, and the number of stacked reflectors is very large, making it difficult to manufacture.

【0009】すなわち現状では、コンピュータ・ネット
ワークなどで光ファイバー通信が期待されているが、そ
れに使用できるレーザ波長が1.1μm〜1.7μmの
長波長帯面発光半導体レーザおよびそれを用いた通信シ
ステムが存在せず、その出現が切望されている。
That is, at present, optical fiber communication is expected in a computer network or the like. However, a long wavelength band surface emitting semiconductor laser having a laser wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm and a communication system using the same can be used. It does not exist and its appearance is longing for.

【0010】また、従来からあるストライプ型の端面発
光型レーザを1次元もしくは二次元に配列してなる高出
力レーザでは、レーザ発振に伴う発熱により高密度に集
積できず、個々のレーザ光の位相はばらばらであり単一
光源としての利用などに問題がある。
Further, in a conventional high-output laser in which stripe-type edge-emitting lasers are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, heat cannot be integrated at a high density due to laser oscillation. They are discrete and have problems in use as a single light source.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような光
通信などに用いられるレーザ発振波長が1.1μm〜
1.7μmの長波長帯面発光半導体レーザならびにその
光通信システムに関するものであり、その第1の目的
は、動作電圧、発振閾値電流等を低くできるレーザ発振
波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光型半導
体レーザ素子チップを発光光源として利用し、個々のレ
ーザ素子の相互作用を利用して高出力の光源を提供し、
高速で長距離伝送を可能とするレーザ装置を提案するこ
とにある。
According to the present invention, a laser oscillation wavelength used for such optical communication or the like is 1.1 μm or more.
1. Field of the Invention The present invention relates to a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a wavelength of 1.7 μm and an optical communication system using the same. A long-wavelength surface-emitting type semiconductor laser device chip is used as a light-emitting light source, and a high-output light source is provided by utilizing the interaction of individual laser devices.
An object of the present invention is to propose a laser device capable of high-speed long-distance transmission.

【0012】また第2の目的は、安定して使用できるレ
ーザ発振波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発
光半導体レーザ素子チップを発光光源として利用し、個
々のレーザ素子の相互作用を利用して高出力の光源を提
供し、高速で長距離伝送を可能とするレーザ装置を提案
することにある。
A second object is to use a long-wavelength surface emitting semiconductor laser device chip having a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, which can be used stably, as a light emitting light source and to interact with individual laser devices. An object of the present invention is to provide a laser device that provides a high-output light source by using the laser beam and enables high-speed long-distance transmission.

【0013】さらに第3の目的は、動作電圧、発振閾値
電流等を低くできるレーザ発振波長が1.1μm〜1.
7μmの長波長帯面発光型半導体レーザ素子チップを発
光光源として利用し、個々のレーザ素子の相互作用を利
用して高出力の光源を提供し、高速で長距離伝送を可能
とする光通信システムを提案することにある。
A third object is that the laser oscillation wavelength at which the operating voltage, oscillation threshold current and the like can be reduced is 1.1 μm to 1.
An optical communication system that uses a 7 μm long-wavelength surface emitting semiconductor laser device chip as a light source, provides a high-output light source by utilizing the interaction of individual laser devices, and enables high-speed long-distance transmission. It is to propose.

【0014】また第4の目的は、安定して使用できるレ
ーザ発振波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発
光半導体レーザ素子チップを発光光源として利用し、個
々のレーザ素子の相互作用を利用して高出力の光源を提
供し、高速で長距離伝送を可能とする光通信システムを
提案することにある。
A fourth object is to use a long-wavelength surface emitting semiconductor laser device chip whose laser oscillation wavelength is 1.1 μm to 1.7 μm, which can be used stably, as a light emitting light source, and the interaction of individual laser devices. It is an object of the present invention to provide an optical communication system that provides a high-output light source by utilizing the technology and enables high-speed long-distance transmission.

【0015】さらに第5の目的は、このような光通信シ
ステムおよび光機器用光源において、個々のレーザ素子
の相互作用を利用して、レーザ光の位相を同期させる方
法を提案することにある。
A fifth object of the present invention is to propose a method of synchronizing the phase of laser light in such an optical communication system and optical device light source by utilizing the interaction of individual laser elements.

【0016】また第6の目的は、このような光通信シス
テム、および光機器用光源において、個々のレーザ素子
の相互作用を利用して、レーザ光の位相を同期させる方
法を提案することにある。
A sixth object is to propose a method of synchronizing the phase of laser light in such an optical communication system and light source for optical equipment by utilizing the interaction of individual laser elements. .

【0017】さらにまた第7の目的は、このような光通
信システムおよび光機器用光源において、個々のレーザ
光の偏光方向をそろえることにより、安定したレーザ出
力を可能にするレーザ光源を提案することにある。また
第8の目的は、このような光通信システムおよび光機器
用光源において、個々のレーザ素子を回折格子を用いた
結合手段により実現することで、素子間隔の広い安定性
に優れたレーザを提案することにある
A seventh object of the present invention is to propose a laser light source which enables stable laser output by aligning the polarization directions of individual laser lights in such a light source for an optical communication system and optical equipment. It is in. An eighth object of the present invention is to provide a laser having a wide interval between elements and excellent stability by realizing individual laser elements in such an optical communication system and a light source for an optical device by coupling means using a diffraction grating. Is to do

【0018】さらに第9の目的は、このような光通信シ
ステムおよび光機器用光源において、個々のレーザ光の
位相を制御することによるビームの偏向機能や変調機能
などの付加機能を一体化する方法を提案することにあ
る。
A ninth object is a method of integrating additional functions such as a beam deflection function and a modulation function by controlling the phase of each laser beam in such an optical communication system and light source for an optical device. It is to propose.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために第1に、レーザチップと該レーザチップを配
置してなるレーザ装置において、前記レーザチップは発
振波長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発生する
活性層を、主たる元素がGa、In、N、Asからなる
層、もしくはGa、In、Asよりなる層とし、レーザ
光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた
反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レー
ザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを構成する材
料層の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光波干
渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であると
ともに、前記屈折率が小の材料層はAlxGa1-xAs
(0<x≦1)とし、前記屈折率が大の材料層はAly
Ga1-yAs(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、
かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と
大の間の値をとる材料層AlzGa1-zAs(0≦y<z
<x≦1)を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チッ
プを発光光源としたレーザ装置であって、前記発光光源
は、前記レーザ素子を所定の密度に配置してなり、少な
くとも1つの前記レーザ素子からの出射光が、他の少な
くとも1つ以上の前記レーザ素子に伝搬可能な光学的結
合手段を設けてなるようにした。
In order to achieve the above object, the present invention firstly provides a laser device comprising a laser chip and the laser chip, wherein the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1 μm. 0.7 μm, and the light-generating active layer is a layer whose main element is Ga, In, N, As or a layer consisting of Ga, In, As. What is claimed is: 1. A surface-emitting type semiconductor laser device chip having a resonator structure including a reflecting mirror provided at a lower portion, wherein the reflecting mirror periodically changes the refractive index of a material layer constituting the reflecting mirror to be small / large and is incident. A semiconductor distributed Bragg reflector for reflecting light by light wave interference, and the material layer having a small refractive index is made of Al x Ga 1 -x As.
(0 <x ≦ 1) and then, the material layer of the refractive index is large is Al y
A reflecting mirror having Ga 1-y As (0 ≦ y <x ≦ 1),
And a material layer Al z Ga 1 -z As (0 ≦ y <z) in which the refractive index takes a value between small and large between the material layers with small and large refractive indexes.
<X ≦ 1) is a laser device using a surface-emitting type semiconductor laser device chip provided as a light-emitting source, wherein the light-emitting light source has the laser elements arranged at a predetermined density, Optical coupling means capable of transmitting light emitted from the element to at least one or more other laser elements is provided.

【0020】また第2に、レーザチップと該レーザチッ
プを配置してなるレーザ装置において、前記レーザチッ
プは発振波長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発
生する活性層を、主たる元素がGa、In、N、Asか
らなる層、もしくはGa、In、Asよりなる層とし、
レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設け
られた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導
体レーザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを構成
する材料の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光
波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であ
るとともに、前記屈折率が小の材料はAlxGa1-xAs
(0<x≦1)とし、前記屈折率が大の材料はAly
1-yAs(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、前
記活性層と前記反射鏡の間にGaInPもしくはGaI
nPAsよりなる非発光再結合防止層を設けてなる面発
光型半導体レーザ素子チップを発光光源としたレーザ装
置であって、前記発光光源は、前記レーザ素子を所定の
密度に配置してなり、少なくとも1つの前記レーザ素子
からの出射光が、他の少なくとも1つ以上の前記レーザ
素子に伝搬可能な光学的結合手段を設けてなるようにし
た。
Secondly, in a laser device having a laser chip and the laser chip arranged therein, the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and the active layer for generating light includes a main element. Is a layer made of Ga, In, N, As or a layer made of Ga, In, As,
What is claimed is: 1. A surface-emitting type semiconductor laser device chip having a resonator structure including a reflector provided above and below said active layer to obtain a laser beam, wherein said reflector has a refractive index of a material constituting the same. Is a semiconductor distributed Bragg reflector that periodically changes to small / large and reflects incident light by light wave interference, and the material having a small refractive index is Al x Ga 1 -x As.
(0 <x ≦ 1), and the material having a large refractive index is Al y G
a 1-y As (0 ≦ y <x ≦ 1) reflecting mirror, wherein GaInP or GaI is provided between the active layer and the reflecting mirror;
A laser device using a surface emitting semiconductor laser element chip provided with a non-emitting recombination preventing layer made of nPAs as an emission light source, wherein the emission light source includes the laser elements arranged at a predetermined density, Optical coupling means capable of transmitting light emitted from one laser element to at least one or more other laser elements is provided.

【0021】さらに第3に、レーザチップと該レーザチ
ップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザ
チップは発振波長が1.1μm〜1.7μmであり、光
を発生する活性層を、主たる元素がGa、In、N、A
sからなる層、もしくはGa、In、Asよりなる層と
し、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に
設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型
半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを
構成する材料層の屈折率が小/大と周期的に変化し入射
光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射
鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はAlx
1-xAs(0<x≦1)とし、前記屈折率が大の材料
層はAlyGa1-yAs(0≦y<x≦1)とした反射鏡
であり、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折
率が小と大の間の値をとる材料層AlzGa1-zAs(0
≦y<z<x≦1)を設けてなる面発光型半導体レーザ
素子チップを発光光源とした光通信システムであって、
前記発光光源は、前記レーザ素子を所定の密度に配置し
てなり、少なくとも1つの前記レーザ素子からの出射光
が、他の少なくとも1つ以上の前記レーザ素子に伝搬可
能な光学的結合手段を設けてなるようにした。
Thirdly, in a laser chip and an optical communication system connected to the laser chip, the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and the active layer for generating light includes a main element. Is Ga, In, N, A
s or a layer made of Ga, In, and As, and a surface-emitting type semiconductor laser device chip having a resonator structure including reflectors provided above and below the active layer to obtain a laser beam Wherein the reflector is a semiconductor distributed Bragg reflector in which the refractive index of a material layer constituting the reflector is periodically changed to small / large and reflects incident light by light wave interference, and the refractive index is small. The material layer is Al x G
a 1-x As (0 <x ≦ 1), and the material layer having a large refractive index is a reflecting mirror made of Al y Ga 1-y As (0 ≦ y <x ≦ 1), and the refractive index is Is a material layer Al z Ga 1 -z As (0) in which the refractive index takes a value between the small and the large material layers.
≦ y <z <x ≦ 1), wherein the surface-emitting type semiconductor laser device chip provided with the light emitting source is an optical communication system,
The light emitting light source includes the laser elements arranged at a predetermined density, and has an optical coupling unit capable of transmitting light emitted from at least one laser element to at least one other laser element. I made it.

【0022】また第4に、レーザチップと該レーザチッ
プと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチ
ップは発振波長が1.1μm〜1.7μmであり、光を
発生する活性層を、主たる元素がGa、In、N、As
からなる層、もしくはGa、In、Asよりなる層と
し、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に
設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型
半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを
構成する材料の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光
を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡
であるとともに、前記屈折率が小の材料はAlxGa1-x
As(0<x≦1)とし、前記屈折率が大の材料はAl
yGa1-yAs(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、
前記活性層と前記反射鏡の間にGaInPもしくはGa
InPAsよりなる非発光再結合防止層を設けてなる面
発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信
システムであって、前記発光光源は、前記レーザ素子を
所定の密度に配置してなり、少なくとも1つの前記レー
ザ素子からの出射光が、他の少なくとも1つ以上の前記
レーザ素子に伝搬可能な光学的結合手段を設けてなるよ
うにした。
Fourthly, in a laser chip and an optical communication system connected to the laser chip, the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and an active layer for generating light includes a main element. Is Ga, In, N, As
Or a layer made of Ga, In, As, and a surface emitting semiconductor laser device chip having a resonator structure including reflectors provided above and below the active layer in order to obtain a laser beam. The reflector is a semiconductor distributed Bragg reflector in which the refractive index of the material constituting the reflector changes periodically as small / large and reflects incident light by light wave interference. Al x Ga 1-x
As (0 <x ≦ 1), the material having a large refractive index is Al
a reflecting mirror with y Ga 1-y As (0 ≦ y <x ≦ 1),
GaInP or Ga between the active layer and the reflector.
An optical communication system in which a surface-emitting type semiconductor laser device chip provided with a non-light-emitting recombination prevention layer made of InPAs is used as a light-emitting source, wherein the light-emitting light source includes the laser devices arranged at a predetermined density, Optical coupling means capable of transmitting light emitted from at least one laser element to at least one other laser element is provided.

