JP2003152272A - Dispersed phase shift structure distributed feedback semiconductor laser - Google Patents

Dispersed phase shift structure distributed feedback semiconductor laser

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JP2003152272A
JP2003152272A JP2001346159A JP2001346159A JP2003152272A JP 2003152272 A JP2003152272 A JP 2003152272A JP 2001346159 A JP2001346159 A JP 2001346159A JP 2001346159 A JP2001346159 A JP 2001346159A JP 2003152272 A JP2003152272 A JP 2003152272A
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region
phase shift
semiconductor laser
diffraction grating
distributed feedback
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Yokutou Kou
翊東 黄
Kenji Sato
健二 佐藤
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersed phase shift structure distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) which operates stably in a single mode, is high in slope efficiency, and has a large production tolerance. SOLUTION: This distributed feedback semiconductor laser carrying out optical feedback by a diffraction grating is equipped with an element which is divided into three regions 1, 2, and 3 in the lengthwise direction. The region 1 is set shorter than the region 3, and the diffraction grating is shifted in phase by λ/8 between the regions 1 and 2 and between the regions 2 and 3 respectively. With this setup, an internal electric field is dispersed to phase shifts at two spots, the phase shifts reside on the forward side, and light intensity concentrates in the forward side with asymmetrical distribution, so that front end face slope efficiency is improved. A distance between two phase shift spots is kept constant independently of a positional deviation that occurs when the element is cleaved, so that the characteristics of an element have a large tolerance for the deviation of a cleavage position, and a DFB-LD operating stably in a single mode and high in slope efficiency can be realized with high yield.

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】本発明は光伝送システムに用
いられる半導体レーザに関し、特に単一モード発振安定
性の高い位相シフト,分布帰還型半導体レーザに関す
る。さらにこれらのレーザが複数個アレー状に配置され
た半導体レーザアレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser used in an optical transmission system, and more particularly to a phase shift distributed feedback semiconductor laser having high single mode oscillation stability. Further, it relates to a semiconductor laser array in which a plurality of these lasers are arranged in an array.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の光伝送システムで用いられる半導
体レーザには、単一モード動作が要求されており、回折
格子を集積した分布帰還型半導体レーザ(以下、DFB
−LDという)が広く用いられている。特に単一縦モー
ド歩留まりの高い構造として、レーザ共振器中央で回折
格子の位相を半周期シフトさせたλ/4位相シフトDF
B−LDが用いられる。λ/4位相シフト構造は公知の
構造で、例えば、「1994年、オーム社刊、応用物理
学会編、半導体レーザ272頁、図12.12」に記載
されている。λ/4位相シフトDFB−LDは両端面に
無反射(以下、ARという)コーティングを施すことに
より、高い歩留まりで単一縦モード動作が得られるとい
う特徴がある。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser used in a general optical transmission system is required to operate in a single mode, and a distributed feedback semiconductor laser (hereinafter, referred to as DFB) integrated with a diffraction grating is required.
-LD) is widely used. In particular, as a structure with a high single longitudinal mode yield, a λ / 4 phase shift DF in which the phase of the diffraction grating is shifted by a half period in the center of the laser resonator.
B-LD is used. The λ / 4 phase shift structure is a known structure and is described, for example, in “1994, Ohmsha, Ltd., edited by Applied Physics Society, semiconductor laser, page 272, FIG. 12.12.”. The λ / 4 phase shift DFB-LD is characterized in that a single longitudinal mode operation can be obtained with a high yield by applying antireflection (hereinafter referred to as AR) coating on both end surfaces.

【0003】一方、位相シフトDFB−LDを直接変調
した場合や、外部からの反射戻り光が増大した場合に生
じる半導体レーザ共振器内部の屈折率の変動を抑制する
ために、位相シフト量を従来のλ/4シフトからλ/8
シフトにしたDFB−LDの発明(特許第318670
5号)や、電流注入時の単一縦モード安定性を改善する
ために3λ/8シフトにしたDFB−LDの発明(特開
昭63−032988号公報)があった。
On the other hand, in order to suppress the fluctuation of the refractive index inside the semiconductor laser resonator when the phase shift DFB-LD is directly modulated or when the reflected light from the outside is increased, the phase shift amount is conventionally set. Λ / 4 shift from λ / 8
Invention of shifted DFB-LD (Patent No. 318670)
No. 5) and the invention of DFB-LD with 3λ / 8 shift to improve the stability of the single longitudinal mode at the time of current injection (JP-A-63-032988).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のλ/4位相シフ
トDFB−LDでは高歩留まりで安定な単一モード特性
が得られるが、位相シフト位置が素子の中央にあり、か
つ両端面が無反射コーティングされた対称構造であるの
で、両端面から放射される光出力は基本的に等しく、位
相シフトのない均一回折格子構造よりも片端面あたりの
スロープ効率が低下する。したがって、出射側前端面か
ら十分な光出力を得るために、後端面に高反射(HR)
コーティングを形成した「非対称反射構造」や、λ/4
位相シフト位置を中央から前方にずらした、「非対称型
λ/4位相シフト構造」が提案されている(特開平05
−145194)。しかし、非対称反射構造では端面の
光の位相によって単一モード安定性が大きく変化してし
まうという問題があった。また、非対称型λ/4位相シ
フト構造においては、単一モード安定性及びスロープ効
率が位相シフト部の位置に強く依存するので、素子をへ
き開によって切り出す工程において、へき開位置のばら
つきに伴い素子特性が大きく変化してしまい、公差が厳
しいという問題があった。したがって、安定な単一モー
ドで高スロープ効率が得られ、かつ作製公差の大きいD
FB−LDが要求される。
In the conventional λ / 4 phase shift DFB-LD, stable single mode characteristics can be obtained with a high yield, but the phase shift position is in the center of the element and both end faces are non-reflective. Because of the coated symmetrical structure, the light output emitted from both end faces is basically equal, and the slope efficiency per one end face is lower than that of the uniform diffraction grating structure without phase shift. Therefore, in order to obtain a sufficient light output from the front facet on the emission side, high reflection (HR) is applied to the rear facet.
"Asymmetrical reflection structure" with coating, λ / 4
An “asymmetrical λ / 4 phase shift structure” has been proposed in which the phase shift position is shifted from the center to the front (Japanese Patent Laid-Open No. 05-2005).
-145194). However, the asymmetric reflection structure has a problem that the single-mode stability changes greatly depending on the phase of light on the end face. In addition, in the asymmetrical λ / 4 phase shift structure, the single mode stability and the slope efficiency strongly depend on the position of the phase shift portion, so that in the process of cutting out the device by cleavage, the device characteristics vary depending on the cleavage position. There has been a problem that the tolerances have changed due to large changes. Therefore, high slope efficiency can be obtained in a stable single mode, and D with a large manufacturing tolerance.
FB-LD is required.

