JP2010278385A - 半導体発光素子とそれを用いた波長可変レーザ光源 - Google Patents

Abstract

【課題】発光領域から位相調整領域へのキャリアのリークを抑制することが可能な半導体発光素子とそれを用いた波長可変レーザ光源を提供する。
【解決手段】半導体基板１１上に、一方の端面１０ａから他方の端面１０ｂに向かって活性層１３と導波路層１４とが連続して形成され、活性層１３側の領域に発光領域Ｉと光出力補償領域ＩＩとが他方の端面１０ｂに向かってこの順で形成され、導波路層１４側の領域に位相調整領域ＩＩＩが形成され、発光領域Ｉと光出力補償領域ＩＩと位相調整領域ＩＩＩとは電気的に絶縁されており、発光領域Ｉは、第１の電流Ｉ₁を受けて光を発し、位相調整領域ＩＩＩは、第３の電流Ｉ₃を受けて活性層１３から導波された光の位相を変化させ、光出力補償領域ＩＩは、その電位が位相調整領域ＩＩＩの電位と等しくなる第２の電流Ｉ₂を受け、発光領域Ｉからの光を増幅して導波路層１４へ導波する。
【選択図】図１

Description

本発明は、位相調整領域を備えた半導体発光素子とそれを用いた波長可変レーザ光源に関する。

近年、光通信の伝送容量は急速に増加しており、光通信の通信容量の大容量化方法として波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）通信が実用されている。ＷＤＭ通信は、波長の相違する複数の光により情報を伝達するため、光ファイバの設置本数を増すことなく通信容量を飛躍的に増加することが可能である。

従来、ＷＤＭ通信の光源は、互いに異なる特定の波長で発振する半導体レーザを複数個そろえて構成されていたため、コストの面で問題があった。そこで、１つの素子で任意の波長のレーザ光を出力可能な半導体レーザが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、光を発する発光領域５０ａと、発光領域５０ａとヘテロ接合界面を介して接合され該光の位相を変化させる位相調整領域５０ｂと、を有する半導体レーザ５０を備えた従来の外部共振器型波長可変レーザ光源の構成を示す模式図である。位相調整領域５０ｂに電流が注入されると、プラズマ効果により位相調整領域５０ｂの実効屈折率が低下する。これにより、半導体レーザ５０の高反射端面５０ａａ、コリメートレンズ５１、波長選択フィルタとしてのエタロン５２および波長可変フィルタとしての波長可変ミラー５３によって構成される外部共振器の実効共振器長と対応する縦モード波長および間隔が変化する。

発光領域５０ａから発された光は、コリメートレンズ５１を介してエタロン５２に入射し、実効共振器長に対応する多数の縦モード波長のうちエタロン５２の周期と一致する複数の縦モード波長のみが選択される。さらにエタロン５２を透過した複数の縦モード波長のうちの一つの波長の光が波長可変ミラー５３によって反射され、再びエタロン５２、コリメートレンズ５１を介して逆光路で半導体レーザ５０に帰還する。

従って、エタロン５２の透過帯域と波長可変ミラー５３の反射帯域を所望の波長を含むように調整するとともに、上記の位相調整により縦モード波長をエタロン５２の透過帯域と一致させることで任意の波長でのレーザ発振が可能となる。

国際公開第２００６／００８８７３号パンフレット

しかしながら、特許文献１に開示された従来の半導体レーザにおいては、動作時に発光領域と位相調整領域との間に電位差が生じ、発光領域からヘテロ接合界面を介して位相調整領域にキャリアがリークすることにより、発光領域の発光効率が低下するとともに、位相調整領域における自由キャリアによる光吸収が増加してしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、発光領域から位相調整領域へのキャリアのリークを抑制することが可能な半導体発光素子とそれを用いた波長可変レーザ光源を提供することを目的とする。