【0023】さらに第5に、上記第1〜4に記載のレー
ザ装置もしくは光通信システムにおいて、前記発光光源
は、活性層を挟んで設けた反射鏡のうち、少なくとも一
方の反射鏡が複数の発光素子に対して共通の反射鏡とし
て設けられているようにした。
Fifth, in the laser device or the optical communication system according to any one of the first to fourth aspects, the light emitting light source may be configured such that at least one of the reflecting mirrors provided with an active layer interposed therebetween has a plurality of light emitting mirrors. It was provided as a common reflecting mirror for the element.

【0024】また第6に、上記第1〜4に記載のレーザ
装置もしくは光通信システムにおいて、前記発光光源
は、活性層を挟んで設けた反射鏡とは別に、複数の発光
素子に対して共通の反射鏡を設けているようにした。
Sixth, in the laser device or the optical communication system according to any one of the first to fourth aspects, the light emitting light source is common to a plurality of light emitting elements, apart from a reflecting mirror provided with an active layer interposed therebetween. Is provided.

【0025】さらに第7に、上記第1〜6に記載のレー
ザ装置もしくは光通信システムにおいて、前記発光光源
は、前記各レーザ素子の発振光の偏光が所定の方向にな
るような偏光制御手段が設けられているようにした。
Further, seventhly, in the laser device or the optical communication system according to any one of the first to sixth aspects, the light emitting light source includes a polarization control means for oscillating light of each of the laser elements in a predetermined direction. It was provided.

【0026】また第8に、上記第1〜7に記載のレーザ
装置もしくは光通信システムにおいて、前記発光光源
は、前記各レーザ素子間の結合を回折機能を有する手段
により行うようにした。
Eighth, in the laser device or the optical communication system according to any one of the first to seventh aspects, the light-emitting light source performs coupling between the laser elements by means having a diffraction function.

【0027】さらに第9に、上記第1〜8に記載のレー
ザ装置もしくは光通信システムにおいて、前記発光素子
の光路の一部に屈折率が外部より制御可能な部材を設置
してなるようにした。
Ninth, in the laser device or the optical communication system according to any one of the first to eighth aspects, a member whose refractive index can be controlled from outside is installed in a part of the optical path of the light emitting element. .

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】最初に本発明の光通信システムに
適用される発光素子である伝送ロスの少ないレーザ発振
波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光半導体
レーザの1例について図1を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an example of a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a small laser oscillation wavelength of 1.1 to 1.7 .mu.m, which is a light emitting element applied to the optical communication system of the present invention, having a small transmission loss. This will be described with reference to FIG.

【0029】前述のように、従来は本発明が適用しよう
としているレーザ発振波長が1.1μm〜1.7μmの
長波長帯面発光半導体レーザに関しては、その可能性の
示唆があるのみで、実現のための材料、ならびにより具
体的、詳細な構成は不明であった。本発明では、活性層
としてGaInNAs等の材料を使用し、さらに具体的な
構成を明確にした。以下にそれを詳述する。
As described above, a long-wavelength surface emitting semiconductor laser with a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm to which the present invention is intended to be applied is realized only with the suggestion of the possibility. The materials for the use, as well as the more specific and detailed composition, were unknown. In the present invention, a material such as GaInNAs is used for the active layer, and a more specific configuration is clarified. The details are described below.

【0030】本発明では、面方位(100)のn−Ga
As基板上に、それぞれの媒質内における発振波長λの
1/4倍の厚さ(λ/4の厚さ)でn−AlxGa1-x
s(x=1.0)(低屈折率層〜屈折率小の層)とn−
AlyGa1-yAs(y=0)(高屈折率層〜屈折率大の
層)を交互に35周期積層したn−半導体分布ブラッグ
反射鏡(AlAs/GaAs下部半導体分布ブラッグ反射鏡)を
形成し、その上にλ/4の厚さのn−GaxIn1-xy
As1-y(x=0.5、y=1)層を積層した。この例
ではn−GaxIn1-xyAs1-y(x=0.5、y=
1)層も下部反射鏡の一部であり低屈折率層(屈折率小
の層)となっている。
In the present invention, n-Ga having a plane orientation of (100) is used.
On the As substrate, n-Al x Ga 1 -x A with a thickness (thickness of λ / 4) of 発 振 of the oscillation wavelength λ in each medium.
s (x = 1.0) (low refractive index layer to low refractive index layer) and n−
An n-semiconductor distributed Bragg reflector (AlAs / GaAs lower semiconductor distributed Bragg reflector) in which 35 cycles of Al y Ga 1-y As (y = 0) (high refractive index layer to high refractive index layer) are alternately stacked. And n-Ga x In 1-x P y having a thickness of λ / 4 is formed thereon.
As 1-y (x = 0.5, y = 1) layers were laminated. In this example n-Ga x In 1-x P y As 1-y (x = 0.5, y =
1) The layer is also a part of the lower reflecting mirror and is a low refractive index layer (a layer having a small refractive index).

【0031】そしてその上にアンドープ下部GaAsス
ペーサ層と、3層のGaxIn1-xAs量子井戸層である
活性層(量子井戸活性層)とGaAsバリア層(20n
m)からなる多重量子井戸活性層と、アンドープ上部G
aAsスペーサ層とが積層されて、媒質内における発振
波長λの1波長分の厚さ(λの厚さ)の共振器を形成し
ている。
An undoped lower GaAs spacer layer, an active layer (quantum well active layer), which is a three-layer Ga x In 1 -x As quantum well layer, and a GaAs barrier layer (20 n
m) and an undoped upper G layer
The aAs spacer layer is laminated to form a resonator having a thickness of one oscillation wavelength λ (thickness of λ) in the medium.

【0032】さらにその上に、C(炭素)ドープのp−
GaxIn1-xyAs1-y(x=0.5、y=1)層とZ
nドープp−AlxGa1-xAs(x=0)をそれぞれの
媒質内における発振波長λの1/4倍の厚さで交互に積
層した周期構造(1周期)を積層し、その上にCドープ
のp−AlxGa1-xAs(x=0.9)とZnドープp
−AlxGa1-xAs(x=0)をそれぞれの媒質内にお
ける発振波長λの1/4倍の厚さで交互に積層した周期
構造(25周期)とからなる半導体分布ブラッグ反射鏡
(Al0.9Ga0.1As/GaAs上部半導体分布ブラッグ反射鏡)
を形成している。この例ではp−GaxIn1-xyAs
1-y(x=0.5、y=1)層も上部反射鏡の一部であ
り、低屈折率層(屈折率小の層)となっている。
Further, on top of this, C (carbon) doped p-
Ga x In 1-x Py As 1-y (x = 0.5, y = 1) layer and Z
A periodic structure (one cycle) in which n-doped p-Al x Ga 1-x As (x = 0) is alternately stacked with a thickness of 1 / times the oscillation wavelength λ in each medium is stacked. C-doped p-Al x Ga 1 -x As (x = 0.9) and Zn-doped p
A semiconductor distributed Bragg reflector (a periodic structure (25 periods) in which -Al x Ga 1 -x As (x = 0) is alternately stacked with a thickness of 1 / times the oscillation wavelength λ in each medium; Al 0.9 Ga 0.1 As / GaAs upper semiconductor distributed Bragg reflector)
Is formed. In this example p-Ga x In 1-x P y As
The 1-y (x = 0.5, y = 1) layer is also a part of the upper reflecting mirror and is a low refractive index layer (a layer having a small refractive index).

【0033】なおここで、上部/下部反射鏡ともそれぞ
れ低屈折率層(屈折率小の層)/高屈折率層(屈折率大
の層)を交互に積層して形成するが、本発明ではこれら
の間に、屈折率が小と大の間の値をとる材料層Alz
1-zAs(0≦y<z<x≦1)を設けている。図2
は、低屈折率層(屈折率小の層)と高屈折率層(屈折率
大の層)の間に、屈折率が小と大の間の値をとる材料層
AlzGa1−zAs(0≦y<z<x≦1)を設けた
半導体分布ブラッグ反射鏡の一部を示したものである
(図1では図が複雑になるので図示することを省略して
いる)。
Here, both the upper and lower reflecting mirrors are formed by alternately laminating a low refractive index layer (a layer having a small refractive index) / a high refractive index layer (a layer having a large refractive index). Between these, the material layer Al z G whose refractive index takes a value between small and large
a 1-z As (0 ≦ y <z <x ≦ 1) is provided. FIG.
Is a material layer AlzGa1-zAs (0 ≦ y) whose refractive index takes a value between small and large between a low refractive index layer (a layer with a small refractive index) and a high refractive index layer (a layer with a large refractive index). FIG. 1 shows a part of a semiconductor distributed Bragg reflector provided with <z <x ≦ 1) (in FIG. 1, illustration is omitted because the figure becomes complicated).

【0034】従来レーザ波長が0.85μm帯の半導体
レーザに関して、このような材料層を設けることも検討
はされているが、まだ検討段階であり、その材料、ある
いはその厚さなどまで詳細には検討されていない。また
本発明のようなレーザ発振波長が1.1μm〜1.7μ
mの長波長帯面発光半導体レーザに関しては全く検討さ
れていない。その理由はこの分野(レーザ発振波長が
1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光半導体レー
ザ)が新しい分野であり、まだほとんど研究が進んでい
ないからである。
Conventionally, it has been studied to provide such a material layer for a semiconductor laser having a laser wavelength of 0.85 μm band, but it is still in the study stage, and the material and its thickness are not described in detail. Not considered. Further, the laser oscillation wavelength as in the present invention is 1.1 μm to 1.7 μm.
No consideration has been given to a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a wavelength of m. The reason for this is that this field (a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm) is a new field, and little research has yet been made.

【0035】本発明者はいち早くこの分野(レーザ発振
波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光半導体
レーザおよびそれを用いた光通信)の有用性に気付き、
それを実現するために鋭意検討を行った。
The present inventor has quickly noticed the usefulness of this field (a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm and optical communication using the same).
In order to realize it, we studied diligently.

【0036】このような材料層は形成時にガス流量をコ
ントロールするなどして、そのAl組成を連続的もしく
は段階的に変えるようにしてその材料層の屈折率が連続
的もしくは段階的に変化するようにして形成する。
In such a material layer, the refractive index of the material layer is changed continuously or stepwise by controlling the gas flow rate at the time of formation and changing the Al composition continuously or stepwise. And formed.

【0037】より具体的には、AlzGa1-zAs(0≦
y<z<x≦1)層のzの値を0から1.0まで変わる
ように、つまりGaAs〜AlGaAs〜AlAsとい
う具合にAlとGaの比率が徐々に変わるようにして形
成する。これは前述のように層形成時にガス流量をコン
トロールすることによって作成される。また、AlとG
aの比率が前述のように連続的に変わるようにして形成
しても良いし、段階的にその比率が変わるようにしても
同等の効果がある。
More specifically, Al z Ga 1 -z As (0 ≦
(y <z <x ≦ 1) The layer is formed so that the value of z of the layer changes from 0 to 1.0, that is, the ratio of Al to Ga gradually changes, such as GaAs to AlGaAs to AlAs. This is created by controlling the gas flow during layer formation as described above. Al and G
The ratio a may be formed so as to change continuously as described above, or the same effect can be obtained even if the ratio changes stepwise.

【0038】このような材料層を設ける理由は、半導体
分布ブラッグ反射鏡の持つ問題点の一つであるp−半導
体分布ブラッグ反射鏡の電気抵抗が高いという課題を解
決するためである。これは半導体分布ブラッグ反射鏡を
構成する2種類の半導体層の界面に生じるヘテロ障壁が
原因であるが、本発明のように低屈折率層と高屈折率層
の界面に一方の組成から他方の組成へ次第にAl組成が
変化するようにして、屈折率も変化させることによって
ヘテロ障壁の発生を抑制することが可能である。
The reason for providing such a material layer is to solve the problem that the electrical resistance of the p-semiconductor distributed Bragg reflector, which is one of the problems of the distributed Bragg reflector, is high. This is due to the hetero barrier generated at the interface between the two types of semiconductor layers constituting the semiconductor distributed Bragg reflector. However, as in the present invention, the interface between the low refractive index layer and the high refractive index layer is changed from one composition to the other. It is possible to suppress the generation of the hetero barrier by changing the Al composition gradually to the composition and changing the refractive index.