【0005】本発明の目的は、安定な単一モードで高ス
ロープ効率が得られ、かつ作製公差の大きいDFB−L
Dを実現することである。
An object of the present invention is to provide a stable single mode with high slope efficiency and a large manufacturing tolerance.
It is to realize D.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の位相シフト構造
分布帰還型半導体レーザは、少なくとも活性層と回折格
子を有し、回折格子により光帰還を行う分布帰還型半導
体レーザにおいて、素子が前端面側から長さ方向に領域
1,領域2、…、領域nの順でn個(nは3以上の整
数)の領域に分けられ、(n−1)個ある各領域の境界
部において回折格子の位相がそれぞれλ/b1 、λ/b
2 、…λ/bn- 1 ずつシフトしており(b1 、b2 、…
n-1 は整数)、全体の位相シフト量(λ/b1 +λ/
2 + … +λ/bn-1 )が(m+1/4)λである
(mは整数)ことを特徴とする。
The phase-shift structure distributed feedback semiconductor laser of the present invention is a distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, and optical feedback is performed by the diffraction grating. From the side in the length direction, the region 1, the region 2, ..., The region n are divided into n (n is an integer of 3 or more) regions in this order, and the diffraction grating is provided at the boundary of each of the (n-1) regions. Of λ / b 1 and λ / b, respectively
2 , ... λ / b n- 1 are shifted by (b 1 , b 2 , ...
b n-1 is an integer), the total amount of phase shift (λ / b 1 + λ /
b 2 + ... + λ / b n-1 ) is (m + 1/4) λ (m is an integer).

【0007】あるいはまた、少なくとも活性層と回折格
子を有し、回折格子により光帰還を行う分布帰還型半導
体レーザにおいて、素子が前端面側から長さ方向に領域
1,領域2、領域3の順で3個の領域に分けられ、回折
格子の周期構造が領域1と領域2の境界部でλ/b1
領域2と領域3の境界部でλ/b2 位相シフトしており
(b1 、b2 は整数)、全体の位相シフト量(λ/b1
+λ/b2 )が(m+1/4)λである(mは整数)こ
とを特徴とする。
Alternatively, in a distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating and performing optical feedback by the diffraction grating, the device is arranged in the order of region 1, region 2 and region 3 in the length direction from the front end face side. Is divided into three regions, and the periodic structure of the diffraction grating is λ / b 1 at the boundary between region 1 and region 2,
The phase shift is λ / b 2 at the boundary between the regions 2 and 3 (b 1 and b 2 are integers), and the total phase shift amount (λ / b 1
+ Λ / b 2 ) is (m + 1/4) λ (m is an integer).

【0008】あるいはまた、少なくとも活性層と回折格
子を有し、回折格子により光帰還を行う分布帰還型半導
体レーザにおいて、素子が前端面側から長さ方向に領域
1,領域2、領域3の順で3個の領域に分けられ、回折
格子の周期構造が領域1と領域2、および領域2と領域
3の境界部でλ/8位相シフトしており、全体の位相シ
フト量がλ/4であることを特徴とする。
Alternatively, in a distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating and performing optical feedback by the diffraction grating, the device is arranged in the order of region 1, region 2 and region 3 in the length direction from the front end face side. Is divided into three regions, and the periodic structure of the diffraction grating is λ / 8 phase-shifted at the boundaries between the regions 1 and 2, and the regions 2 and 3, and the total phase shift amount is λ / 4. It is characterized by being.

【0009】あるいはまた、少なくとも活性層と回折格
子を有し、回折格子により光帰還を行う分布帰還型半導
体レーザにおいて、素子が前端面側から長さ方向に領域
1,領域2、…、領域nの順でn個(nは3以上の整
数)の領域に分けられ、(n−1)個ある各領域の境界
部において回折格子の位相がそれぞれλ/b1 、領域2
と領域3の境界部でλ/b2 位相シフトしており
(b1 、b2 は整数)、全体の位相シフト量(λ/b1
+λ/b2 )が(m+1/4)λである(mは整数)こ
とを特徴とする。
Alternatively, in a distributed feedback type semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating and performing optical feedback by the diffraction grating, the element is lengthwise from the front end face side in a region 1, a region 2, ..., A region n. In the order of n (n is an integer of 3 or more), and the phase of the diffraction grating is λ / b 1 and the region 2 at the boundary of each of the (n-1) regions.
And the region 3 has a λ / b 2 phase shift at the boundary (b 1 and b 2 are integers), and the total phase shift amount (λ / b 1
+ Λ / b 2 ) is (m + 1/4) λ (m is an integer).

【0010】あるいはまた、少なくとも活性層と回折格
子を有し、回折格子により光帰還を行う分布帰還型半導
体レーザにおいて、素子が前端面側から長さ方向に領域
1,領域2、…、領域nの順でn個(nは3以上の整
数)の領域に分けられ、(n−1)個ある各領域の境界
部において回折格子の位相がそれぞれλ/b1 、λ/b
2 、…λ/bn-1 ずつシフトしており(b1 、b2 、…
n-1 は整数)、全体の位相シフト量(λ/b1 +λ/
2 + … +λ/bn-1 )が(m+3/8)λである
(mは整数)ことを特徴とする。
Alternatively, at least the active layer and the diffraction grating
Distributed feedback semiconductor that has an element and performs optical feedback by a diffraction grating
In the body laser, the element is located in the longitudinal direction from the front end face side.
1, area 2, ..., Area n in the order n (n is 3 or more
(N-1) boundaries of each area
The phase of the diffraction grating is λ / b1, Λ / b
2, ... λ / bn-1It is shifting each (b1, B2, ...
bn-1Is an integer), and the total amount of phase shift (λ / b1+ Λ /
b2+ ... + λ / bn-1) Is (m + 3/8) λ
(M is an integer).

【0011】なお、上記の分布帰還型半導体レーザは、
領域1の長さが領域nの長さより短いこと、あるいは、
領域1の長さが領域3の長さより短いことが好ましく、
領域1の長さと領域2の長さの合計が領域3の長さに等
しいことも好ましい。
The distributed feedback semiconductor laser described above is
The length of region 1 is shorter than the length of region n, or
Preferably, the length of region 1 is shorter than the length of region 3,
It is also preferred that the sum of the lengths of region 1 and region 2 is equal to the length of region 3.

【0012】また、上記の分布帰還型半導体レーザは、
活性層の光学利得分布が長さ方向で回折格子と同じ周期
で変化する利得結合型回折格子構造を有することが好ま
しく、なおまた、上記の分布帰還型半導体レーザは、素
子両端面に無反射コーティング膜が形成され、端面反射
率が0.2%より低いことも好ましい。
The distributed feedback semiconductor laser described above is
It is preferable to have a gain coupling type diffraction grating structure in which the optical gain distribution of the active layer changes in the same direction as the diffraction grating in the length direction. Further, the above distributed feedback semiconductor laser has an antireflection coating on both end faces of the element. It is also preferred that a film is formed and the end face reflectance is lower than 0.2%.