本発明の半導体発光素子は、半導体基板上に、一方の端面から他方の端面に向かって活性層と導波路層とが連続して形成され、該活性層側の領域に発光領域と光出力補償領域とが該他方の端面に向かってこの順で形成され、該導波路層側の領域に位相調整領域が形成され、該発光領域と該光出力補償領域と該位相調整領域とは電気的に絶縁されており、前記発光領域は、第１の電流を受けて光を発し、前記位相調整領域は、第３の電流を受けて前記活性層から導波された光の位相を変化させ、前記光出力補償領域は、その電位が前記位相調整領域の電位と等しくなる第２の電流を受け、前記発光領域からの光を増幅して前記導波路層へ導波する構成を有している。

この構成により、発光領域と位相調整領域の間に発光領域と同一の組成の光出力補償領域を備えることにより、光出力の低下を抑制できるとともに、半導体基板に対する第２の電極と第３の電極の電位が等しいため、バットジョイント界面を介したキャリアのリークを抑制することができる。

また、本発明の半導体発光素子は、前記導波路層側の領域に、前記位相調整領域と、該導波路層内に回折格子を有するＤＢＲ領域と、が前記他方の端面に向かってこの順で形成され、該位相調整領域と該ＤＢＲ領域とは電気的に絶縁されており、前記ＤＢＲ領域は、第４の電流を受けて前記位相が変化された光の波長を前記回折格子により選択する構成を有していてもよい。

また、本発明の波長可変レーザ光源は、上記のいずれかの半導体発光素子と、前記半導体発光素子の前記他方の端面が前記一方の端面に比べ低反射率面であり、該他方の端面からの出射光を平行光に変換するコリメートレンズと、前記他方の端面から出射される光の光路上に配置され、該他方の端面から導波された光を該他方の端面に帰還させる出射光帰還手段と、前記半導体発光素子と前記出射光帰還手段とで構成されるレーザ共振器の発振波長を選択する波長選択手段と、前記第１の電流を前記発光領域に、前記第２の電流を前記光出力補償領域に、前記第３の電流を前記位相調整領域にそれぞれ供給する素子駆動手段と、を備え、前記素子駆動手段は、前記光出力補償領域の電位が前記位相調整領域の電位と等しくなる前記第２の電流を出力する構成を有している。

この構成により、光出力の低下を抑制できるとともに、半導体基板に対する第２の電極と第３の電極の電位が等しいため、バットジョイント界面を介したキャリアのリークを抑制することができる。

本発明は、位相調整領域へのキャリアのリークを抑制することが可能な半導体発光素子とそれを用いた波長可変レーザ光源を提供するものである。

本発明の実施形態の半導体発光素子の構成を示す断面図、上面図、Ａ−Ａ線断面図 本発明の実施形態の半導体発光素子を備えた波長可変レーザ光源の構成を示すブロック図 縦モード波長の変化量と第２の電流の関係を模式的に示すグラフ 本発明の実施形態の半導体発光素子の他の構成例を示す断面図 本発明の実施形態の半導体発光素子の要部の構造を示す断面図 従来の半導体発光素子を備えた波長可変レーザ光源の構成を示す模式図

以下、本発明に係る半導体発光素子の実施形態について、図面を用いて説明する。
本発明に係る半導体発光素子の実施形態を図１に示す。図１（ａ）は本実施形態の半導体発光素子１０を光の導波方向に沿って切断した断面図、図１（ｂ）は上面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。

半導体発光素子１０は、図１に示すように、例えば、ｎ型ＩｎＰ（インジウム・リン）からなるｎ型半導体基板１１と、ｎ型半導体基板１１上に形成されたｎ型ＩｎＰクラッド層１２と、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２上に形成されたＩｎＧａＡｓＰ（インジウム・ガリウム・砒素・リン）からなる活性層１３を有する発光領域Ｉおよび光出力補償領域ＩＩと、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２上に形成されたＩｎＧａＡｓＰからなる導波路層１４を有する位相調整領域ＩＩＩと、を備える。発光領域Ｉ、光出力補償領域ＩＩおよび位相調整領域ＩＩＩは、光の導波方向に沿ってこの順に配置されている。