【0039】またこのような屈折率が小と大の間の値を
とる材料層AlzGa1−zAs(0≦y<z<x≦
1)は本発明のようなレーザ発振波長が1.1μm〜
1.7μmの長波長帯面発光半導体レーザの場合、5n
m〜50nmの厚さとするのが良く、これより薄いと抵
抗が大となり電流が流れにくく、素子が発熱したり、駆
動エネルギーが高くなるという不具合がある。また厚い
と抵抗が小となり、素子の発熱や、駆動エネルギーの面
で有利になるが、今度は反射率がとれないという不具合
があり、前述のように最適の範囲(5nm〜50nmの
厚さ)を選ぶ必要がある。
The material layer AlzGa1-zAs having such a refractive index between a small value and a large value (0 ≦ y <z <x ≦
1) The laser oscillation wavelength as in the present invention is 1.1 μm or more.
In the case of a long-wavelength surface emitting semiconductor laser of 1.7 μm, 5n
The thickness is preferably from m to 50 nm. If the thickness is smaller than this, there is a problem that the resistance becomes large and current does not easily flow, and the element generates heat and the driving energy becomes high. If the thickness is large, the resistance becomes small, which is advantageous in terms of heat generation of the element and driving energy. However, there is a problem that the reflectance cannot be obtained, and the optimum range (thickness of 5 nm to 50 nm) as described above. You need to choose

【0040】なお、前述のように従来のレーザ波長が
0.85μm帯の半導体レーザに関してこのような材料
層を設けることも検討されているが、本発明のようなレ
ーザ発振波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発
光半導体レーザの場合は、より効果的である。なぜな
ら、例えば同等の反射率(例えば99.5%以上)を得
るためには、0.85μm帯よりも1.1μm帯〜1.
7μm帯の場合、このような材料層を約2倍程度にする
ことができるので、半導体分布ブラッグ反射鏡の抵抗値
を低減させることができ、動作電圧、発振閾値電流等が
低くなり、レーザ素子の発熱防止ならびに安定発振、少
エネルギー駆動の面で有利となる。
As described above, it has been considered to provide such a material layer with respect to a conventional semiconductor laser having a laser wavelength of 0.85 μm band. In the case of a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a wavelength of 1.7 μm, it is more effective. This is because, for example, in order to obtain the same reflectance (for example, 99.5% or more), the band from 1.1 μm to 1.0 μm is more than 0.85 μm.
In the case of the 7 μm band, such a material layer can be approximately doubled, so that the resistance value of the semiconductor distributed Bragg reflector can be reduced, the operating voltage, the oscillation threshold current, and the like are reduced, and the laser device This is advantageous in terms of preventing heat generation, stable oscillation, and low energy driving.

【0041】つまり半導体分布ブラッグ反射鏡にこのよ
うな材料層を設けることは、本発明のようなレーザ発振
波長が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光半導体
レーザの場合に特に効果的な工夫といえる。
In other words, providing such a material layer on a semiconductor distributed Bragg reflector is particularly effective for a long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm as in the present invention. It can be said that it is a device.

【0042】なお効果的な反射率を得るためのより詳細
な検討結果の一例を挙げると、例えば1.3μm帯面発
光型レーザ素子では、AlxGa1-xAs(x=1.0)
(低屈折率層〜屈折率小の層)とAlyGa1-yAs(y
=0)(高屈折率層〜屈折率大の層)を20周期積層し
た場合においては、半導体分布ブラッグ反射鏡の反射率
が99.7%以下となるAlzGa1-zAs(0≦y<z
<x≦1)層の厚さは30nmである。また、反射率が
99.5%以上となる波長帯域は53nmであり、反射
率を99.5%以上と設計した場合、±2%の膜厚制御
ができればよい。そこでこれと同等およびこれより薄
い、10nm、20nm、30nmのものを試作したと
ころ、反射率を実用上問題のない程度に保つことがで
き、半導体分布ブラッグ反射鏡の抵抗値を低減させるこ
とができた1.3μm帯面発光型レーザ素子を実現、レ
ーザ発振に成功した。なお試作したレーザ素子の他の構
成は後述のとおりである。
As an example of a more detailed examination result for obtaining an effective reflectance, for example, in a 1.3 μm band surface emitting laser device, Al x Ga 1 -x As (x = 1.0)
(Low refractive index layer to low refractive index layer) and Al y Ga 1-y As (y
= 0) (in the case of a high refractive index layer-refractive index large layer) 20 period stacking, the reflectance of the semiconductor distributed Bragg reflector is 99.7% or less Al z Ga 1-z As ( 0 ≦ y <z
<X ≦ 1) The thickness of the layer is 30 nm. The wavelength band in which the reflectance is 99.5% or more is 53 nm. When the reflectance is designed to be 99.5% or more, it is only necessary to control the film thickness by ± 2%. Therefore, when prototypes of 10 nm, 20 nm, and 30 nm which are equivalent to and thinner than this were prototyped, the reflectivity could be kept to a practically acceptable level, and the resistance value of the semiconductor distributed Bragg reflector could be reduced. A 1.3 μm band surface emitting laser device was realized, and laser oscillation was successful. Other configurations of the prototyped laser element are as described below.

【0043】なお多層膜反射鏡においては設計波長(膜
厚制御が完全にできたとして)を含んで反射率の高い帯
域がある。高反射率の帯域(反射率が狙いの波長に対し
て必要値以上である領域を含む)と呼ぶ。設計波長の反
射率が最も高く、波長が離れるにしたがってごくわずか
ずつ低下している領域である。これはある領域から急激
に低下する。そして狙いの波長に対して必要な反射率以
上となるように、本来、多層膜反射鏡の膜厚を原子層レ
ベルで完全に制御する必要がある。しかし実際には±1
%程度の膜厚誤差は生じるので狙いの波長と最も反射率
の高い波長はずれてしまう。例えば狙いの波長が1.3
μmの場合、膜厚制御が1%ずれたとき、最も反射率の
高い波長は13nmずれてしまう。よってこの高反射率
の帯域(ここでは反射率が狙いの波長に対して必要値以
上である領域)は広い方が望ましい。しかし中間層を厚
くするとこの帯域が狭くなる傾向にある。
In the multilayer mirror, there is a band having a high reflectance including the design wavelength (assuming that the film thickness can be completely controlled). It is referred to as a high-reflectance band (including a region where the reflectivity is equal to or more than a required value for a target wavelength). This is the region where the reflectance at the design wavelength is the highest and decreases very little as the wavelength increases. It drops off sharply from some area. Originally, it is necessary to completely control the film thickness of the multilayer mirror at the atomic layer level so that the reflectance is higher than the required reflectance for the target wavelength. But actually ± 1
Since a film thickness error of about% occurs, the target wavelength deviates from the wavelength having the highest reflectance. For example, if the target wavelength is 1.3
In the case of μm, when the film thickness control is shifted by 1%, the wavelength having the highest reflectance is shifted by 13 nm. Therefore, it is desirable that the band of the high reflectance (here, the region where the reflectance is equal to or more than a required value with respect to a target wavelength) is wide. However, thickening the intermediate layer tends to narrow this band.

【0044】このように本発明のようなレーザ発振波長
が1.1μm〜1.7μmの長波長帯面発光半導体レー
ザにおいて、このような半導体分布ブラッグ反射鏡の構
成を工夫、最適化することにより、反射率を高く維持し
たまま抵抗値を低減させることができるので、動作電
圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱防止
ならびに安定発振、少エネルギー駆動が可能となる。
As described above, in the long-wavelength surface emitting semiconductor laser having a laser oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm as in the present invention, the configuration of such a semiconductor distributed Bragg reflector is devised and optimized. Since the resistance value can be reduced while maintaining a high reflectance, the operating voltage, the oscillation threshold current, and the like can be reduced, so that heat generation of the laser element, stable oscillation, and low-energy driving can be achieved.

【0045】再び図1に戻り、最上部の、p−Alx
1-xAs(x=0)層は、電極とコンタクトを取るた
めのコンタクト層(p−コンタクト層)としての役割も
持っている。
Returning again to FIG. 1, the uppermost p-Al x G
The a 1-x As (x = 0) layer also has a role as a contact layer (p-contact layer) for making contact with the electrode.

【0046】ここで、量子井戸活性層のIn組成xは3
9%(Ga0.61In0.39As)とした。また量子井戸活性層の
厚さは7nmとした。なお量子井戸活性層は、GaAs
基板に対して約2.8%の圧縮歪を有していた。
Here, the In composition x of the quantum well active layer is 3
9% (Ga0.61In0.39As). The thickness of the quantum well active layer was 7 nm. The quantum well active layer is made of GaAs.
It had a compression strain of about 2.8% with respect to the substrate.

【0047】またこの面発光型半導体レーザ全体の成長
方法はMOCVD法で行った。この場合、格子緩和は見
られなかった。半導体レーザの各層を構成する原料に
は、TMA(トリメチルアルミニウム)、TMG(トリ
メチルガリウム)、TMI(トリメチルインジウム)、
AsH3(アルシン)、PH3(フォスフィン)を用い
た。また、キャリアガスにはH2を用いた。図1に示し
た素子の活性層(量子井戸活性層)のように歪が大きい
場合は、非平衡となる低温成長が好ましい。ここでは、
GaInAs層(量子井戸活性層)は550℃で成長さ
せている。ここで使用したMOCVD法は過飽和度が高
く高歪活性層の結晶成長に適している。またMBE法の
ような高真空を必要とせず、原料ガスの供給流量や供給
時間を制御すれば良いので量産性にも優れている。
The whole surface-emitting type semiconductor laser was grown by MOCVD. In this case, no lattice relaxation was observed. The materials constituting each layer of the semiconductor laser include TMA (trimethylaluminum), TMG (trimethylgallium), TMI (trimethylindium),
AsH 3 (arsine) and PH 3 (phosphine) were used. H 2 was used as a carrier gas. In the case where the strain is large as in the active layer (quantum well active layer) of the device shown in FIG. here,
The GaInAs layer (quantum well active layer) is grown at 550 ° C. The MOCVD method used here has a high degree of supersaturation and is suitable for crystal growth of a high strain active layer. In addition, high vacuum is not required as in the MBE method, and the supply flow rate and supply time of the source gas may be controlled.

【0048】またこの例では、電流経路外の部分をプロ
トン(H+)照射によって絶縁層(高抵抗部)を作っ
て、電流狭さく部を形成した。
In this example, a portion outside the current path was irradiated with protons (H + ) to form an insulating layer (high resistance portion), thereby forming a current narrowing portion.

【0049】そしてこの例では、上部反射鏡の最上部の
層であり上部反射鏡一部となっているp−コンタクト層
上に光出射部を除いてp側電極を形成し、基板の裏面に
n側電極を形成した。
In this example, a p-side electrode is formed on the p-contact layer, which is the uppermost layer of the upper reflecting mirror and is a part of the upper reflecting mirror, except for the light emitting portion, and is formed on the back surface of the substrate. An n-side electrode was formed.

【0050】この例では、上下反射鏡に挟まれた、キャ
リアが注入され再結合する活性領域(本実施例では上部
及び下部スペーサ層と多重量子井戸活性層とからなる共
振器)において、活性領域内にはAlを含んだ材料(II
I族に占める割合が1%以上)を用いず、さらに、下部
及び上部反射鏡の低屈折率層の最も活性層に近い層をG
xIn1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦1)の非
発光再結合防止層としている。キャリアは、活性層に最
も近くワイドギャップである上部及び下部反射鏡の低屈
折率層間に閉じ込められるので、活性領域のみをAlを
含まない層(III族に占める割合が1%以下)で構成し
ても活性領域に接する反射鏡の低屈折率層(ワイドギャ
ップ層)にAlを含んだ構造としたのでは、キャリアが
注入され再結合する時、この界面で非発光再結合が生じ
発光効率は低下してしまう。よって活性領域はAlを含
まない層で構成することが望ましい。
In this embodiment, the active region (in this embodiment, a resonator composed of the upper and lower spacer layers and the multiple quantum well active layer) sandwiched between the upper and lower reflectors and into which carriers are injected and recombined is used. In the material containing Al (II
The ratio of the low refractive index layer of the lower and upper reflecting mirrors closest to the active layer is G.
It is set to a x In 1-x P y As 1-y (0 <x <1,0 <y ≦ 1) non-radiative recombination preventing layer. Since the carriers are confined between the low-refractive index layers of the upper and lower reflecting mirrors which are closest to the active layer and have a wide gap, only the active region is constituted by a layer containing no Al (the percentage of group III is 1% or less). However, if the low-refractive index layer (wide gap layer) of the reflector in contact with the active region has a structure including Al, when carriers are injected and recombined, non-radiative recombination occurs at this interface, and the luminous efficiency is reduced. Will drop. Therefore, it is desirable that the active region be formed of a layer containing no Al.