【0013】また、分布帰還型半導体レーザアレイは、
上記各分布帰還型半導体レーザがそれぞれ複数個アレイ
状に配置され、それらの前方出力光を1本の光ファイバ
に集光する手段を集積したことを特徴とする。
Further, the distributed feedback semiconductor laser array is
A plurality of the distributed feedback semiconductor lasers are arranged in an array, and a means for condensing the front output light of the distributed feedback semiconductor lasers into one optical fiber is integrated.

【0014】(作用)以下に、図1〜図3を用いて、従
来例と比較しつつ本発明の原理について説明する。
(Operation) The principle of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0015】DFB−LDの微分量子効率ηd は、 ηd =ηi ・2αth/(2αth+α0 ) で与えられる。ここに、ηi は内部量子効率、α0 は内
部損失、αthはDFB−LDの反射鏡損失である。
The differential quantum efficiency η d of the DFB-LD is given by η d = η i · 2α th / (2α th + α 0 ). Here, η i is the internal quantum efficiency, α 0 is the internal loss, and α th is the DFB-LD reflecting mirror loss.

【0016】ηd は両端面からの光出力の合計に対応す
るので、各々の端面からの光出力に対するスロープ効率
については、端面での光出射強度から求めた前後端面で
の光出射強度比(ν)によりηd を割り振る必要があ
る。これは、DFB−LDの共振器内光強度分布が、回
折格子のないファブリペロー(FP)LDのように一様
でないことによるものである。したがってDFB−LD
の場合、回折格子構造の設計により共振器内部の光強度
分布を制御し、係数νを大きくすることによって、前端
面のスロープ効率を改善することが可能である。
Since η d corresponds to the sum of the light output from both end faces, the slope efficiency with respect to the light output from each end face is the ratio of the light output intensity at the front and back end faces ( It is necessary to allocate η d according to ν). This is because the light intensity distribution in the cavity of the DFB-LD is not uniform as in a Fabry-Perot (FP) LD without a diffraction grating. Therefore, DFB-LD
In this case, the slope efficiency of the front end face can be improved by controlling the light intensity distribution inside the resonator by designing the diffraction grating structure and increasing the coefficient ν.

【0017】図1(a)に従来の対称λ/4位相シフト
構造DFB−LD、(b)に従来の非対称λ/4位相シ
フト構造DFB−LD、(c)に本発明の分散位相シフ
ト構造DFB−LDの回折格子構造および内部光強度分
布を示す。
FIG. 1A shows a conventional symmetrical λ / 4 phase shift structure DFB-LD, FIG. 1B shows a conventional asymmetric λ / 4 phase shift structure DFB-LD, and FIG. 1C shows the distributed phase shift structure of the present invention. The diffraction grating structure and internal light intensity distribution of DFB-LD are shown.

【0018】従来の対称λ/4位相シフト構造において
は、λ/4位相シフト部が共振器の中央にあり、位相シ
フト部から見た左右領域のブラッグ波長に対する電界の
位相が整合するので、光がλ/4位相シフト周辺に強く
閉じ込められる。この場合、光強度分布はほぼ左右対称
になるので、両側からの光出力はほぼ等しい。片端面の
光出力スロープ効率は微分量子効率の半分となる。
In the conventional symmetric λ / 4 phase shift structure, the λ / 4 phase shift portion is located at the center of the resonator, and the phase of the electric field is matched with the Bragg wavelength in the left and right regions as seen from the phase shift portion. Is strongly confined around the λ / 4 phase shift. In this case, since the light intensity distribution is almost symmetrical, the light output from both sides is almost equal. The optical output slope efficiency of one end surface is half of the differential quantum efficiency.

【0019】従来の非対称λ/4位相シフト構造におい
ては、λ/4位相シフト位置を中央から前方に移動する
ので、光強度はλ/4位相シフト位置に引きずられるよ
うな形で前端面に集中し、前後端面の光出射強度比νが
1より大きくなり、前端面の光出力スロープ効率が増加
する。しかしながら、非対称型では内部光強度分布が位
相シフト部の素子中央からのシフト量Dによって決まる
ので、単一モード安定性及びスロープ効率も位相シフト
位置Dに強く依存する。へき開位置のずれによってDが
変化するので、素子特性に大きい影響が生じる。
In the conventional asymmetric λ / 4 phase shift structure, since the λ / 4 phase shift position is moved from the center to the front, the light intensity is concentrated on the front end face in such a way that it is dragged to the λ / 4 phase shift position. However, the light emission intensity ratio ν of the front and rear end faces becomes larger than 1, and the light output slope efficiency of the front end face increases. However, in the asymmetric type, since the internal light intensity distribution is determined by the shift amount D from the element center of the phase shift section, the single mode stability and slope efficiency also strongly depend on the phase shift position D. Since D changes depending on the deviation of the cleavage position, the device characteristics are greatly affected.

【0020】一方、本発明の分散位相シフト構造におい
ては、従来は中央1カ所にあったλ/4位相シフトの、
代わりに中央付近と前方の2箇所にλ/8位相シフトが
導入されており、従来は中央のλ/4位相シフト周辺に
閉じ込められた電界は2箇所のλ/8位相シフトに分散
される。位相シフトの位置が平均的に前方にあるので、
光強度分布は前方に集中するようになり、前端面スロー
プ効率を改善させる効果がある。一方、位相シフト部が
2箇所にあるので、へき開時の位置ずれによって素子端
面から位相シフト部までの距離D1 、D3 は影響を受け
るものの、位相シフト部間の距離D2 はへき開位置のば
らつきによらず一定となるので、非対称λ/4位相シフ
ト構造と比べて、素子特性のへき開位置ばらつきに対す
る公差が大きくなる。
On the other hand, in the dispersed phase shift structure of the present invention, the λ / 4 phase shift, which has been conventionally located at one center,
Instead, a λ / 8 phase shift is introduced at two points near the center and in the front, and conventionally, the electric field confined around the central λ / 4 phase shift is dispersed into the two λ / 8 phase shifts. Since the position of the phase shift is on average forward,
The light intensity distribution is concentrated on the front side, which has the effect of improving the front end face slope efficiency. On the other hand, since there are two phase shift parts, the distances D 1 and D 3 from the element end face to the phase shift parts are affected by the positional deviation at the time of cleavage, but the distance D 2 between the phase shift parts is Since it is constant regardless of the variation, the tolerance for the variation in the cleavage position of the element characteristics becomes larger than that of the asymmetric λ / 4 phase shift structure.

【0021】図2には、図1(a),(b)(c)の場
合における、スロープ効率(単位、W/A)及びサイド
モード抑圧比(SMSR)(単位、dB)の端面へき開
位置依存性の計算結果を示す。
FIG. 2 shows an end face cleavage position of slope efficiency (unit: W / A) and side mode suppression ratio (SMSR) (unit: dB) in the cases of FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c). The calculation result of dependence is shown.