位相調整領域ＩＩＩにキャリアが注入されるとプラズマ効果により導波路層１４の実効屈折率が減少する。実効屈折率が減少すると実効共振器長は短尺化し、光波長は負（短波長）に変化することになるため、位相調整領域ＩＩＩへの注入電流の制御により光の位相を調整することが可能になる。

また、メサ構造のｎ型ＩｎＰクラッド層１２、活性層１３および導波路層１４の側面には、ｐ型ＩｎＰ埋込層２１ａとｎ型ＩｎＰ埋込層２１ｂが形成される。活性層１３および導波路層１４の上面にはｐ型ＩｎＰクラッド層１５、ｐ型ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・砒素）からなるコンタクト層１６がこの順に積層されている。

また、ｎ型半導体基板１１の下面には下部電極１７、コンタクト層１６上には発光領域Ｉ用の第１の電極１８ａ、光出力補償領域ＩＩ用の第２の電極１８ｂおよび位相調整領域ＩＩＩ用の第３の電極１８ｃが蒸着形成されている。第１の電極１８ａ、第２の電極１８ｂおよび第３の電極１８ｃは互いに電極分離溝１９ａ、１９ｂを挟んで電気的に絶縁されている。

活性層１３は、第１の電極１８ａを介して注入される第１の電流Ｉ₁を受けて光を発するとともに、第２の電極１８ｂを介して注入される第２の電流Ｉ₂を受けて該光を増幅する。また、既に述べたように、導波路層１４は、第３の電極１８ｃを介して注入される第３の電流Ｉ₃を受けて活性層１３から導波された光の位相を変化させる。

活性層１３と導波路層１４は、光の導波方向に沿って配置され、バットジョイント界面２０を介して光学的に結合されている。なお、ここで言う活性層１３および導波路層１４は、多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造とそれを挟む光分離閉じ込め（ＳＣＨ：Separate Confinement Heterostructure）層を含んでいる。

また、活性層１３および導波路層１４は、劈開によって形成された第１の光出射端面（一方の端面）１０ａおよび第２の光出射端面（他方の端面）１０ｂをそれぞれ有する。第２の光出射端面１０ｂから出射される光に対する反射率が、第１の光出射端面１０ａから出射される光に対する反射率より低くなっている。例えば、第１の光出射端面１０ａには低反射（ＬＲ）コート（図示せず）が、第２の光出射端面１０ｂには無反射（ＡＲ）コート（図示せず）がそれぞれ施されている。なお、第１の光出射端面１０ａは（ＬＲコート等のコーティングが施されない）劈開面であってもよい。

ここで、第１の光出射端面１０ａ側の反射率は劈開面の反射率以下、ＡＲコートが施された第２の光出射端面１０ｂ側の反射率は１％以下とすることが好ましい。

次に、以上のように構成された本実施形態の半導体発光素子１０を備えた波長可変レーザ光源の構成および動作を図面を用いて説明する。

波長可変レーザ光源は、例えば図２に示すように、半導体発光素子１０の第１の光出射端面１０ａからの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ２２ａと、半導体発光素子１０の第２の光出射端面１０ｂからの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ２２ｂと、コリメートレンズ２２ｂから出射された平行光の多数の縦モード波長のうち所定の縦モード波長の光を透過させる波長選択フィルタ２３と、波長選択フィルタ２３を透過した所定の縦モード波長のうちの１つを発振波長として選択して該波長の光を透過させる波長可変フィルタ２４と、波長可変フィルタ２４を透過した１つの縦モード波長の光を反射させ、再び波長可変フィルタ２４、波長選択フィルタ２３およびコリメートレンズ２２ｂを介して逆光路で半導体発光素子１０に帰還させる出射光帰還手段としての反射ミラー２５を備える。

発振波長は、半導体発光素子１０からコリメートレンズ２２ｂ、波長選択フィルタ２３、波長可変フィルタ２４を経て反射ミラー２５に至る実効共振器長Ｌに基づいて［数１］により決定される多数の縦モード波長λのうちから波長選択手段としての波長選択フィルタ２３および波長可変フィルタ２４によって選択される。ここで、ｍは縦モードの次数、ｎ₁およびＬ₁は発光領域Ｉおよび光出力補償領域ＩＩの実効屈折率および光路長、ｎ₂およびＬ₂は位相調整領域ＩＩＩの実効屈折率および光路長、ｎ₃およびＬ₃は大気の屈折率および半導体発光素子１０の第２の光出射端面１０ｂから反射ミラー２５までの光路長である。