【0051】またこのGaxIn1-xyAs1-y(0<x
<1、0<y≦1)層よりなる非発光再結合防止層は、
その格子定数がGaAs基板よりも小さく、引張り歪を
有している。
The Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x
The non-radiative recombination preventing layer composed of <1, 0 <y ≦ 1)
Its lattice constant is smaller than that of a GaAs substrate and has tensile strain.

【0052】エピタキシャル成長では下地の情報を反映
して成長するので基板表面に欠陥があると成長層へ這い
上がっていく。しかし歪層があるとそのような欠陥の這
い上がりが抑えられ効果があることが知られている。
In the epitaxial growth, since the growth is performed by reflecting the information of the base, if there is a defect on the surface of the substrate, it goes up to the growth layer. However, it is known that the presence of a strained layer is effective in preventing such defects from climbing.

【0053】上記欠陥が活性層に達すると発光効率を低
減させてしまう。また、歪を有する活性層では臨界膜厚
が低減し必要な厚さの層を成長できないなどの問題が生
じる。特に活性層の圧縮歪量が例えば2%以上と大きい
場合や、歪層の厚さ臨界膜厚より厚く成長する場合、低
温成長などの非平衡成長を行っても欠陥の存在で成長で
きないなど、特に問題となる。歪層があるとそのような
欠陥の這い上がりが抑えられるので、発光効率を改善し
たり、活性層の圧縮歪量が例えば2%以上の層を成長で
きたり、歪層の厚さを臨界膜厚より厚く成長することが
可能となる。
When the defect reaches the active layer, the luminous efficiency is reduced. In the case of an active layer having a strain, there arises a problem that the critical thickness is reduced and a layer having a required thickness cannot be grown. In particular, when the amount of compressive strain of the active layer is large, for example, 2% or more, or when the thickness of the strained layer is larger than the critical thickness, even if non-equilibrium growth such as low-temperature growth is performed, growth cannot be performed due to the presence of defects. This is particularly problematic. If a strained layer is present, such a defect can be prevented from climbing up, so that the luminous efficiency can be improved, a layer having a compressive strain of 2% or more of the active layer can be grown, or the thickness of the strained layer can be reduced to a critical film. It becomes possible to grow thicker than thick.

【0054】このGaxIn1-xyAs1-y(0<x<
1、0<y≦1)層は活性領域に接しており活性領域に
キャリアを閉じ込める役割も持っているが、GaxIn
1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦1)層は格子定
数が小さくなるほどバンドギャップエネルギーを大きく
取り得る。例えばGaxIn1-xP(y=1の場合)の場
合、xが大きくなりGaPに近づくと格子定数が大きく
なり、バンドギャップは大きくなる。バンドギャップE
gは、直接遷移でEg(Γ)=1.351+0.643x+0.786
2、間接遷移でEg(X)=2.24+0.02xと与えられ
ている。よって活性領域とGaxIn1-xyAs1-y(0
<x<1、0<y≦1)層のヘテロ障壁は大きくなるの
でキャリア閉じ込めが良好となり、しきい値電流低減、
温度特性改善などの効果がある。
This Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x <
1,0 <y ≦ 1) layer also has the role of carrier confinement in which the active region in contact with the active region but, Ga x an In
The 1-x Py As 1-y (0 <x <1, 0 <y ≦ 1) layer can have a larger band gap energy as the lattice constant decreases. For example, in the case of Ga x In 1-x P (when y = 1), as x increases and approaches x GaP, the lattice constant increases and the band gap increases. Band gap E
g is a direct transition, Eg (Γ) = 1.351 + 0.643x + 0.786
x 2 , and Eg (X) = 2.24 + 0.02x in the indirect transition. Therefore, the active region and Ga x In 1-x Py As 1-y (0
<X <1, 0 <y ≦ 1) The hetero barrier in the layer is large, so that the carrier confinement is good, the threshold current is reduced,
This has the effect of improving temperature characteristics.

【0055】さらにこのGaxIn1-xyAs1-y(0<
x<1、0<y≦1)層よりなる非発光再結合防止層
は、その格子定数がGaAs基板よりも大きく、圧縮歪
を有しており、かつ前記活性層の格子定数が前記Gax
In1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦1)層より
も大きく圧縮歪を有している。
Further, the Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <
x <1, 0 <y ≦ 1) The non-radiative recombination preventing layer has a larger lattice constant than the GaAs substrate, has a compressive strain, and has a lattice constant of the active layer of Ga x.
It has a larger compressive strain than the In 1-x Py As 1-y (0 <x <1, 0 <y ≦ 1) layer.

【0056】またこのGaxIn1-xyAs1-y(0<x
<1、0<y≦1)層の歪の方向が活性層と同じ方向な
ので、活性層が感じる実質的な圧縮歪量を低減する方向
に働く。歪が大きいほど外的要因の影響を受けやすいの
で、活性層の圧縮歪量が例えば2%以上と大きい場合
や、臨界膜厚を超えた場合に特に有効である。
The Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x
<1, 0 <y ≦ 1) Since the direction of strain of the layer is the same as that of the active layer, it acts in the direction of reducing the substantial amount of compressive strain felt by the active layer. The larger the strain is, the more easily affected by external factors. Therefore, it is particularly effective when the amount of compressive strain of the active layer is as large as 2% or more, or when it exceeds the critical film thickness.

【0057】例えば発振波長が1.3μm帯の面発光型
レーザはGaAs基板上に形成するのが好ましく、共振
器には半導体多層膜反射鏡を用いる場合が多く、トータ
ル厚さが5〜8μmで50〜80層の半導体層を活性層
成長前に成長する必要がある。(一方、端面発光型レー
ザの場合、活性層成長前のトータル厚さは2μm程度で
3層程度の半導体層を成長するだけで良い。)この場
合、高品質のGaAs基板を用いてもさまざまな原因
(一度発生した欠陥は基本的には結晶成長方向に這い上
がるし、ヘテロ界面での欠陥発生などがある)でGaA
s基板表面の欠陥密度に比べて活性層成長直前の表面の
欠陥密度はどうしても増えてしまう。活性層成長以前
に、歪層の挿入や、活性層が感じる実質的な圧縮歪量が
低減すると、活性層成長直前の表面にある欠陥の影響を
低減できるようになる。
For example, a surface emitting laser having an oscillation wavelength of 1.3 μm band is preferably formed on a GaAs substrate, and a semiconductor multilayer mirror is often used as a resonator, and the total thickness is 5 to 8 μm. It is necessary to grow 50 to 80 semiconductor layers before growing the active layer. (On the other hand, in the case of an edge-emitting laser, the total thickness before growing the active layer is about 2 μm, and it is only necessary to grow about three semiconductor layers.) In this case, even if a high-quality GaAs substrate is used, various methods are used. Due to the cause (defects once generated basically creep up in the crystal growth direction and defects are generated at the hetero interface).
The defect density on the surface immediately before the active layer growth is inevitably higher than the defect density on the s substrate surface. If the insertion of a strained layer or the substantial amount of compressive strain felt by the active layer is reduced before the growth of the active layer, the influence of defects on the surface immediately before the growth of the active layer can be reduced.

【0058】この例では、活性領域内及び反射鏡と活性
領域との界面にAlを含まない構成としたので、キャリ
ア注入時にAlに起因していた結晶欠陥が原因となる非
発光再結合がなくなり、非発光再結合が低減した。
In this example, since Al is not contained in the active region and at the interface between the reflector and the active region, non-radiative recombination caused by crystal defects caused by Al during carrier injection is eliminated. And non-radiative recombination was reduced.

【0059】前述のように、反射鏡と活性領域との界面
にAlを含まない構成とする、すなわち非発光再結合防
止層を設けることを、上下反射鏡ともに適用することが
好ましいが、一方の反射鏡に適用するだけでも効果があ
る。またこの例では、上下反射鏡とも半導体分布ブラッ
グ反射鏡としたが、一方の反射鏡を半導体分布ブラッグ
反射鏡とし、他方の反射鏡を誘電体反射鏡としても良
い。また前述の例では、反射鏡低屈折率層の最も活性層
に近い層のみをGaxIn1-xyAs1-y(0<x<1、
0<y≦1)の非発光再結合防止層としているが、複数
層のGaxIn1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦
1)を非発光再結合防止層としても良い。
As described above, it is preferable to apply a structure that does not contain Al at the interface between the reflector and the active region, that is, to provide a non-radiative recombination prevention layer for both the upper and lower reflectors. It is effective even when applied to a reflector. In this example, both the upper and lower reflecting mirrors are semiconductor distributed Bragg reflecting mirrors, but one reflecting mirror may be a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror and the other reflecting mirror may be a dielectric reflecting mirror. In the above-described example, only the layer closest to the active layer in the low-refractive index layer of the reflector is Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x <1,
Although a non-radiative recombination prevention layer of 0 <y ≦ 1) is used, a plurality of layers of Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x <1, 0 <y ≦
1) may be a non-radiative recombination preventing layer.

【0060】さらにこの例では、GaAs基板と活性層
との間の下部反射鏡にこの考えを適用し、活性層の成長
時に問題となる、Alに起因する結晶欠陥の活性層への
這い上がりによる悪影響が押さえられ、活性層を高品質
に結晶成長することができる。これらにより、発光効率
は高く、信頼性は実用上十分な面発光型半導体レーザが
得られた。また、半導体分布ブラッグ反射鏡の低屈折率
層のすべてではなく、少なくとも活性領域に最も近い部
分をAlを含まないGaxIn1-xyAs1-y(0<x<
1、0<y≦1)層としただけなので、反射鏡の積層数
を特に増加させることなく、上記効果を得ることができ
ている。
Further, in this example, this idea is applied to the lower reflector between the GaAs substrate and the active layer, and the crystal defect caused by Al, which is a problem during the growth of the active layer, rises into the active layer. The adverse effect is suppressed, and the active layer can be crystal-grown with high quality. As a result, a surface-emitting type semiconductor laser having high luminous efficiency and sufficient reliability for practical use was obtained. In addition, not all of the low refractive index layers of the semiconductor distributed Bragg reflector but at least a portion closest to the active region is Ga x In 1 -x Py As 1 -y (0 <x <
Since only 1, 0 <y ≦ 1) layers, the above-described effect can be obtained without particularly increasing the number of stacked reflectors.

【0061】このようにして製作した面発光型半導体レ
ーザの発振波長は約1.2μmであった。GaAs基板
上のGaInAsは、In組成の増加で長波長化するが
歪み量の増加をともない、従来1.1μmまでが長波長
化の限界と考えられていた(文献「IEEE Phot
onics.Technol.Lett.Vol.9
(1997)pp.1319−1321」参照)。
The oscillation wavelength of the surface emitting semiconductor laser manufactured as described above was about 1.2 μm. GaInAs on a GaAs substrate has a longer wavelength due to an increase in the In composition, but with an increase in the amount of strain. Conventionally, up to 1.1 μm has been considered to be the limit of a longer wavelength (see the document “IEEE Photo”).
onics. Technol. Lett. Vol. 9
(1997) p. 1319-1321 ").

【0062】しかしながら今回発明者が製作したよう
に、600℃以下の低温成長などの非平衡度の高い成長
法により高歪のGaInAs量子井戸活性層を従来より
厚くコヒーレント成長することが可能となり、波長は
1.2μmまで到達できた。なおこの波長はSi半導体
基板に対して透明である。従ってSi基板上に電子素子
と光素子を集積した回路チップにおいてSi基板を通し
た光伝送が可能となる。
However, as produced by the present inventors, a high strain GaInAs quantum well active layer can be grown coherently thicker than before by a growth method with a high degree of non-equilibrium, such as growth at a low temperature of 600 ° C. or less. Reached 1.2 μm. This wavelength is transparent to the Si semiconductor substrate. Therefore, light transmission through the Si substrate becomes possible in a circuit chip in which an electronic element and an optical element are integrated on the Si substrate.

【0063】以上の説明より明らかなようにIn組成が
大きい高圧縮歪のGaInAsを活性層に用いることに
より、GaAs基板上に長波長帯の面発光型半導体レー
ザを形成できることがわかった。
As is clear from the above description, it was found that a surface emitting semiconductor laser in a long wavelength band can be formed on a GaAs substrate by using GaInAs having a large In composition and a high compression strain as the active layer.

【0064】なお前述のように、このような面発光型半
導体レーザは、MOCVD法で成長させることができる
が、MBE法等の他の成長方法を用いることもできる。
また活性層の積層構造として、3重量子井戸構造(TQ
W)の例を示したが、他の井戸数の量子井戸を用いた構
造(SQW、MQW)等を用いることもできる。
As described above, such a surface emitting semiconductor laser can be grown by MOCVD, but other growth methods such as MBE can also be used.
In addition, a triple quantum well structure (TQ
Although the example of W) is shown, a structure (SQW, MQW) using a quantum well of another number of wells or the like can be used.