【0022】素子長は450μm一定とし、端面残留反
射率は0.1%、κLは1.5の一般的な値とした。従
来の対称型(図中▲印)はλ/4位相シフト構造の共振
器中央にλ/4位相シフトを設け、また従来の非対称型
(図中□印)はλ/4位相シフト部の位置を中央から前
方に35μmずらした構造とした。一方本発明の分散型
構造(図中●印)はD1 /D2 /D3 =100μm/1
25μm/225μmとした。この3種類の構造につい
て、両端面のへき開位置ずれをそれぞれ−20μm,0
(設計値),+20μmの3通りに設定し、前後端面合わ
せて3×3の9通りの場合について計算した。分散型構
造は従来λ/4シフト構造と比べてSMSRが多少低下
するが、スロープ効率は大きく改善している。また従来
の2構造と比べて特性のばらつきが小さい。この結果か
らも、分散型構造は非対称型、および従来対称型構造と
比べ、へき開位置の変化に対するスロープ効率およびS
MSRのばらつきが小さく、作製公差が大きいことが分
かる。このように、本発明の分散位相シフト構造は、安
定な単一モードで高スロープ効率動作するDFB−LD
が実現でき、また、作製公差も大きいという特徴があ
る。
The element length was fixed at 450 μm, the end face residual reflectance was 0.1%, and κL was 1.5. The conventional symmetric type (marked with ▲ in the figure) has a λ / 4 phase shift in the center of the resonator of the λ / 4 phase shift structure, and the conventional asymmetric type (marked with □ in the figure) is the position of the λ / 4 phase shift part. The structure was shifted from the center to the front by 35 μm. On the other hand, the dispersed structure (marked with ● in the figure) of the present invention has D 1 / D 2 / D 3 = 100 μm / 1
It was set to 25 μm / 225 μm. With respect to these three types of structures, the cleavage position deviations of both end surfaces are −20 μm and 0, respectively.
(Design value), +20 μm was set in 3 ways, and calculation was made for 9 cases of 3 × 3 including the front and rear end faces. The distributed structure has a slightly lower SMSR than the conventional λ / 4 shift structure, but the slope efficiency is greatly improved. Further, the variation in characteristics is smaller than that of the conventional two structures. These results also show that the distributed structure has a slope efficiency and S with respect to the change of the cleavage position as compared with the asymmetrical structure and the conventional symmetrical structure.
It can be seen that the variation in MSR is small and the manufacturing tolerance is large. As described above, the distributed phase shift structure of the present invention is a stable single mode DFB-LD that operates with high slope efficiency.
And has a large manufacturing tolerance.

【0023】図3(a)端面反射率0.1%,(b)端
面反射率1.0%の場合について、従来λ/4シフト構
造と本発明の分散型構造DFB−LDにおける、スロー
プ効率およびサイドモード抑圧比の関係実績分布並びに
端面残留反射率依存性を示す。端面での位相を振って計
算を行った。端面残留反射率が1.0%ある場合、分散
型構造では一定の確率でスロープ効率およびSMSRが
大きく低下してしまうのに対して、反射率を0.1%に
下げれば特性のばらつきが低減され、高い歩留まりで良
好な特性が得られることが分かった。したがって分散型
構造においては、無反射(AR)コーティングの使用な
どによって端面反射率を十分に低くする必要があり、
0.2%以下であることが望ましい。
Slope efficiency in the conventional λ / 4 shift structure and the distributed structure DFB-LD of the present invention in the case of FIG. 3 (a) end face reflectance of 0.1% and (b) end face reflectance of 1.0%. And the relationship distribution of side mode suppression ratio and dependency on end face residual reflectance are shown. The calculation was performed by changing the phase at the end face. When the end face residual reflectance is 1.0%, the slope efficiency and the SMSR are greatly reduced with a certain probability in the distributed structure, whereas the reflectance is reduced to 0.1% to reduce the variation in characteristics. It was found that good characteristics can be obtained with high yield. Therefore, in the distributed structure, it is necessary to sufficiently reduce the end face reflectance by using an antireflection (AR) coating,
It is preferably 0.2% or less.

【0024】位相シフト位置は2箇所以上であればいく
つでも良いが、前方スロープ効率を改善するためには平
均的に前端面側に位置している必要がある。前端面から
最初の位相シフト部までの距離が後端面から最初の位相
シフト部までの距離よりも短ければ、光出射強度比νは
1よりも大きくなり、前方スロープ効率の改善が得られ
る。また複数の位相シフトの合計がλ/4であれば、従
来の位相シフトが中央1箇所にあるλ/4位相シフトD
FB−LDと同等の単一縦モード安定性が得られる。同
様に、複数の位相シフトの合計がλ/8あるいは3λ/
8であれば、従来の位相シフトが中央1カ所にあるλ/
8あるいは3λ/8位相シフトDFB−LDと同等の性
能が得られる。
The phase shift position may be any number as long as it is two or more, but it is necessary to be positioned on the front end face side on average in order to improve the front slope efficiency. When the distance from the front end face to the first phase shift part is shorter than the distance from the rear end face to the first phase shift part, the light emission intensity ratio ν becomes larger than 1, and the forward slope efficiency is improved. If the total of the plurality of phase shifts is λ / 4, the conventional phase shift is λ / 4 phase shift D at one central point.
The single longitudinal mode stability equivalent to FB-LD is obtained. Similarly, the sum of the plurality of phase shifts is λ / 8 or 3λ /
If it is 8, the conventional phase shift is λ /
Performance equivalent to that of the 8 or 3λ / 8 phase shift DFB-LD can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1(a)は、従来の対称λ/4位相シフ
ト分布帰還型半導体レーザの素子構造および内部光強度
分布を示す図、(b)は、従来の非対称λ/4位相シフ
ト分布帰還型半導体レーザの素子構造および内部光強度
分布を示す図、(c)は、本発明の分散λ/4位相シフ
トDFBの素子構造および内部光強度分布を示す図、図
2は、図1(a),(b)および(c)の素子における
前端面スロープ効率とサイドモード抑圧比SMSRの関
係実績を示す分布図、ならびに素子端面へき開位置ずれ
公差(想定必要量)を示す図、図3(a)は、端面反射
率が0.1%の場合、図1(a)および(c)の素子に
おける前端面スロープ効率とサイドモード抑圧比SMS
Rの関係実績を示す分布図、(b)は、端面反射率が
0.1%の場合、図1(a)および(c)の素子におけ
る前端面スロープ効率とサイドモード抑圧比の関係実績
を示す分布図、図4は、本発明の分布帰還型半導体レー
ザの一実施形態例の斜視図、図5は、第2の実施形態例
の斜視図である。
FIG. 1A is a diagram showing the device structure and internal light intensity distribution of a conventional symmetrical λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser, and FIG. 1B is a conventional asymmetric λ / 4 phase shift distributed feedback. FIG. 1C is a diagram showing an element structure and an internal light intensity distribution of the type semiconductor laser, FIG. 2C is a diagram showing an element structure and an internal light intensity distribution of the dispersion λ / 4 phase shift DFB of the present invention, and FIG. ), (B) and (c), the distribution diagram showing the relationship results of the front end face slope efficiency and the side mode suppression ratio SMSR, and the diagram showing the device end face cleavage position deviation tolerance (assumed necessary amount), FIG. ) Is the front end face slope efficiency and the side mode suppression ratio SMS in the elements of FIGS. 1A and 1C when the end face reflectance is 0.1%.
A distribution chart showing a relational result of R, (b) shows a relational result of the front end face slope efficiency and the side mode suppression ratio in the elements of FIGS. 1 (a) and 1 (c) when the end face reflectance is 0.1%. FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of the distributed feedback semiconductor laser of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of the second embodiment.

