JP2011228384A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser Download PDF

Info

Publication number
JP2011228384A
JP2011228384A JP2010094877A JP2010094877A JP2011228384A JP 2011228384 A JP2011228384 A JP 2011228384A JP 2010094877 A JP2010094877 A JP 2010094877A JP 2010094877 A JP2010094877 A JP 2010094877A JP 2011228384 A JP2011228384 A JP 2011228384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
waveguide layer
layer
semiconductor laser
resonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010094877A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunobu Gotoda
光伸 後藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2010094877A priority Critical patent/JP2011228384A/en
Publication of JP2011228384A publication Critical patent/JP2011228384A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser with high reliability and characteristic reproducibility capable of being manufactured at a low cost in a simple manufacturing process.SOLUTION: The semiconductor laser comprises a refractive index modulation region 18 capable of changing refractive index (or a gain modulation region 31 capable of changing a gain) and a vertical coupling region 19 where a Mach-zehnder coupler is formed in a resonator. The refractive index modulation region is formed at a position that meets "(resonator length L)/(integer of 2 or higher)" from one reflecting mirror end face 9A.

Description

この発明は、光ファイバー通信技術で用いることができる半導体レーザに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor laser that can be used in optical fiber communication technology.

従来の単一モード半導体レーザとしては、活性層又は受動光導波層の近傍に回折格子を設け、その周期に対応する特定の波長で発振する、分布帰還型(DFB:Distibuted Feedback)半導体レーザや、分布ブラッグ反射型(DBR:Distributed Bragg Reflector)半導体レーザなどが代表的な方式である。これらの半導体レーザは、単一モードの指標であるサイドモード抑圧比(SMSR:Side Mode Suppression Ratio)が30dB以上あって、高速直接変調の際にもモード跳びが起こりにくい事から、長距離伝送に適している。   As a conventional single-mode semiconductor laser, a distributed feedback type (DFB: Distributed Feedback) semiconductor laser that oscillates at a specific wavelength corresponding to the period by providing a diffraction grating near the active layer or the passive optical waveguide layer, A distributed Bragg reflector (DBR) semiconductor laser is a typical system. These semiconductor lasers have a side mode suppression ratio (SMSR), which is a single mode index, of 30 dB or more, and mode jumps are unlikely to occur during high-speed direct modulation. Is suitable.

また、リッジ導波路形状のファブリ・ペロー型(FP:Fabry−Perot)半導体レーザに関する技術も、既に存在する(特許文献1参照)。   Further, a technology relating to a Fabry-Perot (FP) semiconductor laser having a ridge waveguide shape already exists (see Patent Document 1).

当該特許文献1に係る半導体レーザでは、リッジ頂上から活性層近傍まで深く掘りこんだスロット(エッチング溝)を複数設け、単一モード性をDFBレーザ並みに高められている。なお、当該特許文献1に係る半導体レーザを、以下、離散モード半導体レーザと称する。   In the semiconductor laser according to Patent Document 1, a plurality of slots (etching grooves) deeply dug from the top of the ridge to the vicinity of the active layer are provided, and the single mode property is improved to the same level as the DFB laser. The semiconductor laser according to Patent Document 1 is hereinafter referred to as a discrete mode semiconductor laser.

当該離散モード半導体レーザでは、活性層と光閉じ込め層とから成る光導波層は、上クラッド層および下クラッド層により、挟まれている。また、リッジ導波路の最上部の電極直下には、コンタクト層が形成され、スロットと呼ばれるエッチング溝も形成されている。当該離散モード半導体レーザの発振は、通常のFP型半導体レーザと同様に、基本的には両端の劈開端面による帰還で実現される。   In the discrete mode semiconductor laser, the optical waveguide layer composed of the active layer and the optical confinement layer is sandwiched between the upper cladding layer and the lower cladding layer. In addition, a contact layer is formed immediately below the uppermost electrode of the ridge waveguide, and an etching groove called a slot is also formed. The oscillation of the discrete mode semiconductor laser is basically realized by feedback from the cleaved end faces at both ends, as in a normal FP semiconductor laser.

FP型半導体レーザにおいては、共振器長Lに逆比例する間隔Δλの縦モードが多数存在する。導波路の中の光は、スロットのない部分では非摂動モードを取り、スロットのある部分では屈折率の減少の影響を受けた摂動モードに変化する。このためスロット部分では、両モード間の不整合に起因するわずかな反射が発生して、縦モード利得が周期的な変調を受ける。   In the FP type semiconductor laser, there are many longitudinal modes having an interval Δλ that is inversely proportional to the resonator length L. The light in the waveguide takes a non-perturbation mode in a portion without a slot, and changes into a perturbation mode affected by a decrease in refractive index in a portion with a slot. For this reason, in the slot portion, slight reflection due to mismatch between both modes occurs, and the longitudinal mode gain undergoes periodic modulation.

例えば、端面からのスロットの距離が共振器長L/N(N:整数)の場合、ほぼN本おきに縦モードが選択される事になる。しがたって、スロットの数や位置を適切に選んで組み合わせる事により、単一モード性の高い半導体レーザを得る事ができ、FP型半導体レーザは、DFBレーザに比べて、作製プロセスを大幅に簡略化できる。   For example, when the slot distance from the end face is the resonator length L / N (N: integer), the longitudinal mode is selected approximately every N lines. Therefore, by selecting and combining the number and position of slots appropriately, it is possible to obtain a semiconductor laser with high single mode characteristics, and the FP type semiconductor laser greatly simplifies the manufacturing process compared to the DFB laser. Can be

ただし、当該FP型半導体レーザにおいて、良好な単一モード性を確保するためには、多数(約20箇所)のスロットを非周期的に配置する等の複雑な設計を行う必要がある(非特許文献1参照)。   However, in the FP type semiconductor laser, in order to ensure a good single mode property, it is necessary to perform a complicated design such as a large number (about 20 places) of aperiodic arrangement (non-patent). Reference 1).