このとき、縦モードの間隔Δλは［数２］で与えられる。

第１の電極１８ａを介して発光領域Ｉに第１の電流Ｉ₁が注入されると、発光領域Ｉの活性層１３から光が放出される。また、第３の電極１８ｃを介して位相調整領域ＩＩＩに第３の電流Ｉ₃が注入されることにより、導波路層１４の実効屈折率ｎ₂がΔｎ₂低下する。

したがって、発光領域Ｉの活性層１３から放出され、位相調整領域ＩＩＩの導波路層１４に導波された光の位相は第３の電流Ｉ₃に応じて変化し、それに伴って縦モード波長λおよび間隔Δλが変化する。このときの縦モード波長λの変化量Δλ'は［数３］で与えられる。

したがって、縦モード波長λの変化量Δλ'が縦モードの間隔Δλよりも大となるまで連続的に第３の電流Ｉ₃を変化させることにより、モードホップを生じることなく連続的に発振波長を変化させることができる。

しかしながら、一方で、第３の電流Ｉ₃が位相調整領域ＩＩＩに注入されることにより自由キャリアによる光吸収が生じてしまう。この光吸収に伴う光出力の低下を抑制するため、光出力補償領域ＩＩに第２の電流Ｉ₂を注入することにより、発光領域Ｉから発された光を増幅させて位相調整領域ＩＩＩに導波させることが考えられる。

ただし、このとき半導体基板に対する第２の電極１８ｂの電位（以下、光出力補償領域電圧Ｖ₂と記す）が半導体基板に対する第３の電極１８ｃの電位（以下、位相調整領域電圧Ｖ₃と記す）と一致していないと、光出力補償領域ＩＩと位相調整領域ＩＩＩのバットジョイント界面２０を介してキャリアがリークしてしまう。

このため、波長可変レーザ光源は、光出力補償領域電圧Ｖ₂と位相調整領域電圧Ｖ₃を一致させるために、位相調整領域電圧Ｖ₃を検出する位相調整領域電圧検出回路２９と、位相調整領域電圧検出回路２９によって検出された位相調整領域電圧Ｖ₃と光出力補償領域電圧Ｖ₂が等しくなる第２の電流Ｉ₂を光出力補償領域ＩＩに注入する光出力補償領域駆動回路２７と、を備える。

ここで、縦モード波長λの変化量Δλ'と、光出力補償領域電圧Ｖ₂と位相調整領域電圧Ｖ₃を一致させる第２の電流Ｉ₂は、それぞれ図３の実線および一点鎖線に示すように第３の電流Ｉ₃に応じて変化する。

光出力補償領域駆動回路２７は、例えば位相調整領域電圧Ｖ₃に等しい光出力補償領域電圧Ｖ₂を出力する定電圧源であり、第２の電極１８ｂと下部電極１７の間の電気抵抗Ｒ₂および光出力補償領域電圧Ｖ₂に対応する第２の電流Ｉ₂を光出力補償領域ＩＩに注入する。

なお、第１の電流Ｉ₁が３００ｍＡ〜４００ｍＡのとき発光領域Ｉに印加される電圧は約２Ｖであり、これに対して位相調整領域ＩＩＩに注入される第３の電流Ｉ₃は１０ｍＡ〜２０ｍＡ程度でこのときの位相調整領域電圧Ｖ₃は約１．５Ｖである。

さらに、波長可変レーザ光源は、発光領域Ｉに第１の電流Ｉ₁を供給する発光領域駆動回路２６と、位相調整領域ＩＩＩに第３の電流Ｉ₃を供給する位相調整領域駆動回路２８と、発光領域駆動回路２６、光出力補償領域駆動回路２７、位相調整領域駆動回路２８および位相調整領域電圧検出回路２９を制御する制御部１００と、を備える。なお、発光領域駆動回路２６、光出力補償領域駆動回路２７、位相調整領域駆動回路２８、位相調整領域電圧検出回路２９および制御部１００は、素子駆動手段を構成している。