【0027】なお、参照するこれら図面は、この発明が
理解できる程度に各構造成分の大きさ、形状及び配置関
係を概略的に示してあるに過ぎない。したがって、この
発明は図示例のみ限定されるものではない。
It should be noted that these referenced drawings are merely schematic representations of the size, shape and arrangement of each structural component to the extent that the present invention can be understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples.

【0028】図1〜図3については、すでに(作用)の
欄にて説明したので、ここでは説明を省略する。
Since FIGS. 1 to 3 have already been described in the section of (Operation), the description thereof will be omitted here.

【0029】図4に本発明の第1の実施形態例の構造を
示す。本実施形態例の半導体レーザは、共振器長450
μmで、周知の電子ビーム露光法及び周知のリソグラフ
ィーにより半導体基板6上に回折格子2を形成する。回
折格子2には共振器中央と前端面5aから100μm離
れた位置に2箇所のλ/8位相シフト領域3を有する。
周知のエピタキシャル成長により、InGaAsP光ガ
イド層を層厚0.1μm成長して、7層の圧縮歪み量子
井戸活性層1(井戸:7×6nm、バリア層:5×10
nm)を成長する。
FIG. 4 shows the structure of the first embodiment of the present invention. The semiconductor laser of this embodiment has a cavity length of 450.
The diffraction grating 2 is formed on the semiconductor substrate 6 by the well-known electron beam exposure method and well-known lithography with a thickness of μm. The diffraction grating 2 has two λ / 8 phase shift regions 3 at 100 μm away from the center of the resonator and the front end face 5a.
An InGaAsP optical guide layer was grown to a thickness of 0.1 μm by well-known epitaxial growth, and seven layers of compressive strain quantum well active layer 1 (well: 7 × 6 nm, barrier layer: 5 × 10) were formed.
nm).

【0030】その後、InGaAsPクラッド層を3μ
m、InPキャップ層を層厚0.2μm成長する。周知
の電極形成法によりInPキャップ層上及びInP半導
体基板6裏面に電極4a,4bを形成する。また、半導
体レーザの前端面5a、後端面5bには反射率0.1%
の無反射コーティングARが施されている。前記の回折
格子2を形成する際のエッチングの深さは、分布帰還結
合係数κが約70cm -1となるように0.03μmとし
た。回折格子2の周期は240.0nmである。
After that, the InGaAsP clad layer is set to 3 μm.
m, an InP cap layer is grown to a thickness of 0.2 μm. Well-known
On the InP cap layer and InP semiconductor by the electrode forming method of
The electrodes 4a and 4b are formed on the back surface of the body substrate 6. Also, semi-conductive
The front end face 5a and the rear end face 5b of the body laser have a reflectance of 0.1%.
A non-reflective coating AR is applied. Diffraction of the above
The etching depth when forming the grating 2 is determined by the distributed feedback
Coefficient κ is about 70 cm -10.03 μm so that
It was The period of the diffraction grating 2 is 240.0 nm.

【0031】次に、図5に本発明の第2の実施形態例の
構造を示す。本実施形態例の半導体レーザは、共振器長
450μmで、周知のエピタキシャル成長により、In
Pの基板上に層厚1μmのInGaAsPクラッド層、
層厚0.2μmの多重量子井戸活性層1、及び層厚0.
1μmのInGaAsP光ガイド層を成長し、周知の電
子ビーム露光法及び周知のリソグラフィーにより活性層
1を回折格子状に形成する。回折格子2には共振器中央
と前端面から100μm離れた位置に2箇所のλ/8位
相シフト領域3を設ける。その後、層厚2μmのInG
aAsPクラッド層及び層厚0.2μmのInPキャッ
プ層を形成して、周知の電極形成法によりInPキャッ
プ上、及びInP半導体基板6裏面に電極を形成する。
また、半導体レーザの両端面5a,5bには、反射率
0.1%の無反射コーティングARが施されている。前
記の回折格子2を形成する際のエッチングの深さは、分
布帰還結合係数κが約70cm-1となるように0.03
μmとした。回折格子2の周期は202.7nmであ
る。
Next, FIG. 5 shows the structure of the second embodiment of the present invention. The semiconductor laser of the present embodiment example has a cavity length of 450 μm and is formed by well-known epitaxial growth.
InGaAsP clad layer with a layer thickness of 1 μm on the P substrate,
The multiple quantum well active layer 1 having a layer thickness of 0.2 μm and the layer thickness of 0.
A 1 μm InGaAsP optical guide layer is grown, and the active layer 1 is formed in a diffraction grating shape by a known electron beam exposure method and a known lithography. The diffraction grating 2 is provided with two λ / 8 phase shift regions 3 at 100 μm away from the center of the resonator and the front end face. After that, InG with a layer thickness of 2 μm
An aAsP clad layer and an InP cap layer having a layer thickness of 0.2 μm are formed, and electrodes are formed on the InP cap and the back surface of the InP semiconductor substrate 6 by a well-known electrode forming method.
Further, both end surfaces 5a and 5b of the semiconductor laser are coated with a non-reflection coating AR having a reflectance of 0.1%. The etching depth for forming the diffraction grating 2 is 0.03 so that the distributed feedback coupling coefficient κ is about 70 cm −1.
μm. The period of the diffraction grating 2 is 202.7 nm.

【0032】実施形態例1、2のような回折格子7の構
造は、位相シフト領域3が2箇所分散することによっ
て、従来λ/4位相シフトDFB−LDでは中央にある
位相シフト部に集中した光強度分布は2箇所のλ/8位
相シフト部に分散する。前方側にλ/8位相シフトがあ
るため、光強度が前方に集中するような非対称分布にな
り、前端面スロープ効率を改善する効果がある。
In the structure of the diffraction grating 7 as in the first and second embodiments, the phase shift region 3 is dispersed at two places, so that the conventional λ / 4 phase shift DFB-LD concentrates on the center phase shift portion. The light intensity distribution is dispersed in two λ / 8 phase shift parts. Since there is a λ / 8 phase shift on the front side, an asymmetric distribution in which the light intensity is concentrated on the front side is obtained, and there is an effect of improving the front end face slope efficiency.