【0065】レーザの構造も他の構造にしてもかまわな
い。また共振器長はλの厚さとしたがλ/2の整数倍と
することができる。望ましくはλの整数倍である。また
半導体基板としてGaAsを用いた例を示したが、In
Pなどの他の半導体基板を用いた場合でも上記の考え方
を適用できる。反射鏡の周期は他の周期でも良い。
The structure of the laser may be another structure. Although the length of the resonator is set to the thickness of λ, it can be set to an integral multiple of λ / 2. Desirably, it is an integral multiple of λ. Also, an example in which GaAs is used as the semiconductor substrate has been described.
The above concept can be applied even when another semiconductor substrate such as P is used. The period of the reflecting mirror may be another period.

【0066】なおこの例では活性層として、主たる元素
がGa、In、Asよりなる層、すなわちGaxIn1-x
As(GaInAs活性層)の例を示したが、より長波
長のレーザ発振を行うためには、Nを添加し主たる元素
がGa、In、N、Asからなる層(GaInNAs活
性層)とすればよい。
In this example, as the active layer, a layer whose main element is Ga, In, and As, that is, Ga x In 1 -x
Although an example of As (GaInAs active layer) has been described, in order to perform laser oscillation of a longer wavelength, a layer (GaInNAs active layer) in which N is added and the main element is Ga, In, N, and As is used. Good.

【0067】実際にGaInNAs活性層の組成を変え
ることにより、1.3μm帯、1.55μm帯のそれぞ
れにおいて、レーザ発振を行うことが可能であった。組
成を検討することにより、さらに長波長の例えば1.7
μm帯の面発光レーザも可能となる。
By actually changing the composition of the GaInNAs active layer, it was possible to perform laser oscillation in each of the 1.3 μm band and the 1.55 μm band. By studying the composition, a longer wavelength, for example, 1.7
A surface emitting laser in the μm band is also possible.

【0068】また、活性層にGaAsSbを用いてもG
aAs基板上に1.3μm帯面発光レーザを実現でき
る。このように波長1.1μm〜1.7μmの半導体レ
ーザは従来適した材料がなかったが、活性層に高歪のG
aInAs、GaInNAs、GaAsSbを用い、か
つ、非発光再結合防止層を設けることにより、従来安定
発振が困難であった波長1.1μm〜1.7μm帯の長
波長領域において、高性能な面発光レーザを実現できる
ようになった。
Further, when GaAsSb is used for the active layer,
A 1.3 μm band surface emitting laser can be realized on an aAs substrate. As described above, a semiconductor laser having a wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm has not conventionally been available with a suitable material.
By using aInAs, GaInNAs, and GaAsSb, and providing a non-radiative recombination preventing layer, a high-performance surface emitting laser in a long wavelength region of the 1.1 μm to 1.7 μm band where stable oscillation has been difficult in the past. Can be realized.

【0069】次に本発明の光送受信システムに適用され
る発光素子である長波長帯面発光型半導体レーザの他の
構成について、図3を用いて説明する。
Next, another configuration of a long wavelength band surface emitting semiconductor laser which is a light emitting element applied to the optical transmitting / receiving system of the present invention will be described with reference to FIG.

【0070】この場合も図1の場合と同様に面方位(1
00)のn−GaAs基板を使用している。それぞれの
媒質内における発振波長λの1/4倍の厚さ(λ/4の
厚さ)でn−AlxGa1-xAs(x=0.9)とn−A
xGa1-xAs(x=0)を交互に35周期積層したn
−半導体分布ブラッグ反射鏡(Al0.9Ga0.1As/GaAs下部
反射鏡)を形成し、その上にλ/4の厚さのn−Gax
In1-xyAs1-y(x=0.5、y=1)層を積層し
た。この例ではn−GaxIn1-xyAs1-y(x=0.
5、y=1)層も下部反射鏡の一部であり低屈折率層と
なっている。
In this case as well, as in the case of FIG.
00) is used. N-Al x Ga 1 -x As (x = 0.9) and n-A at a thickness of 1/4 (λ / 4 thickness) of the oscillation wavelength λ in each medium.
n in which l x Ga 1-x As (x = 0) are alternately stacked for 35 periods
Forming a semiconductor distributed Bragg reflector (Al 0.9 Ga 0.1 As / GaAs lower reflector) on which a λ / 4 thick n-Ga x
In 1-x P y As 1 -y (x = 0.5, y = 1) was laminated layer. In this example n-Ga x In 1-x P y As 1-y (x = 0.
5, y = 1) layer is also a part of the lower reflecting mirror and is a low refractive index layer.

【0071】そしてその上に、アンドープ下部GaAs
スペーサ層と、3層のGaxIn1-xyAs1-y量子井戸
層である活性層(量子井戸活性層)とGaAsバリア層
(15nm)から構成される多重量子井戸活性層(この
例では3重量子井戸(TQW))と、アンドープ上部Ga
Asスペーサ層とが積層されて、媒質内における発振波
長の1波長分の厚さ(λの厚さ)の共振器を形成してい
る。
On top of that, undoped lower GaAs
A multi-quantum well active layer (a quantum well active layer) composed of a spacer layer, an active layer (quantum well active layer) which is a three-layer Ga x In 1-x N y As 1-y quantum well layer, and a GaAs barrier layer (15 nm). In the example, triple quantum well (TQW)) and undoped upper Ga
An As spacer layer is laminated to form a resonator having a thickness (λ thickness) of one oscillation wavelength in the medium.

【0072】さらにその上に、p−半導体分布ブラッグ
反射鏡(上部反射鏡)が形成されている。上部反射鏡
は、被選択酸化層となるAlAs層を、GaInP層と
AlGaAs層で挟んだ3λ/4の厚さの低屈折率層
(厚さが(λ/4−15nm)のCドープp−Gax
1-xyAs1-y(x=0.5、y=1)層、Cドープ
p−Al zGa1-zAs(z=1)被選択酸化層(厚さ3
0nm)、厚さが(2λ/4−15nm)のCドープp
−AlxGa1-xAs層(x=0.9))と、厚さがλ/
4のGaAs層(1周期)と、Cドープのp−Alx
1-xAs層(x=0.9)とp−AlxGa1-xAs
(x=0)層をそれぞれの媒質内における発振波長の1
/4倍の厚さで交互に積層した周期構造(22周期)と
から構成されている半導体分布ブラッグ反射鏡(Al0.9G
a0.1As/GaAs上部反射鏡)である。
Further, a p-semiconductor distributed Bragg
A reflecting mirror (upper reflecting mirror) is formed. Top reflector
Is a method in which an AlAs layer to be a selectively oxidized layer is formed as a GaInP layer.
Low refractive index layer having a thickness of 3λ / 4 sandwiched between AlGaAs layers
(C-doped p-Ga having a thickness of (λ / 4-15 nm)xI
n1-xPyAs1-y(X = 0.5, y = 1) layer, C-doped
p-Al zGa1-zAs (z = 1) selective oxidation layer (thickness 3
0 nm) and a C-doped p having a thickness of (2λ / 4-15 nm)
-AlxGa1-xAs layer (x = 0.9)) and the thickness is λ /
4 GaAs layer (one period) and C-doped p-AlxG
a1-xAs layer (x = 0.9) and p-AlxGa1-xAs
The (x = 0) layer has an oscillation wavelength of 1 in each medium.
With a periodic structure (22 periods) alternately stacked with a thickness of / 4 times
Consisting of a semiconductor distributed Bragg reflector (Al0.9G
a0.1As / GaAs upper reflector).

【0073】なおこの例においても、図3では複雑にな
るので図示することは省略しているが、半導体分布ブラ
ッグ反射鏡の構造は、図2に示したような低屈折率層
(屈折率小の層)と高屈折率層(屈折率大の層)の間
に、屈折率が小と大の間の値をとる材料層AlzGa1-z
As(0≦y<z<x≦1)を設けたものである。
Also in this example, although not shown in FIG. 3 because it becomes complicated in FIG. 3, the structure of the semiconductor distributed Bragg reflector has a low refractive index layer (low refractive index layer) as shown in FIG. Layer) and a high refractive index layer (high refractive index layer), a material layer Al z Ga 1-z having a refractive index between low and high
As (0 ≦ y <z <x ≦ 1) is provided.

【0074】そして、最上部の、p−AlxGa1-xAs
(x=0)層は、電極とコンタクトを取るためのコンタ
クト層(p−コンタクト層)としての役割も持たせてい
る。
The uppermost p-Al x Ga 1 -x As
The (x = 0) layer also serves as a contact layer (p-contact layer) for making contact with the electrode.

【0075】ここで量子井戸活性層のIn組成xは37
%、N(窒素)組成は0.5%とした。また量子井戸活
性層の厚さは7nmとした。
Here, the In composition x of the quantum well active layer is 37
%, And the N (nitrogen) composition was 0.5%. The thickness of the quantum well active layer was 7 nm.

【0076】またこの面発光型半導体レーザの成長方法
はMOCVD法で行った。半導体レーザの各層を構成す
る原料には、TMA(トリメチルアルミニウム)、TM
G(トリメチルガリウム)、TMI(トリメチルインジ
ウム)、AsH3(アルシン)、PH3(フォスフィ
ン)、そして窒素の原料にはDMHy(ジメチルヒドラ
ジン)を用いた。DMHyは低温で分解するので600
℃以下のような低温成長に適しており、特に低温成長の
必要な歪みの大きい量子井戸層を成長する場合に好まし
い。なおキャリアガスにはH2を用いた。
The surface-emitting type semiconductor laser was grown by MOCVD. The materials constituting each layer of the semiconductor laser include TMA (trimethylaluminum), TM
G (trimethyl gallium), TMI (trimethyl indium), AsH 3 (arsine), PH 3 (phosphine), and DMHy (dimethylhydrazine) were used as raw materials for nitrogen. DMHy decomposes at low temperature, so 600
It is suitable for low-temperature growth at a temperature of less than or equal to ° C., and is particularly preferable when growing a quantum well layer having a large strain that requires low-temperature growth. Note that H 2 was used as a carrier gas.

【0077】またこの例では、GaInNAs層(量子
井戸活性層)は540℃で成長した。MOCVD法は過
飽和度が高くNと他のV族を同時に含んだ材料の結晶成
長に適している。またMBE法のような高真空を必要と
せず、原料ガスの供給流量や供給時間を制御すれば良い
ので量産性にも優れている。
In this example, the GaInNAs layer (quantum well active layer) was grown at 540 ° C. The MOCVD method has a high degree of supersaturation and is suitable for crystal growth of a material containing N and another V group simultaneously. In addition, high vacuum is not required as in the MBE method, and the supply flow rate and supply time of the source gas may be controlled.

【0078】さらにこの例では、所定の大きさのメサ部
分をp−GaxIn1-xyAs1-y(x=0.5、y=
1)層に達するまで、p−AlzGa1-zAs(z=1)
被選択酸化層の側面を露出させて形成し、側面の現れた
AlzGa1-zAs(z=1)層を水蒸気で側面から酸化
してAlxy電流狭さく層を形成している。
[0078] Further in this example, the predetermined size mesa portion of the p-Ga x In 1-x P y As 1-y (x = 0.5, y =
Until reaching 1) layer, p-Al z Ga 1- z As (z = 1)
The selective oxidation layer is formed by exposing the side surface, and the Al x Ga 1 -z As (z = 1) layer on the side surface is oxidized from the side surface with water vapor to form an Al x O y current narrowing layer. .

【0079】最後にポリイミド(絶縁膜)でメサエッチ
ングで除去した部分を埋め込んで平坦化し、上部反射鏡
上のポリイミドを除去し、p−コンタクト層上に光出射
部を除いてp側電極を形成し、GaAs基板の裏面にn
側電極を形成した。
Finally, the portion removed by mesa etching with polyimide (insulating film) is buried and flattened, the polyimide on the upper reflector is removed, and a p-side electrode is formed on the p-contact layer except for the light emitting portion. And n on the back surface of the GaAs substrate.
Side electrodes were formed.

【0080】この例においては、被選択酸化層の下部に
上部反射鏡の一部としてGaxIn1 -xyAs1-y(0<
x<1、0<y≦1)層が挿入している。例えばウェッ
トエッチングの場合では、硫酸系エッチャントを用いれ
ば、AlGaAs系に対してGaInPAs系はエッチ
ング停止層として用いることができるため、GaxIn
1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦1)層が挿入さ
れていることで、選択酸化のためのメサエッチングの高
さを厳密に制御できる。このため、均一性、再現性を高
められ、低コスト化が図れる。
In this example, the lower part of the selectively oxidized layer
Ga as part of the top reflectorxIn1 -xPyAs1-y(0 <
x <1, 0 <y ≦ 1) layers are inserted. For example
In the case of etching, a sulfuric acid-based etchant is used.
For example, the GaInPAs system is an etch to the AlGaAs system.
Ga can be used as a stopping layer.xIn
1-xPyAs1-y(0 <x <1, 0 <y ≦ 1) layer inserted
The high mesa etching for selective oxidation.
Can be strictly controlled. Therefore, uniformity and reproducibility are improved.
Cost can be reduced.

