JP2011049346A - 分布帰還形半導体レーザ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る分布帰還形半導体レーザは、活性層504と、活性層504の上側に配置されたガイド層505と、一方の端面に形成された低反射率端面503と、他方の端面に形成された高反射率端面502と、一方の端面側に形成された回折格子10と、を有し、両端面間の長さLが170μm以上280μm以下であり、回折格子10は、一定の周期でガイド層505の全てが除去され、ガイド層505の除去された部位がクラッド層508に埋め込まれることにより形成され、他方の高反射率端面502側において、ガイド層505の全てが除去されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
変調周波数特性Rmは次式で表される。
レーザの温度特性を向上する方法としては、3つの方法が考えられる。
第1の方法は、発光効率を上げることである。これにはレーザの低しきい値化が有効である。レーザの発振しきい値を下げることによって動作電流が小さくなり、発熱量が減少するからである。発熱量の減少によって、吸収ロスは低減する。
第2の方法は、直列抵抗Rを小さくすることである。これは、直列抵抗Rでの発熱量が減少することによる。
第3の方法は、熱拡散を大きくすることである。これには共振器長Lを長くしたり、ペルチェ素子を利用したりすることが有効である。共振器長Lを長くすると直列抵抗Rも小さくなる。しかし、共振器長Lを長くすると寄生容量Cが大きくなるため、変調周波数特性Rmが劣化する。一方のペルチェ素子は、アンクールドレーザの場合は利用できない。
図4に、本実施形態に係る分布帰還形半導体レーザの共振器長Lと緩和振動周波数frの関係を示す。レーザの素子温度は95℃、電流値は60mA、Lg/Lは60%である。
共振器長Lが220μm付近で緩和振動周波数frが最大値を示した。共振器長Lが大きい場合は、しきい値電流が大きくなるとともにレーザの寄生容量Cが大きくなるため、緩和振動周波数frが劣化する。逆に、共振器長Lが小さい場合は、しきい値電流は小さくかつレーザの寄生容量Cも小さくなるが、レーザの発光効率の温度特性が発熱の影響で劣化するため、緩和振動周波数frが劣化する。
図5は、共振器長Lに対する回折格子形成領域の長さLgの割合と本実施例に係る分布帰還形半導体レーザの緩和振動周波数の関係を示す。横軸は、共振器長Lに対する回折格子形成領域の長さLgの割合すなわちLg/Lを示し、縦軸は緩和振動周波数fr(GHz)を示す。素子温度は95℃で、緩和振動周波数frは電流値60mAでの値である。
次に、本実施例に係る分布帰還形半導体レーザの効果について図を用いて説明する。
図8は、本実施例に係る分布帰還形半導体レーザの効果を説明するための図で、分布帰還形半導体レーザに流す電流と分布帰還形半導体レーザの発光効率の関係を示す図である。多重量子井戸層(図2に示す符号4)の層数が8、共振器長Lが200μm、低反射率端面503側に配置される低反射率膜の反射率が1%、高反射率端面502側に配置される高反射率膜の反射率が80%、回折格子領域が共振器長Lの67%の134μm、回折格子10の結合係数κと回折格子形成領域の長さLgの積が1.2で、素子温度95℃の場合を示す。縦軸は、発光効率(W/A)で、この値が大きいほど分布帰還形半導体レーザの光出力特性が優れていることを示す。発光効率がゼロから急激に大きくなっている電流値がいわゆるしきい値電流である。
2:n型InPのクラッド層
3:n型InGaAlAsのSCH層
4:InGaAlAs系の多重量子井戸層
5:p型InGaAlAsのSCH層
6:p型InAlAsのキャリアストップ層
7:p型InGaAsPのエッチングストップ層
8:p型InPのクラッド層
9:p型InGaAsのコンタクト層
10:回折格子
11:n型電極
12:p型電極
501:回折格子
502:高反射率端面
503:低反射率端面
504:活性層
505:ガイド層
506:n型電極
507:p型電極
508:クラッド層
Claims (2)
- 活性層と、
前記活性層の下側又は上側に配置されたガイド層と、
一方の端面に形成された低反射膜と、
他方の端面に形成された高反射膜と、
前記一方の端面側に形成された回折格子と、を有し、
前記両端面間の長さが170μm以上280μm以下であり、
前記回折格子は、一定の周期で前記ガイド層の全てが除去され、前記ガイド層の除去された部位がクラッド層に埋め込まれることにより形成され、
前記他方の端面側において、前記ガイド層の全てが除去されていることを特徴とする分布帰還形半導体レーザ。 - 前記回折格子を形成する領域の長さが、前記両端面間の長さの40%以上80%以下であることを特徴とする請求項1に記載の分布帰還形半導体レーザ。
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