【0033】また、実施形態例1,2においては、活性
層1を圧縮歪多層量子井戸としたが、この限りではな
い。即ち、引張り歪量子井戸やバルク、あるいは量子細
線や量子ドットなどを用いることも可能である。
Further, in the first and second embodiments, the active layer 1 is the compressive strained multilayer quantum well, but the present invention is not limited to this. That is, it is possible to use a tensile strain quantum well, a bulk, a quantum wire, a quantum dot, or the like.

【0034】(他の実施例)図6(a)〜(e)は、図
4の実施形態例の場合の素子構造における種々の回折格
子の実施例を示し、図7(a)〜(e)は、図5の実施
形態例の場合の素子構造における種々の回折格子の実施
例を示す。
(Other Examples) FIGS. 6 (a) to 6 (e) show examples of various diffraction gratings in the element structure in the case of the embodiment of FIG. 4, and FIGS. ) Shows examples of various diffraction gratings in the element structure in the case of the embodiment example of FIG.

【0035】図6(a)、図7(a)に示す構造は、共
振器の中央と前端面から100μm離れた位置に2箇所
の位相シフト領域を設ける。位相シフト量はそれぞれλ
/b 1 、λ/b2 で、但し、λ/b1 +λ/b2 =(m
+1/4)・λ(mは整数である)の条件を満足する。
このように位相シフト領域が2箇所分散することによっ
て、従来λ/4位相シフトDFB−LDの中央位相シフ
ト部に集中される電界分布は2箇所の位相シフト部に分
散される。b1 <b2 の場合、前方側にあるλ/b1
相シフトがλ/b2 位相シフトより大きいので、より一
層光強度が前方に集中することができ、前端面スロープ
効率を更に改善する効果がある。また、b1 >n2の場
合、共振器中央部にある位相シフト量が大きいので、前
端面スロープ効率を改善することと同時に、サイドモー
ド抑圧比(SMSR)の劣化を抑制できる。
The structures shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a) are common to each other.
Two places at the center of the shaker and 100 μm away from the front end face
The phase shift region is provided. The amount of phase shift is λ
/ B 1, Λ / b2Where, λ / b1+ Λ / b2= (M
+1/4) · λ (m is an integer) is satisfied.
In this way, the two phase shift regions are dispersed.
The center phase shift of the conventional λ / 4 phase shift DFB-LD
The electric field distribution concentrated in the
Scattered. b1<B2In the case of, λ / b on the front side1Rank
Phase shift is λ / b2Since it is larger than the phase shift,
Layered light intensity can be concentrated forward, front end slope
It has the effect of further improving efficiency. Also, b1> N2Place
If there is a large amount of phase shift in the center of the resonator,
At the same time as improving the edge slope efficiency,
It is possible to suppress deterioration of the suppression ratio (SMSR).

【0036】図6(b)、図7(b)に示す構造は、共
振器の中央と前端面から75μm及び150μm離れた
位置に3箇所の位相シフト領域を形成する。位相シフト
量はそれぞれλ/b1 、λ/b2 、λ/b3 、で、但
し、λ/b1 +λ/b2 +λ/b3 =(m+1/4)・
λ(mは整数である)の条件を満足する。このように位
相シフト領域が3箇所分散することによって、従来λ/
4位相シフトDFB−LDの中央位相シフト部に集中さ
れる電界分布は3箇所の位相シフトに分散される。位相
シフト領域が3箇所にあるため、前方側にあるλ/b1
位相シフトが前端面に近い所に形成され、前端面スロー
プ効率を改善する効果がある。
In the structure shown in FIGS. 6B and 7B, three phase shift regions are formed at positions 75 μm and 150 μm away from the center and front end face of the resonator. The phase shift amounts are λ / b 1 , λ / b 2 , and λ / b 3 , respectively, where λ / b 1 + λ / b 2 + λ / b 3 = (m + 1/4) ·
The condition of λ (m is an integer) is satisfied. In this way, by dispersing the phase shift regions at three locations, the conventional λ /
Four-phase shift The electric field distribution concentrated in the central phase shift part of the DFB-LD is dispersed into three phase shifts. Since there are three phase shift regions, λ / b 1 on the front side
A phase shift is formed near the front end face, which has the effect of improving the front end face slope efficiency.

【0037】図6(c)、図7(c)に示す構造は、数
箇所の位相シフト領域を設け、λ/b1 +λ/b2 +…
+λ/bn =(m+1/4)・λ(mは整数である)の
条件を満足する。また、後端面から位相シフト領域まで
の距離は前端面から位相シフト領域までの距離より長
い。このように位相シフト領域が数箇所に分散すること
によって、従来λ/4位相シフトDFB−LDの中央位
相シフト部に集中される電界分布は数箇所の位相シフト
領域に分散される。前方側に位相シフト領域が多数分布
しているので、光強度は前方側に集中し、前端面スロー
プ効率を改善する効果がある。
In the structure shown in FIGS. 6C and 7C, several phase shift regions are provided and λ / b 1 + λ / b 2 + ...
The condition of + λ / b n = (m + 1/4) · λ (m is an integer) is satisfied. The distance from the rear end face to the phase shift region is longer than the distance from the front end face to the phase shift region. By thus distributing the phase shift regions in several places, the electric field distribution concentrated in the central phase shift portion of the conventional λ / 4 phase shift DFB-LD is dispersed in the several phase shift regions. Since many phase shift regions are distributed on the front side, the light intensity is concentrated on the front side, which has the effect of improving the front end face slope efficiency.

【0038】図6(d)、図7(d)に示す構造は、図
6(c)、図7(c)に示す構造と同様であり、但し、
λ/b1 +λ/b2 +…+λ/bn =(m+1/8)・
λ(mは整数である)の条件を満足する。このような回
折格子構造では前端面スロープ効率を改善することと同
時に、全体位相シフト量がλ/4より小さいので、反射
鏡損失帰還効果(FEML)、(特許第318670
5)によって、直接変調信号や、外部反射戻り光による
屈折率の変動が抑制され、低チャープング特性や反射戻
り光耐性の改善効果がある。
The structure shown in FIGS. 6 (d) and 7 (d) is similar to the structure shown in FIGS. 6 (c) and 7 (c), except that
λ / b 1 + λ / b 2 + ... + λ / b n = (m + 1/8) ・
The condition of λ (m is an integer) is satisfied. In such a diffraction grating structure, the front end face slope efficiency is improved, and at the same time, since the total phase shift amount is smaller than λ / 4, the reflection loss loss effect (FEML), (Japanese Patent No. 318670).
According to 5), the fluctuation of the refractive index due to the direct modulation signal or the externally reflected return light is suppressed, and there is an effect of improving the low chirping characteristic and the reflected return light resistance.