【0081】またこの例の面発光型半導体レーザ(素
子)を一次元または二次元に集積した場合、素子製作時
における制御性が良好になることにより、アレイ内の各
素子の素子特性の均一性、再現性も極めて良好になると
いう効果がある。
When the surface-emitting type semiconductor laser (element) of this example is integrated one-dimensionally or two-dimensionally, the controllability at the time of manufacturing the element is improved, and the uniformity of the element characteristics of each element in the array is improved. In addition, there is an effect that reproducibility becomes extremely good.

【0082】なおこの例では、エッチングストップ層を
兼ねるGaxIn1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦
1)層を上部反射鏡側に設けたが、下部反射鏡側に設け
ても良い。
In this example, Ga x In 1-x Py As 1-y (0 <x <1, 0 <y ≦
1) Although the layer is provided on the upper reflecting mirror side, it may be provided on the lower reflecting mirror side.

【0083】またこの例においても、上下反射鏡に挟ま
れた、キャリアが注入され再結合する活性領域(本実施
例では上部及び下部スペーサ層と多重量子井戸活性層と
からなる共振器)において、活性領域内にはAlを含ん
だ材料を用いず、さらに下部及び上部反射鏡の低屈折率
層の最も活性層に近い層をGaxIn1-xyAs1-y(0
<x<1、0<y≦1)の非発光再結合防止層としてい
る。つまりこの例では、活性領域内及び反射鏡と活性領
域との界面に、Alを含まない構成としているので、キ
ャリア注入時に、Alに起因していた結晶欠陥が原因と
なる非発光再結合を低減させることができる。
Also in this example, in the active region (in this embodiment, a resonator composed of the upper and lower spacer layers and the multiple quantum well active layer) sandwiched between the upper and lower reflectors and into which carriers are injected and recombined, No material containing Al is used in the active region, and the lower refractive index layers of the lower and upper mirrors, which are closest to the active layer, are formed of Ga x In 1-x Py As 1-y (0
<X <1, 0 <y ≦ 1). That is, in this example, Al is not included in the active region and at the interface between the reflecting mirror and the active region, so that non-radiative recombination caused by crystal defects caused by Al during carrier injection is reduced. Can be done.

【0084】なお反射鏡と活性領域との界面にAlを含
まない構成を、この例のように上下反射鏡に適用するこ
とが好ましいが、いずれか一方の反射鏡に適用するだけ
でも効果がある。またこの例では、上下反射鏡とも半導
体分布ブラッグ反射鏡としたが、一方の反射鏡を半導体
分布ブラッグ反射鏡とし、他方の反射鏡を誘電体反射鏡
としても良い。
It is preferable to apply a configuration in which Al is not contained at the interface between the reflecting mirror and the active region to the upper and lower reflecting mirrors as in this example, but it is effective to apply it to only one of the reflecting mirrors. . In this example, both the upper and lower reflecting mirrors are semiconductor distributed Bragg reflecting mirrors, but one reflecting mirror may be a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror and the other reflecting mirror may be a dielectric reflecting mirror.

【0085】さらにこの例でも、GaAs基板と活性層
との間の下部反射鏡に図1の例の場合と同様の考えを適
用したので、活性層の成長時に問題となるAlに起因す
る結晶欠陥の活性層への這い上がりによる悪影響が押さ
えられ、活性層を高品質に結晶成長することができる。
Further, also in this example, the same idea as in the example of FIG. 1 was applied to the lower reflector between the GaAs substrate and the active layer, so that crystal defects caused by Al which became a problem during the growth of the active layer. Of the active layer is suppressed, and crystal growth of the active layer with high quality can be achieved.

【0086】なお、このような非発光再結合防止層は、
図1、図3のいずれの構成においても半導体分布ブラッ
グ反射鏡の一部を構成するので、その厚さは、媒質内に
おける発振波長λの1/4倍の厚さ(λ/4の厚さ)と
している。あるいはそれを複数層も設けても良い。
Incidentally, such a non-radiative recombination preventing layer is
1 and 3, a part of the semiconductor distributed Bragg reflector is formed, and its thickness is 、 of the oscillation wavelength λ in the medium (thickness of λ / 4). ). Alternatively, a plurality of layers may be provided.

【0087】以上の説明より明らかなように、このよう
な構成により、発光効率は高く、信頼性は実用上十分な
面発光型半導体レーザが得られた。また、半導体分布ブ
ラッグ反射鏡の低屈折率層のすべてではなく、少なくと
も活性領域に最も近い部分をAlを含まないGaxIn
1-xyAs1-y(0<x<1、0<y≦1)の非発光再
結合防止層としただけなので、反射鏡の積層数を特に増
加させることなく、上記効果を得ることができた。
As is clear from the above description, a surface-emitting type semiconductor laser having high luminous efficiency and sufficient reliability for practical use was obtained with such a configuration. Also, not all of the low refractive index layers of the semiconductor distributed Bragg reflector, but at least the portion closest to the active region is Ga x In containing no Al.
1-x Py As 1-y (0 <x <1, 0 <y ≦ 1) is used only as a non-radiative recombination prevention layer, so that the above-described effect can be obtained without particularly increasing the number of stacked reflectors. I was able to.

【0088】またこのような構成にしても、ポリイミド
の埋め込みは容易であるので、配線(この例ではp側電
極)が段切れしにくく、素子の信頼性は高いものが得ら
れる。
In addition, even in such a configuration, since the polyimide can be easily embedded, the wiring (p-side electrode in this example) is hardly disconnected, and a device having high reliability can be obtained.

【0089】このように製作した面発光型半導体レーザ
の発振波長は約1.3μmであった。
The oscillation wavelength of the surface emitting semiconductor laser manufactured as described above was about 1.3 μm.

【0090】この例では、主たる元素がGa、In、
N、Asからなる層を活性層に用いた(GaInNAs
活性層)ので、GaAs基板上に長波長帯の面発光型半
導体レーザを形成できた。またAlとAsを主成分とし
た被選択酸化層の選択酸化により電流狭さくを行ったの
で、しきい値電流は低かった。
In this example, the main elements are Ga, In,
A layer composed of N and As was used as an active layer (GaInNAs
As a result, a long-wavelength surface emitting semiconductor laser could be formed on the GaAs substrate. Further, the current was narrowed by selective oxidation of the selectively oxidized layer containing Al and As as main components, so that the threshold current was low.

【0091】被選択酸化層を選択酸化したAl酸化膜か
らなる電流狭さく層を用いた電流狭さく構造によると、
電流狭さく層を活性層に近づけて形成することで電流の
広がりを抑えられ、大気に触れない微小領域に効率良く
キャリアを閉じ込めることができる。更に酸化してAl
酸化膜となることで屈折率が小さくなり凸レンズの効果
でキャリアの閉じ込められた微小領域に効率良く光を閉
じ込めることができ、極めて効率が良くなり、しきい値
電流は低減できる。また容易に電流狭さく構造を形成で
きることから、製造コストを低減できる。
According to the current narrowing structure using the current narrowing layer made of the Al oxide film obtained by selectively oxidizing the selectively oxidized layer,
By forming the current narrowing layer close to the active layer, the spread of current can be suppressed, and carriers can be efficiently confined in a minute region that is not exposed to the atmosphere. Further oxidized to Al
By forming an oxide film, the refractive index is reduced, and light can be efficiently confined in a minute region in which carriers are confined by the effect of the convex lens, and the efficiency is extremely improved, and the threshold current can be reduced. In addition, since the current narrowing structure can be easily formed, the manufacturing cost can be reduced.

【0092】以上の説明から明らかなように図3のよう
な構成においても図1の場合と同様に、1.3μm帯の
面発光型半導体レーザを実現でき、しかも低消費電力で
低コストの素子が得られる。
As is clear from the above description, a 1.3 μm band surface emitting semiconductor laser can be realized in the configuration as shown in FIG. 3, as in FIG. Is obtained.

【0093】なお、図3の面発光型半導体レーザも図1
の場合と同様にMOCVD法で成長させることができる
が、MBE法等の他の成長方法を用いることもできる。
また窒素の原料に、DMHyを用いたが、活性化した窒
素やNH3等他の窒素化合物を用いることもできる。
The surface emitting semiconductor laser shown in FIG.
The growth can be performed by the MOCVD method as in the case of the above, but another growth method such as the MBE method can also be used.
Although DMHy is used as a nitrogen source, activated nitrogen and other nitrogen compounds such as NH 3 can be used.

【0094】さらに活性層の積層構造として3重量子井
戸構造(TQW)の例を示したが、他の井戸数の量子井
戸を用いた構造(SQW、DQW、MQW)等を用いる
こともできる。レーザの構造も他の構造にしてもかまわ
ない。
Further, an example of a triple quantum well structure (TQW) has been shown as the laminated structure of the active layer, but a structure using other quantum wells (SQW, DQW, MQW) or the like can also be used. The structure of the laser may be another structure.

【0095】また図3の面発光型半導体レーザにおい
て、GaInNAs活性層の組成を変えることで、1.
55μm帯、更にはもっと長波長の1.7μm帯の面発
光型半導体レーザも可能となる。GaInNAs活性層
にTl、Sb、Pなど他のIII−V族元素が含まれてい
てもかまわない。また活性層にGaAsSbを用いて
も、GaAs基板上に1.3μm帯の面発光型半導体レ
ーザを実現できる。
In the surface-emitting type semiconductor laser shown in FIG. 3, by changing the composition of the GaInNAs active layer, 1.
A surface emitting semiconductor laser in the 55 μm band, and even in the longer wavelength 1.7 μm band, is also possible. The GaInNAs active layer may contain other III-V elements such as Tl, Sb, and P. Also, even if GaAsSb is used for the active layer, a 1.3 μm band surface emitting semiconductor laser can be realized on a GaAs substrate.

【0096】なお活性層にGaInAsを用いた場合、
従来1.1μmまでが長波長化の限界と考えられていた
が、600℃以下の低温成長により高歪のGaInAs
量子井戸活性層を従来よりも厚く成長することが可能と
なり、波長は1.2μmまで到達できる。このように、
波長1.1μm〜1.7μmの半導体レーザは従来適し
た材料がなかったが、活性層に高歪のGaInAs、G
aInNAs、GaAsSbを用い、かつ非発光再結合
防止層を設けることにより、従来安定発振が困難であっ
た波長1.1μm〜1.7μm帯の長波長領域におい
て、高性能な面発光レーザを実現できるようになり、光
通信システムへの応用ができるようになった。
When GaInAs is used for the active layer,
Conventionally, up to 1.1 μm has been considered to be the limit of increasing the wavelength.
The quantum well active layer can be grown thicker than before, and the wavelength can reach up to 1.2 μm. in this way,
Conventionally, there is no suitable material for the semiconductor laser having a wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, but GaInAs, G
By using aInNAs and GaAsSb and providing a non-radiative recombination prevention layer, a high-performance surface-emitting laser can be realized in the long wavelength region of the 1.1 μm to 1.7 μm wavelength band where stable oscillation has conventionally been difficult. As a result, application to optical communication systems has become possible.

【0097】図4はこのような長波長帯面発光半導体レ
ーザ素子を、面方位(100)のn−GaAsウエハに
多数のチップとして形成した例、ならびにレーザ素子チ
ップを示したものである。ここで示したレーザ素子チッ
プには、1〜n個のレーザ素子が形成されているが、そ
の個数nはその用途に応じて、数ならびに配列方法が決
められる。
FIG. 4 shows an example in which such a long wavelength band surface emitting semiconductor laser device is formed as a large number of chips on an n-GaAs wafer having a (100) plane orientation, and a laser device chip. In the laser element chip shown here, 1 to n laser elements are formed, and the number n and the arrangement method are determined according to the application.