光出力補償領域駆動回路２７によって、第２の電流Ｉ₂が第２の電極１８ｂを介して光出力補償領域ＩＩに注入されると、光出力補償領域ＩＩの活性層１３内のキャリアの数が増加して活性層１３内で誘導放出が生じる。このような光増幅作用を有する光出力補償領域ＩＩに発光領域Ｉで発された光が入射すると、該光が光出力補償領域ＩＩを通過する間に上記誘導放出により増幅される。このときの増幅率は第２の電流Ｉ₂の大きさによって決定される。増幅された光は、位相調整領域ＩＩＩに導波されて、上述のように第３の電流Ｉ₃に応じてその位相が変化する。

以下、本発明に係る半導体発光素子１０の製造方法の一例を図１を参照しながら説明する。

まず、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてｎ型ＩｎＰからなるｎ型半導体基板１１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２を成長形成する。次に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２の上面にＩｎＧａＡｓＰからなる活性層１３を成長形成する。なお、ここで言う活性層１３は、ＭＱＷとそれを挟むＳＣＨ層を含むものとする。次に活性層１３の上面にｐ型ＩｎＰクラッド層１５の最下部層（極薄層のため不図示）を成長形成する。次に、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５の最下部層の上にＳｉＯ₂またはＳｉＮｘからなる絶縁膜（図示せず）をプラズマＣＶＤ法等により数１０ｎｍ堆積し、さらにその上にフォトレジスト（図示せず）を塗布する。

続いて、フォトリソグラフィにより、位相調整領域ＩＩＩの作製部分のレジストを取り除き、エッチング処理により、レジストで覆われていない領域の絶縁膜を除去する。

さらに、残っているレジストを剥離して、残っている絶縁膜をマスクとするエッチング処理により、絶縁膜に覆われていない領域の活性層１３を除去する。

次に、上述のようにエッチング処理された部分のｎ型ＩｎＰクラッド層１２の上に、ＩｎＧａＡｓＰからなる導波路層１４を、活性層１３と連続し、且つほぼ同一高さとなるようにバットジョイント成長させ、その上面にｐ型ＩｎＰクラッド層１５の最下部層も成長形成する。次に、発光領域Ｉおよび光出力補償領域ＩＩに残った絶縁膜を剥離してから、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５の最下部層の上面に、ｐ型ＩｎＰクラッド層１５の下層部を成長形成する。さらに、新たに絶縁膜（図示せず）をｐ型ＩｎＰクラッド層１５の下層部の上面に堆積し、その上にフォトレジスト（図示せず）を塗布する。

そして、メサ構造を作製するために、フォトリソグラフィによりレジストをストライプ状に残し、その両側を除去する。さらに、一定幅の線状に残ったレジストをマスクとして、絶縁膜の両側をエッチング処理により除去する。

続いて残ったレジストを剥離除去して、絶縁膜をマスクとするエッチングを行い、メサ構造（図示せず）を形成する。

次に、絶縁膜を成長阻害マスクとして利用して、活性層１３および導波路層１４の両側にｐ型ＩｎＰ埋込層２１ａとｎ型ＩｎＰ埋込層２１ｂを形成する。この後、絶縁膜を除去して全面にｐ型ＩｎＰクラッド層１５の上層部を成長形成し、さらにその上にｐ型ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層１６を形成する。

そして、同様のフォトリソグラフィおよびエッチング処理により、電極分離溝１９ａ、１９ｂが形成される箇所のコンタクト層１６をエッチング除去する。

次に、同様のフォトリソグラフィにより形成したレジストをマスクとして、コンタクト層１６上の発光領域ＩにＡｕ、Ｔｉ、Ｐｔからなる第１の電極１８ａを、光出力補償領域ＩＩにＡｕ、Ｔｉ、Ｐｔからなる第２の電極１８ｂを、位相調整領域ＩＩＩにＡｕ、Ｔｉ、Ｐｔからなる第３の電極１８ｃをそれぞれ蒸着し、さらに、ｎ型半導体基板１１の下面側を研磨してＡｕ、Ｇｅ、Ｐｔからなる下部電極１７を蒸着する。