【0039】図6(e)、図7(e)に示す構造も図6
(c)、図7(c)の構造と同様であり、但し、λ/b
1 +λ/b2 +…+λ/bn =(m+3/8)・λ
(mは整数である)の条件を満足する。このような回折
格子構造では、前端面スロープ効率を改善することと同
時に、全体位相シフト量がλ/4より大きいので、高注
入電流動作時の単一モード安定性が改善する効果があ
る。
The structure shown in FIGS. 6 (e) and 7 (e) is also shown in FIG.
(C), the same as the structure of FIG. 7 (c) except that λ / b
1 + λ / b 2 + ... + λ / b n = (m + 3/8) · λ
The condition (m is an integer) is satisfied. In such a diffraction grating structure, the front end face slope efficiency is improved, and at the same time, since the total phase shift amount is larger than λ / 4, the single mode stability at the time of high injection current operation is improved.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、位相シフ
トDFB半導体レーザが、従来中央にあるλ/4位相シ
フト部の代わりに、例えば中央と前方の2箇所にλ/8
位相シフトを導入し、電界を2箇所の位相シフト付近に
分散する。そして、前方側に位相シフトがあるので、光
強度が前方に集中するような非対称分布になり、前端面
スロープ効率を改善させる効果がある。また、位相シフ
ト部が中央と前方の2箇所にあるので、位相シフト部の
間の距離はへき開位置のばらつきに依存せず常に一定で
あり、非対称位相シフト構造と比べて素子特性のへき開
位置ばらつきに対する公差が大きい。したがって、安定
な単一モードで高スロープ効率が得られ、かつ作製公差
の大きいDFB−LDの実現が可能となる、分散位相シ
フト分布帰還形半導体レーザを提供できる効果がある。
As described above, according to the present invention, a phase shift DFB semiconductor laser has a conventional λ / 4 phase shift section instead of the center λ / 4 phase shift section.
A phase shift is introduced to disperse the electric field near the two phase shifts. Further, since there is a phase shift on the front side, an asymmetric distribution in which the light intensity is concentrated on the front side is obtained, and there is an effect of improving the front end face slope efficiency. In addition, since the phase shift parts are located at the center and the front part, the distance between the phase shift parts is always constant without depending on the variation of the cleavage position, and the cleavage position variation of the element characteristics is different from that of the asymmetric phase shift structure. Has a large tolerance to. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a distributed phase shift distributed feedback type semiconductor laser capable of achieving a high slope efficiency in a stable single mode and realizing a DFB-LD having a large manufacturing tolerance.

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

【図1】(a)は、従来の対称λ/4位相シフト分布帰
還型半導体レーザの素子構造および内部光強度分布を示
す図、(b)は、従来の非対称λ/4位相シフト分布帰
還型半導体レーザの素子構造および内部光強度分布を示
す図、(c)は、本発明の分散λ/4位相シフト分布帰
還型半導体レーザの素子構造および内部光強度分布を示
す図である。
FIG. 1A is a diagram showing the element structure and internal light intensity distribution of a conventional symmetric λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser, and FIG. 1B is a conventional asymmetric λ / 4 phase shift distributed feedback type. FIG. 3C is a diagram showing the device structure and the internal light intensity distribution of the semiconductor laser, and FIG. 7C is a diagram showing the device structure and the internal light intensity distribution of the distributed λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser of the present invention.

【図2】図1(a),(b)および(c)の素子におけ
る前端面スロープ効率とサイドモード抑圧比SMSRの
関係実績を示す分布図、ならびに素子端面へき開位置ず
れ公差(想定必要量)を示す図である。
FIG. 2 is a distribution diagram showing a relationship actual result between front end face slope efficiency and side mode suppression ratio SMSR in the elements of FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), and element end face cleavage position deviation tolerance (estimated required amount). FIG.

【図3】(a)は、端面反射率が0.1の場合、 図1
(a)および(c)の素子における前端面スロープ効率
とサイドモード抑圧比SMSRの関係実績を示す分布
図、(b)は、端面反射率が0.1の場合、 図1
(a)および(c)の素子における前端面スロープ効率
とサイドモード抑圧比の関係実績を示す分布図である。
FIG. 3A shows a case where the end face reflectance is 0.1, FIG.
FIG. 1B is a distribution chart showing the relationship between the front end face slope efficiency and the side mode suppression ratio SMSR in the elements of FIGS. 1A and 1C, and FIG.
It is a distribution diagram which shows the relationship record of the front end surface slope efficiency and the side mode suppression ratio in the element of (a) and (c).

【図4】本発明の分布帰還型半導体レーザの一実施形態
例の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of an embodiment of a distributed feedback semiconductor laser of the present invention.

【図5】第2の実施形態例の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a second embodiment example.

【図6】(a)〜(e)は、図4の場合の素子構造にお
ける種々の回折格子の実施例(5種類)を示す。
6 (a) to 6 (e) show examples (5 types) of various diffraction gratings in the element structure in the case of FIG.

【図7】(a)〜(e)は、図5の場合の素子構造にお
ける種々の回折格子の実施例(5種類)を示す。
7 (a) to 7 (e) show examples (5 types) of various diffraction gratings in the element structure in the case of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多層圧縮歪量子井戸活性層 2 回折格子 3 λ/8位相シフト領域 4a 上部電極 4b 下部電極 5a 前端面 5b 後端面 6 InP半導体基板 1 Multi-layer compressive strained quantum well active layer 2 diffraction grating 3 λ / 8 phase shift region 4a Upper electrode 4b Lower electrode 5a Front end face 5b rear end face 6 InP semiconductor substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F073 AA22 AA44 AA64 AA72 AA73 AA74 AA75 AA83 AB02 BA02 BA03 CA12 CB02 CB11 DA33 DA35 EA03 EA13 EA26 EA27 EA29    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5F073 AA22 AA44 AA64 AA72 AA73                       AA74 AA75 AA83 AB02 BA02                       BA03 CA12 CB02 CB11 DA33                       DA35 EA03 EA13 EA26 EA27                       EA29

