JP2007005594A - 半導体光素子及びそれを用いたモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の半導体基板上に形成された多層構造を備えた半導体レーザとし、前記多層構造の一つをレーザ光を放射するための活性領域と、分布ブラッグ反射層を含むものとする。前記活性領域の長さは10乃至100μmとし、前記活性領域への電流注入のオン・オフにより、レーザ光信号を発生させる活性領域の分布ブラッグ反射型レーザを構成する。
【選択図】図3
Description
dg/dN:微分利得、αi:内部光損失、αm:ミラー損失、Lc:レーザ共振器長、Im:変調電流。
図3は本発明の実施例1に係る波長1300nm帯のInGaAlAs系短共振器レーザ素子の断面図とこのレーザを直接変調するドライブ回路を示す例である。また、図4は図3に示すレーザ素子の一部を除去して断面で示す鳥瞰図である。
図8は本発明の実施例2に係る波長1300nm帯の面発光型InGaAlAs系短共振器レーザの素子構造とこのレーザを直接変調するドライブ回路を示す例である。レーザの基本構造は、レーザ後方の高反射膜310を後方DBR層311で置き換えたこと、さらに、素子の出力モニタのために後方DBR層311の後方にInGaAlAsからなる圧縮歪MQW(多重量子井戸)活性層302を残し、これに対応する位置に出力モニタ電極315が形成されている以外は実施例1で述べたものと基本的に同一である。DBR領域長を合わせた素子長は、実施例1と同様、150〜700μmとした。実施例2では、レーザ発振光を基板301下方に出射するため、前方DBR層303の先端に45°ミラー312を公知の手法により形成した。この結果、前方DBR層303を通過したレーザ発振光は、透明なInP基板301を通過し基板裏面から出射される。実施例2の構造では、後方DBR層311の反射率を十分大きくしていること、及び45°ミラーでレーザ発振光が基板側に全反射されることにより、レーザ共振器を構成する全ての部位が半導体ウェハプロセス中に形成される。
図10は本発明の実施例3に係る波長1300nm帯のGaInNAs系短共振器DBR構造を有する面型発光レーザの断面図である。
図11は本発明の実施例4に係る波長1300nm帯のGaInNAs系短共振器分布帰還(DFB)構造を有する面型発光レーザの断面図である。図において、601はn型GaAs基板、602はn型InGaPバッファ層、603はGaInNAs−MQW活性層、604は回折格子、604aはλ/4位相シフト構造、605はp型InGaPクラッド層、606はp+型GaAsコンタクト層、608は小電極パッド、609はGaAs導波路層、610は45°ミラー、611はフレネルレンズ、612は無反射コート、613は出力モニタである。なお、n型GaAs基板601の他面に背面電極618を設けた。直接変調部327と素子の関係は実施例1と基本的に同じであるが、出力モニタ電極315の端子351と背面電極618との間に接続された抵抗352に得られる電圧を高周波電気信号源325にフィードバックして素子の発光動作の安定化を図る。
前記半導体基板がGaAs基板であり、前記活性層材料がGa、In、N、Asを含む。
Claims (20)
- 所定の半導体基板と、該半導体基板上に形成された多層構造とを備えた半導体レーザであって、
前記多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活性層領域と、分布ブラッグ反射層とを含み、
前記活性層領域の長さが10乃至100μmであり、前記活性層領域への電流注入のオン・オフにより、レーザ光信号を発生させることを特徴とする分布ブラッグ反射型レーザ。 - 前記レーザの動作波長が、1.2乃至1.4μmである請求項1に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記半導体基板がInP基板であり、前記活性層領域の材料がIn、Ga、Al、Asを含む請求項1に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記分布ブラッグ反射層の回折格子を形成する材料がInGaAsPで構成される請求項3に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記半導体基板がGaAs基板であり、前記活性層領域の材料がGa、In、N、Asを含む請求項1に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記分布ブラッグ反射層の回折格子を形成する材料がInGaAsPまたはGaAsまたはInGaPのいずれか一つを含む請求項5に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記レーザの共振器方向の光素子長が150〜700μmである請求項1に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- n型GaAs基板と、該n型GaAs基板上に形成された多層構造とを備えた半導体レーザであって、
前記多層構造は、少なくともレーザ光を放射するためのGaInNAs系短共振器分布帰還(DFB)構造と、GaAs導波路層とを含み、
前記GaInNAs系短共振器分布帰還(DFB)構造領域への電流注入のオン・オフにより、レーザ光信号を発生させるとともに、
レーザの出射端部に光出力の出射方向を、前記GaInNAs系短共振器分布帰還(DFB)構造領域から前記基板の方向に変えるための斜めミラーを有することを特徴とする分布帰還型レーザ。 - 前記レーザの共振器方向の素子長が150〜700μmである請求項8に記載の分布帰還型レーザ。
- 所定の半導体基板と、該半導体基板上に形成された多層構造とを備えるとともに、前記多層構造は、少なくともレーザ光を放射するための活性層領域と、分布ブラッグ反射層とを含み、前記活性層領域の長さが10乃至100μmであり、前記活性層領域への電流注入のオン・オフにより、レーザ光信号を発生させる分布ブラッグ反射型レーザであって、
前記活性層領域の前後に分布ブラッグ反射層が配置され、且つレーザの出射端部に光出力の出射方向を前記活性層領域から前記基板の方向に変えるための斜めミラーを有することを特徴とした分布ブラッグ反射型レーザ。 - 前記レーザの共振器方向の素子長が150〜700μmである請求項10に記載の分布帰還型レーザ。
- 前記レーザの活性領域層側がサブマウント上面に近くなるように、前記レーザをサブマウントにダイボンディングした請求項8に記載の分布帰還型レーザを有する光モジュール。
- 前記レーザの活性領域層側がサブマウント上面に近くなるように、前記レーザをサブマウントにダイボンディングした請求項10に記載の分布ブラッグ反射型レーザを有する光モジュール。
- 前記レーザの動作波長が、1.2乃至1.4μmである請求項10に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記半導体基板がInP基板であり、前記活性層領域の材料がIn、Ga、Al、Asを含む請求項10に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記分布ブラッグ反射層の回折格子を形成する材料がInGaAsPで構成される請求項15に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記半導体基板がGaAs基板であり、前記活性層領域の材料がGa、In、N、Asを含む請求項10に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記分布ブラッグ反射層の回折格子を形成する材料がInGaAsPまたはGaAsまたはInGaPのいずれか一つを含む請求項17に記載の分布ブラッグ反射型レーザ。
- 前記半導体基板がInP基板であり、前記活性層材料がIn、Ga、Al、Asを含む請求項13に記載の光モジュール。
- 前記分布ブラッグ反射層の回折格子を形成する材料がInGaAsPで構成される請求項19に記載の光モジュール。
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