同様の手順により第１〜第３の電極１８ａ、１８ｂ、１８ｃ上にレジスト（図示せず）を形成する。このレジストをマスクとするエッチング処理により、レジストに覆われていない領域のｐ型ＩｎＰクラッド層１５およびｐ型ＩｎＰ埋込層２１ａ、ｎ型ＩｎＰ埋込層２１ｂ、ｎ型半導体基板１１の一部を除去して電極分離溝１９ａ、１９ｂを作製する。そして、レジストを除去して半導体ウエハを完成する。

次に、この半導体ウエハを所定位置で劈開し、チップ化する。さらに発光領域Ｉ側の第１の光出射端面（一方の端面）１０ａに劈開面の反射率以下になるＬＲコート（図示せず）を形成し、位相調整領域ＩＩＩ側の第２の光出射端面（他方の端面）１０ｂに反射率１％程度のＡＲコート（図示せず）を形成する。これで本実施形態の半導体発光素子１０が完成する。

なお、本実施形態の半導体発光素子の位相調整領域ＩＩＩ側に、図４の光の導波方向に沿って切断した断面図に示すように、ＩｎＧａＡｓＰからなる導波路層１４を有するＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）領域ＩＶがさらに形成されていてもよい。ＤＢＲ領域ＩＶにおいては、導波路層１４の下部（ｎ型ＩｎＰクラッド層１２の上部）に回折格子３０が形成されている。なお、回折格子３０が形成される位置は、導波路層１４の上方のｐ型ＩｎＰクラッド層１５内であってもよい（図示せず）。

また、ＤＢＲ領域ＩＶの上部には第３の電極１８ｃと電極分離溝１９ｃを挟んで電気的に絶縁された第４の電極１８ｄが形成されている。そして、ＤＢＲ領域ＩＶを有する半導体発光素子を備えた波長可変レーザ光源は、本実施形態の図２を用いて説明した構成に加えて、例えば第４の電流Ｉ₄を第４の電極１８ｄを介してＤＢＲ領域ＩＶに注入するＤＢＲ領域駆動回路（図示せず）を備える。ＤＢＲ領域ＩＶにおいては、第４の電流Ｉ₄に応じて導波路層１４の実効屈折率および回折格子３０のブラッグ波長が変化し、これに伴って多数の縦モード波長λのうちから選択される発振波長が変化する。

ここで、半導体発光素子１０の具体的な構成の一例を示す。ｎ型半導体基板１１は、不純物濃度が１．０×１０¹⁸／ｃｍ³で、ｎ型ＩｎＰクラッド層１２は、不純物濃度が１．０×１０¹⁸／ｃｍ³で、層厚が０．４５μｍである。

活性層１３は、図５の拡大断面図に示すように、ＩｎＰクラッド層のバンドギャップよりも小さなバンドギャップを有するＩｎＧａＡｓＰからなる障壁層１３ｄと井戸層１３ｅとが交互に積層されたＭＱＷ層、ＩｎＰクラッド層のバンドギャップとＭＱＷ層のバンドギャップの間の値のバンドギャップを有するＳＣＨ層１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈからなる。

ｐ型ＩｎＰクラッド層１５は、不純物濃度が１．０×１０¹⁸／ｃｍ³で、下層部の層厚が０．５μｍであり、上層部の層厚が２．７μｍである。コンタクト層１６は、不純物濃度が１．０×１０¹⁹／ｃｍ³で、層厚が０．１μｍである。