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも活性層と回折格子を有し、回
折格子により光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにお
いて、素子が前端面側から長さ方向に領域1,領域2、
…、領域nの順でn個(nは3以上の整数)の領域に分
けられ、各領域の境界部(n−1個)において回折格子
の位相がそれぞれλ/b1 、λ/b2、…λ/bn-1
つシフトしており(b1 、b2 、…bn-1 は整数)、全
体の位相シフト量(λ/b1 +λ/b2 + … +λ/b
n-1 )が(m+1/4)λである(mは整数)ことを特
徴とする分布帰還型半導体レーザ。
1. A distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, wherein optical feedback is performed by the diffraction grating, wherein an element is provided with a region 1, a region 2 in a length direction from a front end face side,
.., n in the order of region n (n is an integer of 3 or more), and the phases of the diffraction gratings are λ / b 1 and λ / b 2 at the boundary (n-1) of each region. , ... λ / b n-1 are shifted by each (b 1 , b 2 , ... b n-1 are integers), and the total phase shift amount (λ / b 1 + λ / b 2 + ... + λ / b
n−1 ) is (m + 1/4) λ (m is an integer), which is a distributed feedback semiconductor laser.
【請求項2】 少なくとも活性層と回折格子を有し、回
折格子により光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにお
いて、素子が前端面側から長さ方向に領域1,領域2、
領域3の順で3個の領域に分けられ、回折格子の周期構
造が領域1と領域2の境界部でλ/b1 、領域2と領域
3の境界部でλ/b2 位相シフトしており(b1 、b2
は整数)、全体の位相シフト量(λ/b1 +λ/b2
が(m+1/4)λである(mは整数)ことを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザ。
2. A distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, wherein optical feedback is performed by the diffraction grating, wherein the element is a region 1, a region 2, and a length direction from the front end face side.
It is divided into three regions in the order of region 3, and the periodic structure of the diffraction grating is phase-shifted by λ / b 1 at the boundary between regions 1 and 2 and λ / b 2 at the boundary between regions 2 and 3. Cage (b 1 , b 2
Is an integer), and the total amount of phase shift (λ / b 1 + λ / b 2 )
Is (m + 1/4) λ (m is an integer). A distributed feedback semiconductor laser.
【請求項3】 少なくとも活性層と回折格子を有し、回
折格子により光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにお
いて、素子が前端面側から長さ方向に領域1,領域2、
領域3の順で3個の領域に分けられ、回折格子の周期構
造が領域1と領域2、および領域2と領域3の境界部で
λ/8位相シフトしており、全体の位相シフト量がλ/
4であることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
3. A distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, wherein optical feedback is performed by the diffraction grating, wherein the element is a region 1, a region 2, in the length direction from the front end face side.
The diffraction grating is divided into three regions in this order, and the periodic structure of the diffraction grating has a λ / 8 phase shift at the boundaries between the regions 1 and 2, and between the regions 2 and 3, and the total amount of phase shift is λ /
4. A distributed feedback semiconductor laser, characterized in that
【請求項4】 少なくとも活性層と回折格子を有し、回
折格子により光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにお
いて、素子が前端面側から長さ方向に領域1,領域2、
…、領域nの順でn個(nは3以上の整数)の領域に分
けられ、(n−1)個ある各領域の境界部において回折
格子の位相がそれぞれλ/b1 、領域2と領域3の境界
部でλ/b2 位相シフトしており(b1 、b2 は整
数)、全体の位相シフト量(λ/b1 +λ/b2 )が
(m+1/4)λである(mは整数)ことを特徴とする
分布帰還型半導体レーザ。
4. A distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, wherein optical feedback is performed by the diffraction grating, wherein the element is a region 1, a region 2, in the length direction from the front end face side.
.. are divided into n regions (n is an integer of 3 or more) in the order of region n, and the phase of the diffraction grating is λ / b 1 and region 2 at the boundary of each of the (n-1) regions. There is a λ / b 2 phase shift at the boundary of the region 3 (b 1 and b 2 are integers), and the total phase shift amount (λ / b 1 + λ / b 2 ) is (m + 1/4) λ ( A distributed feedback semiconductor laser, wherein m is an integer.
【請求項5】 少なくとも活性層と回折格子を有し、回
折格子により光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにお
いて、素子が前端面側から長さ方向に領域1,領域2、
…、領域nの順でn個(nは3以上の整数)の領域に分
けられ、(n−1)個ある各領域の境界部において回折
格子の位相がそれぞれλ/b1 、λ/b2 、…λ/b
n-1 ずつシフトしており(b1 、b2 、…bn-1 は整
数)、全体の位相シフト量(λ/b1 +λ/b2 + …
+λ/bn-1 )が(m+3/8)λである(mは整数)
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
5. A distributed feedback semiconductor laser having at least an active layer and a diffraction grating, wherein optical feedback is performed by the diffraction grating, wherein the element is a region 1, a region 2, in the length direction from the front end face side.
..., n (n is an integer of 3 or more) regions in this order, and the phases of the diffraction gratings are λ / b 1 and λ / b at the boundaries of the (n-1) regions, respectively. 2 , ... λ / b
n-1 is shifted by n-1 (b 1 , b 2 , ... B n-1 is an integer), and the total phase shift amount (λ / b 1 + λ / b 2 + ...
+ Λ / b n-1 ) is (m + 3/8) λ (m is an integer)
A distributed feedback semiconductor laser characterized by the following.
【請求項6】 領域1の長さが領域nの長さより短い、
請求項1、4または5のいずれか1項記載の分布帰還型
半導体レーザ。
6. The length of region 1 is shorter than the length of region n,
The distributed feedback semiconductor laser according to claim 1, 4, or 5.
【請求項7】 領域1の長さが領域3の長さより短い、
請求項2または3記載の分布帰還型半導体レーザ。
7. The length of region 1 is shorter than the length of region 3,
The distributed feedback semiconductor laser according to claim 2.
【請求項8】 領域1の長さと領域2の長さの合計が領
域3の長さに等しい、請求項2及び3記載の分布帰還型
半導体レーザ。
8. The distributed feedback semiconductor laser according to claim 2, wherein the total length of the regions 1 and 2 is equal to the length of the region 3.
【請求項9】 活性層の光学利得分布が長さ方向で回折
格子と同じ周期で変化する利得結合型回折格子構造を有
する、請求項1ないし8のいずれか1項記載の分布帰還
型半導体レーザ。
9. The distributed feedback semiconductor laser according to claim 1, having a gain coupling type diffraction grating structure in which the optical gain distribution of the active layer changes in the same direction as the diffraction grating in the length direction. .
【請求項10】 素子両端面に無反射コーティング膜が
形成され、端面反射率が0.2%よりも低い、請求項1
ないし9のいずれか1項記載の分布帰還型半導体レー
ザ。
10. A non-reflective coating film is formed on both end faces of the device, and the end face reflectance is lower than 0.2%.
10. The distributed feedback semiconductor laser according to any one of items 1 to 9.
【請求項11】 請求項1ないし9のいずれか1項記載
の分布帰還型半導体レーザが、複数個アレイ状に配置さ
れ、それらの前方出力光を1本の光ファイバに集光する
手段を集積したことを特徴とする、分布帰還型半導体レ
ーザアレイ。
11. A distributed feedback semiconductor laser according to claim 1, wherein a plurality of distributed feedback semiconductor lasers are arranged in an array, and a means for condensing the forward output light of them into a single optical fiber is integrated. A distributed feedback semiconductor laser array characterized by the above.
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