【0098】図5は長波長帯面発光半導体レーザを用い
た高出力光源の一例であり、図中、▲印はレーザ光出射
方向を示すものである。ここで一つのレーザ素子はその
出射光の一部が、他のレーザ素子に光学的に結合される
ことにより、出射する個々のレーザ光の位相は同期し、
図示しない後段の光学系により、単一のレーザ光のよう
に種々のビームに変換が可能である。例えば、同位相で
そろった光の場合は微小スポットへ集光可能で、光ファ
イバとのカップリングが可能である。図6により具体的
な構造を示す。本実施例では活性層を挟んで設けている
上記半導体多層膜反射鏡の一方(本実施例では基板側)
を活性層と所定の距離はなれた素子基板表面に各素子共
通に形成し、さらにその上に共通電極を設けた構造とし
ている。今、各素子に電流を注入してレーザ発振を起こ
させたとすると、各共振器内で多重反射して各活性層を
往復する光はその回折効果で活性層で微小スポットを形
成し、反射鏡付近で広がるビーム形状を有する。所定の
近傍に置かれた素子間では、前記基板上に設けた反射鏡
での反射光の一部は回折効果により、近接した他のレー
ザ素子に入射する。そのとき、前記入射光がこの素子に
おいて発振可能な位相条件を満たすように、前記共通反
射鏡と活性層とを所望な距離に設けていると、このレー
ザ素子は注入同期されて、前記レーザ素子と同期の取れ
たレーザ発振を行うことになる。これにより、位相のそ
ろった、もしくは所定の位相ずれを有する複数本のレー
ザ光が得られる。
FIG. 5 shows an example of a high-output light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser. In the drawing, a mark ▲ indicates a laser light emitting direction. Here, one laser element is configured such that a part of the emitted light is optically coupled to another laser element, so that the phase of each emitted laser light is synchronized,
By a not-shown optical system at the subsequent stage, it is possible to convert into various beams like a single laser beam. For example, in the case of light having the same phase, the light can be focused on a minute spot and can be coupled with an optical fiber. FIG. 6 shows a specific structure. In the present embodiment, one of the semiconductor multilayer film reflecting mirrors provided with the active layer interposed therebetween (the substrate side in the present embodiment)
Are formed on the surface of the element substrate at a predetermined distance from the active layer, and are commonly formed for each element, and a common electrode is further provided thereon. Assuming that current is injected into each element to cause laser oscillation, the light that makes multiple reflections in each resonator and reciprocates in each active layer forms a small spot in the active layer due to its diffraction effect, and the reflecting mirror It has a beam shape that spreads out in the vicinity. A part of the light reflected by the reflecting mirror provided on the substrate between the elements placed in a predetermined vicinity enters another adjacent laser element due to a diffraction effect. At this time, if the common reflecting mirror and the active layer are provided at a desired distance so that the incident light satisfies a phase condition in which the laser element can oscillate, the laser element is injection-locked and the laser element is Laser oscillation synchronized with the above. As a result, a plurality of laser beams having the same phase or a predetermined phase shift can be obtained.

【0099】さらに図7に他の実施例を示す。本実施例
では共振器を形成する対の反射鏡とは別に、上記複数の
レーザを光学的に結合するための共通反射鏡を設けてい
る。このとき、お互いの光学的結合を強くするために、
基板側多層膜反射鏡の反射率を通常の単体で発振させる
ときの反射率よりも小さく設定しておく。これにより、
個々のレーザ発振を安定させるとともに、注入同期を可
能にしている。
FIG. 7 shows another embodiment. In this embodiment, a common reflecting mirror for optically coupling the plurality of lasers is provided separately from the pair of reflecting mirrors forming the resonator. At this time, in order to strengthen the optical coupling of each other,
The reflectivity of the substrate-side multilayer mirror is set to be smaller than the reflectivity when oscillating in a normal single body. This allows
In addition to stabilizing individual laser oscillations, injection locking is enabled.

【0100】また図8に他の実施例を示す。本実施例で
は、各レーザ素子の発振光の偏光方向をそろえるため、
例えば図8ではレーザ素子の形状を各結晶層に平行な断
面形状が楕円になるように形成している。これにより、
楕円の長軸方向に平行な偏光成分を有する偏光光での発
振を容易にし、各素子の長軸が平行になるように素子を
形成することにより、偏光方向をそろえて確実かつ安定
した注入同期を実現している。
FIG. 8 shows another embodiment. In this embodiment, in order to align the polarization directions of the oscillating light of each laser element,
For example, in FIG. 8, the shape of the laser element is formed such that the cross-sectional shape parallel to each crystal layer becomes elliptical. This allows
Oscillation with polarized light having a polarization component parallel to the long axis direction of the ellipse is facilitated, and the elements are formed so that the long axes of each element are parallel, so that the polarization direction is aligned and stable and stable injection locking Has been realized.

【0101】また図9に示すように結合用反射面に回折
格子などの偏向素子を集積することにより、レーザ素子
間隔を大きくすることも可能である。これにより、上記
実施例に示した正反射による反射角以上に伝搬光を大き
く偏向することが可能になり、素子間隔を開けることが
でき、各素子の熱的な影響を低減することが可能にな
り、素子の安定性、信頼性が向上する。
As shown in FIG. 9, by integrating a deflecting element such as a diffraction grating on the coupling reflecting surface, it is possible to increase the distance between the laser elements. As a result, it becomes possible to largely deflect the propagating light beyond the reflection angle due to the regular reflection shown in the above-described embodiment, it is possible to increase the element spacing, and to reduce the thermal influence of each element. This improves the stability and reliability of the device.

【0102】さらに図10およびに図11に他の実施例
を示す。本実施例では図10に示すようにレーザ出射端
に空間変調素子を設け、出射する各レーザ光の位相をこ
の空間変調素子により位相変調して、所望の位相関係を
有するビーム群を生成する。例えば、図11に示すよう
に空間変調素子に所定の各領域(以下ドットと呼ぶ)が
独立に駆動可能な液晶素子を用いる。各ドットは対応す
るレーザ素子の出射ビーム光路上になるように設置して
なり、各ドットに電圧が印加されると充填されている液
晶分子が電界に沿って整列する。このとき、印加電圧に
より液晶分子の整列角度が変化し、等価的に通過するレ
ーザビームに対する等価屈折率が変化する。これによ
り、各ビームは印加電圧による位相変調を受けることに
なる。各位相が少しずつ変化するように空間変調素子の
各ドットへの印加電圧を制御すると、その合成出力光は
所定の方向に偏向することになり、出力光の偏向機能を
本レーザ光源に付加することが可能になる。
FIGS. 10 and 11 show another embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 10, a spatial modulation element is provided at the laser emission end, and the phase of each emitted laser beam is phase-modulated by the spatial modulation element to generate a beam group having a desired phase relationship. For example, as shown in FIG. 11, a liquid crystal element in which predetermined regions (hereinafter, referred to as dots) can be independently driven is used for the spatial light modulator. Each dot is set so as to be on the optical path of the emission beam of the corresponding laser element. When a voltage is applied to each dot, the filled liquid crystal molecules are aligned along the electric field. At this time, the alignment angle of the liquid crystal molecules changes according to the applied voltage, and the equivalent refractive index for the laser beam that passes equivalently changes. As a result, each beam undergoes phase modulation by the applied voltage. If the voltage applied to each dot of the spatial light modulator is controlled so that each phase changes little by little, the combined output light will be deflected in a predetermined direction, and the output light deflection function will be added to the present laser light source. It becomes possible.

【0103】[0103]

【発明の効果】(請求項1に対応した効果)コンピュー
タ・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光フ
ァイバー通信が期待されているレーザ発振波長が1.1
μm帯〜1.7μm帯の分野において、動作電圧、発振
閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定
した発振ができる面発光型半導体レーザおよびそれを用
いた通信システムが存在しなかったが、本発明のように
半導体分布ブラッグ反射鏡を工夫することにより、動作
電圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も
少なく安定した発振ができ、また低コストで実用的な光
通信システムに利用できるレーザ装置が実現できた。
(Effect corresponding to Claim 1) The laser oscillation wavelength at which optical fiber communication is expected, such as a computer network or a trunk system for long-distance large-capacity communication, is 1.1.
In the field of the μm band to the 1.7 μm band, there has been no surface emitting semiconductor laser capable of lowering the operating voltage, the oscillation threshold current and the like, generating less heat from the laser element and performing stable oscillation, and a communication system using the same. However, by devising a semiconductor distributed Bragg reflector as in the present invention, the operating voltage, oscillation threshold current, and the like can be reduced, the laser element generates less heat, and stable oscillation can be achieved. A laser device that can be used for the system was realized.

【0104】さらに、個々のレーザ素子の相互作用を利
用して高出力の光源を実現、従来にない高出力な高原を
提供することにより、高速で長距離伝送を可能とするに
利用できるレーザ装置が実現できた。
Furthermore, a laser device that can be used to enable high-speed long-distance transmission by realizing a high-output light source by utilizing the interaction of individual laser elements and providing an unprecedented high-output plateau. Was realized.

【0105】(請求項2に対応した効果)コンピュータ
・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光ファ
イバー通信が期待されているレーザ発振波長が1.1μ
m帯〜1.7μm帯の分野において、安定して使用でき
る長波長帯面発光半導体レーザおよびそれを用いた通信
システムが存在しなかったが、本発明のように、非発光
再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チ
ップとすることにより安定した発振が可能となり、これ
を発光光源とした実用的な光通信システムに利用できる
レーザ装置が実現できた。
(Effects Corresponding to Claim 2) The laser oscillation wavelength at which optical fiber communication is expected to be 1.1 μm, such as a computer network or a trunk system for long-distance large-capacity communication, is 1.1 μm.
In the field of m band to 1.7 μm band, there is no long wavelength band surface emitting semiconductor laser that can be used stably and a communication system using the same. By using the provided surface emitting semiconductor laser element chip, stable oscillation can be achieved, and a laser device which can be used in a practical optical communication system using this as a light source can be realized.

【0106】さらに、個々のレーザ素子の相互作用を利
用して高出力の光源を実現、従来にない高出力な高原を
提供することにより、高速で長距離伝送を可能とする光
通信システムに利用できるレーザ装置が実現できた。
Further, a high-power light source is realized by utilizing the interaction of individual laser elements, and an unprecedented high-power plateau is provided, so that it can be used in an optical communication system capable of high-speed long-distance transmission. Laser device that can be realized.

【0107】(請求項3に対応した効果)コンピュータ
・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光ファ
イバー通信が期待されているレーザ発振波長が1.1μ
m帯〜1.7μm帯の分野において、動作電圧、発振閾
値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定し
た発振ができる面発光型半導体レーザおよびそれを用い
た通信システムが存在しなかったが、本発明のように半
導体分布ブラッグ反射鏡を工夫することにより、動作電
圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少
なく安定した発振ができ、また低コストで実用的な光通
信システムが実現できた。
(Effect Corresponding to Claim 3) The laser oscillation wavelength at which optical fiber communication is expected to be 1.1 μm such as a computer network, a trunk system for long-distance large-capacity communication, etc.
In the field of the m band to 1.7 μm band, there has been no surface emitting semiconductor laser capable of lowering the operating voltage, the oscillation threshold current and the like, generating less heat of the laser element and performing stable oscillation, and a communication system using the same. However, by devising a semiconductor distributed Bragg reflector as in the present invention, the operating voltage, oscillation threshold current, and the like can be reduced, the laser element generates less heat, and stable oscillation can be achieved. The system has been realized.

【0108】さらに、個々のレーザ素子の相互作用を利
用して高出力の光源を実現、従来にない高出力な高原を
提供することにより、高速で長距離伝送を可能とする光
通信システムが実現できた。
Further, an optical communication system capable of high-speed and long-distance transmission is realized by realizing a high-output light source by utilizing the interaction between individual laser elements and providing an unprecedented high-output plateau. did it.

【0109】(請求項4に対応した効果)コンピュータ
・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光ファ
イバー通信が期待されているレーザ発振波長が1.1μ
m帯〜1.7μm帯の分野において、安定して使用でき
る長波長帯面発光半導体レーザおよびそれを用いた通信
システムが存在しなかったが、本発明のように、非発光
再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チ
ップとすることにより安定した発振が可能となり、これ
を発光光源とした実用的な光通信システムが実現でき
た。
(Effect Corresponding to Claim 4) The laser oscillation wavelength at which optical fiber communication is expected to be 1.1 μm, such as a computer network or a trunk system for long-distance large-capacity communication, is 1.1 μm.
In the field of m band to 1.7 μm band, there is no long wavelength band surface emitting semiconductor laser that can be used stably and a communication system using the same. By using the surface emitting semiconductor laser device chip thus provided, stable oscillation became possible, and a practical optical communication system using this as a light emitting light source was realized.

【0110】さらに、個々のレーザ素子の相互作用を利
用して高出力の光源を実現、従来にない高出力な高原を
提供することにより、高速で長距離伝送を可能とする光
通信システムが実現できた。
Furthermore, an optical communication system capable of high-speed and long-distance transmission is realized by providing a high-output light source utilizing the interaction of individual laser elements and providing an unprecedented high-output plateau. did it.

【0111】(請求項5に対応した効果)個々のレーザ
素子の相互作用を利用して、レーザ光の位相を同期させ
る方法を実現し、高出力なレーザ装置および光通信シス
テムが実現できた。
(Effect Corresponding to Claim 5) A method for synchronizing the phase of laser light by utilizing the interaction of individual laser elements was realized, and a high-power laser device and an optical communication system were realized.

【0112】(請求項6に対応した効果)個々のレーザ
素子の相互作用を利用して、レーザ光の位相を同期させ
る方法を実現し、高出力なレーザ装置および光通信シス
テムが実現できた。
(Effect Corresponding to Claim 6) A method of synchronizing the phase of laser light by utilizing the interaction of individual laser elements was realized, and a high-power laser device and an optical communication system were realized.

【0113】(請求項7に対応した効果)個々のレーザ
光の偏光方向をそろえることにより、安定したレーザ出
力を可能にするレーザ装置および光通信システムが実現
できた。
(Effect Corresponding to Claim 7) By aligning the polarization directions of the individual laser beams, a laser device and an optical communication system capable of achieving stable laser output can be realized.