また、素子長１．５ｍｍに対して光出力補償領域ＩＩおよび位相調整領域ＩＩＩの光の導波方向の領域長をいずれも０．１５ｍｍとした。

以上説明したように、本実施形態の半導体発光素子は、発光領域と同一の組成からなる光出力補償領域を備え、光出力補償領域と位相調整領域の間の電位差をなくすことにより、バットジョイント界面を介した発光領域から位相調整領域へのキャリアのリークを抑制することができるとともに、位相調整領域における光吸収による光出力の低下を抑制することができる。

また、上記リークの抑制により、光出力補償領域と位相調整領域の間のバットジョイント界面の信頼性を向上させることができる。

また、隣り合う領域間の分離抵抗を高める電極分離溝を備えることにより、各領域に注入される電流の相互干渉を抑制することができる。

１０ 半導体発光素子
１０ａ 第１の光出射端面（一方の端面）
１０ｂ 第２の光出射端面（他方の端面）
１１ ｎ型半導体基板（半導体基板）
１２ ｎ型ＩｎＰクラッド層
１３ 活性層
１４ 導波路層
１５ ｐ型ＩｎＰクラッド層
１６ コンタクト層
１７ 下部電極
１８ａ 第１の電極
１８ｂ 第２の電極
１８ｃ 第３の電極
１８ｄ 第４の電極
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 電極分離溝
２０ バットジョイント界面
２１ａ ｐ型ＩｎＰ埋込層
２１ｂ ｎ型ＩｎＰ埋込層
２２ａ、２２ｂ コリメートレンズ
２３ 波長選択フィルタ（波長選択手段）
２４ 波長可変フィルタ（波長選択手段）
２５ 反射ミラー（出射光帰還手段）
２６ 発光領域駆動回路（素子駆動手段）
２７ 光出力補償領域駆動回路（素子駆動手段）
２８ 位相調整領域駆動回路（素子駆動手段）
２９ 位相調整領域電圧検出回路（素子駆動手段）
３０ 回折格子
１００ 制御部（素子駆動手段）

Claims (3)

1. 半導体基板（１１）上に、一方の端面（１０ａ）から他方の端面（１０ｂ）に向かって活性層（１３）と導波路層（１４）とが連続して形成され、該活性層側の領域に発光領域（Ｉ）と光出力補償領域（ＩＩ）とが該他方の端面に向かってこの順で形成され、該導波路層側の領域に位相調整領域（ＩＩＩ）が形成され、該発光領域と該光出力補償領域と該位相調整領域とは電気的に絶縁されており、
   前記発光領域は、第１の電流を受けて光を発し、
   前記位相調整領域は、第３の電流を受けて前記活性層から導波された光の位相を変化させ、
   前記光出力補償領域は、その電位が前記位相調整領域の電位と等しくなる第２の電流を受け、前記発光領域からの光を増幅して前記導波路層へ導波することを特徴とする半導体発光素子。
2. 前記導波路層側の領域に、前記位相調整領域（ＩＩＩ）と、該導波路層内に回折格子（３０）を有するＤＢＲ領域（ＩＶ）と、が前記他方の端面に向かってこの順で形成され、該位相調整領域と該ＤＢＲ領域とは電気的に絶縁されており、
   前記ＤＢＲ領域は、第４の電流を受けて前記位相が変化された光の波長を前記回折格子により選択することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の半導体発光素子（１０）と、
   前記半導体発光素子の前記他方の端面が前記一方の端面に比べ低反射率面であり、該他方の端面からの出射光を平行光に変換するコリメートレンズ（２２ａ）と、
   前記他方の端面から出射される光の光路上に配置され、該他方の端面から導波された光を該他方の端面に帰還させる出射光帰還手段（２５）と、
   前記半導体発光素子と前記出射光帰還手段とで構成されるレーザ共振器の発振波長を選択する波長選択手段（２３、２４）と、
   前記第１の電流を前記発光領域に、前記第２の電流を前記光出力補償領域に、前記第３の電流を前記位相調整領域にそれぞれ供給する素子駆動手段（２６、２７、２８、２９、１００）と、を備え、
   前記素子駆動手段は、前記光出力補償領域の電位が前記位相調整領域の電位と等しくなる前記第２の電流を出力することを特徴とする波長可変レーザ光源。

Images