【0114】(請求項8に対応した効果)個々のレーザ
素子を回折格子による結合を実現することにより、素子
間隔を広げて安定性優れたレーザ装置および光通信シス
テムが実現できた。
(Effects Corresponding to Claim 8) By realizing coupling of individual laser elements by a diffraction grating, a laser device and an optical communication system having excellent stability by widening the element intervals can be realized.

【0115】(請求項9に対応した効果)個々のレーザ
光の位相を制御することによるビームの偏向などの付加
機能を一体化することレーザ装置および光通信システム
が実現できた。
(Effect Corresponding to Claim 9) A laser device and an optical communication system can be realized by integrating additional functions such as beam deflection by controlling the phase of each laser beam.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザの素子部の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an element part of a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザの半導体分布ブラッグ反射鏡の構成の部分断面
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a partial cross section of a configuration of a semiconductor distributed Bragg reflector of a long wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザの他の構成による素子部の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an element portion according to another configuration of the long wavelength band surface emitting semiconductor laser according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザ素子を形成したウエハ基板ならびにレーザ素子
チップを示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a wafer substrate and a laser element chip on which a long wavelength band surface emitting semiconductor laser element according to one embodiment of the present invention is formed.

【図5】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザによるレーザ光源の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザによるレーザ光源の素子断面図である。
FIG. 6 is an element cross-sectional view of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザによるレーザ光源の素子断面図である。
FIG. 7 is an element cross-sectional view of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザによるレーザ光源の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半導
体レーザによるレーザ光源の素子断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an element of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半
導体レーザによるレーザ光源の斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態に係る長波長帯面発光半
導体レーザによるレーザ光源の素子断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of an element of a laser light source using a long-wavelength band surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 健 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 和多田 篤行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 曳地 秀一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐藤 俊一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 鈴木 幸栄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 菅原 悟 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 関谷 卓朗 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐藤 新治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5F073 AA09 AA11 AA51 AA65 AA74 AB03 AB17 BA02 BA09 CA07 CA17 CB02 DA05 EA24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Kanai 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Miyagaki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Atsuyuki Watada 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Shuichi Hikichi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Shunichi Sato 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Yukie Suzuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Invention Satoru Sugawara 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Takuro Sekiya 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Company In Ricoh (72) Inventor Shinji Sato 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Company (reference) 5F073 AA09 AA11 AA51 AA65 AA74 AB03 AB17 BA02 BA09 CA07 CA17 CB02 DA05 EA24

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザチップと該レーザチップを配置し
てなるレーザ装置において、前記レーザチップは発振波
長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発生する活性
層を、主たる元素がGa、In、N、Asからなる層、
もしくはGa、In、Asよりなる層とし、レーザ光を
得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射
鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素
子チップであって、前記反射鏡はそれを構成する材料層
の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光波干渉に
よって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるととも
に、前記屈折率が小の材料層はAlxGa1-xAs(0<
x≦1)とし、前記屈折率が大の材料層はAlyGa1-y
As(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、かつ前記
屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の
値をとる材料層AlzGa1-zAs(0≦y<z<x≦
1)を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップを発
光光源としたレーザ装置であって、前記発光光源は、前
記レーザ素子を所定の密度に配置してなり、少なくとも
1つの前記レーザ素子からの出射光が、他の少なくとも
1つ以上の前記レーザ素子に伝搬可能な光学的結合手段
を設けてなることを特徴とするレーザ装置。
1. A laser device comprising a laser chip and a laser chip having the laser chip arranged therein, wherein the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and has an active layer for generating light, wherein the main element is Ga, A layer composed of In, N, and As;
Alternatively, a surface emitting semiconductor laser device chip having a resonator structure including a reflecting mirror provided on an upper portion and a lower portion of the active layer in order to obtain a laser beam as a layer made of Ga, In, and As, The reflecting mirror is a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror in which the refractive index of a material layer constituting the reflecting mirror periodically changes between small and large and reflects incident light by light wave interference, and the material layer having a small refractive index is Al x Ga 1-x As (0 <
x ≦ 1), and the material layer having a large refractive index is Al y Ga 1-y
A reflecting mirror having As (0 ≦ y <x ≦ 1), and a material layer Al z Ga 1 in which the refractive index takes a value between small and large between the material layers having small and large refractive indexes. -z As (0 ≦ y <z <x ≦
1) A laser device using a surface-emitting type semiconductor laser element chip provided with 1) as a light-emitting light source, wherein the light-emitting light source has a configuration in which the laser elements are arranged at a predetermined density. A laser device comprising: an optical coupling unit capable of transmitting outgoing light to at least one or more other laser elements.
【請求項2】 レーザチップと該レーザチップを配置し
てなるレーザ装置において、前記レーザチップは発振波
長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発生する活性
層を、主たる元素がGa、In、N、Asからなる層、
もしくはGa、In、Asよりなる層とし、レーザ光を
得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射
鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素
子チップであって、前記反射鏡はそれを構成する材料の
屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光波干渉によ
って反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるととも
に、前記屈折率が小の材料はAlxGa1-xAs(0<x
≦1)とし、前記屈折率が大の材料はAlyGa1-yAs
(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、前記活性層と
前記反射鏡の間にGaInPもしくはGaInPAsよ
りなる非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体
レーザ素子チップを発光光源としたレーザ装置であっ
て、前記発光光源は、前記レーザ素子を所定の密度に配
置してなり、少なくとも1つの前記レーザ素子からの出
射光が、他の少なくとも1つ以上の前記レーザ素子に伝
搬可能な光学的結合手段を設けてなることを特徴とする
レーザ装置。
2. A laser device comprising a laser chip and the laser chip, wherein the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and has an active layer for generating light, wherein the main element is Ga, A layer composed of In, N, and As;
Alternatively, a surface emitting semiconductor laser device chip having a resonator structure including a reflecting mirror provided on an upper portion and a lower portion of the active layer in order to obtain a laser beam as a layer made of Ga, In, and As, The reflecting mirror is a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror in which the refractive index of a material constituting the reflecting mirror periodically changes between small and large and reflects incident light by light wave interference, and the material having a small refractive index is Al x Ga 1. -x As (0 <x
≦ 1), and the material having a large refractive index is Al y Ga 1-y As.
(0 ≦ y <x ≦ 1), and emits light from a surface-emitting type semiconductor laser device chip having a non-radiative recombination prevention layer made of GaInP or GaInPAs between the active layer and the reflector. A laser device as a light source, wherein the light emitting light source includes the laser elements arranged at a predetermined density, and light emitted from at least one laser element is transmitted to at least one or more other laser elements. A laser device comprising optical coupling means capable of propagating.
【請求項3】 レーザチップと該レーザチップと接続さ
れる光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振
波長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発生する活
性層を、主たる元素がGa、In、N、Asからなる
層、もしくはGa、In、Asよりなる層とし、レーザ
光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた
反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レー
ザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを構成する材
料層の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光波干
渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であると
ともに、前記屈折率が小の材料層はAlxGa1-xAs
(0<x≦1)とし、前記屈折率が大の材料層はAly
Ga1-yAs(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、
かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と
大の間の値をとる材料層AlzGa1-zAs(0≦y<z
<x≦1)を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チッ
プを発光光源とした光通信システムであって、前記発光
光源は、前記レーザ素子を所定の密度に配置してなり、
少なくとも1つの前記レーザ素子からの出射光が、他の
少なくとも1つ以上の前記レーザ素子に伝搬可能な光学
的結合手段を設けてなることを特徴とする光通信システ
ム。
3. In a laser chip and an optical communication system connected to the laser chip, the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and has an active layer for generating light, wherein the main element is Ga, A surface emitting type having a layer structure of In, N, and As or a layer of Ga, In, and As and having a resonator structure including reflectors provided above and below the active layer to obtain a laser beam. A semiconductor laser element chip, wherein the reflecting mirror is a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror that periodically changes a refractive index of a material layer constituting the reflecting mirror to small / large and reflects incident light by light wave interference; The material layer having a small ratio is Al x Ga 1 -x As.
(0 <x ≦ 1) and then, the material layer of the refractive index is large is Al y
A reflecting mirror having Ga 1-y As (0 ≦ y <x ≦ 1),
And a material layer Al z Ga 1 -z As (0 ≦ y <z) in which the refractive index takes a value between small and large between the material layers with small and large refractive indexes.
<X ≦ 1) is an optical communication system using a surface-emitting type semiconductor laser device chip provided with a light-emitting light source, wherein the light-emitting light source includes the laser elements arranged at a predetermined density;
An optical communication system comprising an optical coupling unit capable of transmitting light emitted from at least one laser element to at least one other laser element.
【請求項4】 レーザチップと該レーザチップと接続さ
れる光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振
波長が1.1μm〜1.7μmであり、光を発生する活
性層を、主たる元素がGa、In、N、Asからなる
層、もしくはGa、In、Asよりなる層とし、レーザ
光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた
反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レー
ザ素子チップであって、前記反射鏡はそれを構成する材
料の屈折率が小/大と周期的に変化し入射光を光波干渉
によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとと
もに、前記屈折率が小の材料はAlxGa1-xAs(0<
x≦1)とし、前記屈折率が大の材料はAlyGa1-y
s(0≦y<x≦1)とした反射鏡であり、前記活性層
と前記反射鏡の間にGaInPもしくはGaInPAs
よりなる非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導
体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムで
あって、前記発光光源は、前記レーザ素子を所定の密度
に配置してなり、少なくとも1つの前記レーザ素子から
の出射光が、他の少なくとも1つ以上の前記レーザ素子
に伝搬可能な光学的結合手段を設けてなることを特徴と
する光通信システム。
4. In a laser chip and an optical communication system connected to the laser chip, the laser chip has an oscillation wavelength of 1.1 μm to 1.7 μm, and has an active layer for generating light, wherein the main element is Ga, A surface emitting type having a layer structure of In, N, and As or a layer of Ga, In, and As and having a resonator structure including reflectors provided above and below the active layer to obtain a laser beam. A semiconductor laser device chip, wherein the reflecting mirror is a semiconductor distributed Bragg reflecting mirror that periodically changes the refractive index of a material forming the reflecting mirror to small / large and reflects incident light by light wave interference; Is smaller than Al x Ga 1 -x As (0 <
x ≦ 1), and the material having a large refractive index is Al y Ga 1-y A
s (0 ≦ y <x ≦ 1), wherein GaInP or GaInPAs is provided between the active layer and the reflector.
An optical communication system using a surface-emitting type semiconductor laser device chip provided with a non-light-emitting recombination prevention layer comprising a light-emitting light source, wherein the light-emitting light source includes the laser elements arranged at a predetermined density, at least. An optical communication system, comprising: an optical coupling unit capable of transmitting light emitted from one laser element to at least one other laser element.
【請求項5】 前記発光光源は、活性層を挟んで設けた
反射鏡のうち、少なくとも一方の反射鏡が複数の発光素
子に対して共通の反射鏡として設けられていることを特
徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のレー
ザ、レーザ装置もしくは光通信システム。
5. The light source according to claim 1, wherein at least one of the reflecting mirrors provided with an active layer interposed therebetween is provided as a common reflecting mirror for a plurality of light emitting elements. Item 5. The laser, the laser device, or the optical communication system according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 前記発光光源は、活性層を挟んで設けた
反射鏡とは別に、複数の発光素子に対して共通の反射鏡
を設けていることを特徴とする請求項1から4のいずれ
か1項に記載のレーザ、レーザ装置もしくは光通信シス
テム。
6. The light emitting source according to claim 1, wherein a common reflecting mirror is provided for a plurality of light emitting elements, separately from a reflecting mirror provided with an active layer interposed therebetween. The laser, laser device, or optical communication system according to claim 1.
【請求項7】 前記発光光源は、前記各レーザ素子の発
振光の偏光が所定の方向になるような偏光制御手段が設
けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれ
か1項に記載のレーザ、レーザ装置もしくは光通信シス
テム。
7. The light-emitting light source according to claim 1, wherein the light-emitting light source is provided with polarization control means for causing the polarization of oscillation light of each of the laser elements to be in a predetermined direction. A laser, a laser device, or an optical communication system according to item 1.
【請求項8】 前記発光光源は、前記各レーザ素子間の
結合を回折機能を有する手段により行うことを特徴とす
る請求項1から7のいずれか1項に記載のレーザ、レー
ザ装置もしくは光通信システム。
8. The laser, laser device, or optical communication device according to claim 1, wherein the light emitting light source performs coupling between the laser elements by means having a diffraction function. system.
【請求項9】 前記発光光源は、前記発光素子の光路の
一部に屈折率が外部より制御可能な部材を設置してなる
ことを特徴とする請求項1〜8に記載のレーザ、レーザ
装置もしくは光通信システム。
9. The laser or laser device according to claim 1, wherein the light emitting light source is provided with a member whose refractive index can be controlled from the outside in a part of an optical path of the light emitting element. Or an optical communication system.
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