国際公開第2006/024674号International Publication No. 2006/024674

Simon Osbourne他、「Design of Single−Mode and Two−Color Fabry−Perot Lasers With Patterned Refractive Index」、IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics、Vol. 13、No. 5、pp1157−1163Simon Osbourne et al., "Design of Single-Mode and Two-Color Fabry-Perot Lasers With Pattered Reflexive Index, IEEE Journal of Selected.

従来のDFBレーザやDBRレーザなどの単一モード半導体レーザでは、電子ビーム露光や干渉露光を用いて回折格子を形成する必要がある。このため、複数回のエピタキシャル成長工程を含む複雑な作製プロセスが必要であり、一般のFP型半導体レーザに比べると、DFBレーザやDBRレーザは、作製工程のスループットが低下する。   In a single mode semiconductor laser such as a conventional DFB laser or DBR laser, it is necessary to form a diffraction grating using electron beam exposure or interference exposure. For this reason, a complicated manufacturing process including a plurality of epitaxial growth processes is required, and the throughput of the manufacturing process of the DFB laser and the DBR laser is lower than that of a general FP semiconductor laser.

また、DFBレーザやDBRレーザは、端面からの反射位相に依存して、発振波長に関する歩留りも発生する。したがって、DFBレーザやDBRレーザは、低コスト化が困難であった。   In addition, the DFB laser and DBR laser also generate a yield related to the oscillation wavelength depending on the reflection phase from the end face. Therefore, it is difficult to reduce the cost of the DFB laser and the DBR laser.

一方、離散モード半導体レーザでは、スロット領域での反射量や散乱損失は、エッチング深さで決まる。このため、エッチング量を精密に制御する必要があると共に、エッチング側壁や底面を確実に保護膜で覆う必要があり、当該離散モード半導体レーザは、作製プロセスの再現性や安定性に課題が残っていた(換言すれば、特性が安定している半導体レーザの再現性に課題があった)。   On the other hand, in the discrete mode semiconductor laser, the reflection amount and scattering loss in the slot region are determined by the etching depth. For this reason, it is necessary to precisely control the etching amount, and it is necessary to securely cover the etching side wall and bottom surface with a protective film, and the discrete mode semiconductor laser still has problems in the reproducibility and stability of the manufacturing process. (In other words, there was a problem in the reproducibility of the semiconductor laser having stable characteristics).

また、離散モード半導体レーザでは、多数のスロットが存在する。このため、離散モード半導体レーザは、エッチング溝部での損失の発生による出力低下や長期通電使用時の信頼性が懸念されていた。   In a discrete mode semiconductor laser, there are a large number of slots. For this reason, the discrete mode semiconductor laser has been concerned about a decrease in output due to the occurrence of a loss in the etching groove and reliability during long-term energization.

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡便な製造プロセスで安価に作製でき、信頼性および特性の再現性の高い、半導体レーザを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a semiconductor laser that can be manufactured at low cost by a simple manufacturing process and has high reliability and reproducibility of characteristics. Objective.

上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザは、共振器長だけ隔てて形成された、一対の反射鏡端面を有する共振器と、前記一対の反射鏡端面間に渡って形成される、活性層を含む第一の光導波層と、屈折率を変化させることが可能な、前記共振器内に形成される屈折率変調領域と、前記共振器内に形成され、前記屈折率変調領域と重複しない、垂直結合領域とを、備えており、前記屈折率変調領域は、一方の前記反射鏡端面から、(前記共振器長)/(2以上の整数)を満たす、前記共振器内に形成されており、前記垂直結合領域には、前記第一の光導波層と、前記第一の光導波層と離隔して形成された第二の光導波層とから成るマッハツェンダー結合器が形成されている。   In order to achieve the above object, a semiconductor laser according to the present invention is formed across a resonator having a pair of reflecting mirror end faces formed by being spaced apart by the length of the resonator and the pair of reflecting mirror end faces. A first optical waveguide layer including an active layer; a refractive index modulation region formed in the resonator capable of changing a refractive index; and the refractive index modulation formed in the resonator. A vertical coupling region that does not overlap with the region, and the refractive index modulation region satisfies (the resonator length) / (an integer of 2 or more) from one end face of the reflecting mirror. The Mach-Zehnder coupler comprising the first optical waveguide layer and the second optical waveguide layer formed apart from the first optical waveguide layer is formed in the vertical coupling region. Is formed.

または、本発明に係る半導体レーザは、共振器長だけ隔てて形成された、一対の反射鏡端面を有する共振器と、前記一対の反射鏡端面間に渡って形成される、活性層を含む第一光導波層と、利得を変化させることが可能な、前記共振器内に形成される利得変調領域と、前記共振器内に形成され、前記利得変調領域と重複しない、垂直結合領域とを、備えており、前記利得変調領域は、一方の前記反射鏡端面から、(前記共振器長)/(2以上の整数)を満たす、前記共振器内に形成されており、前記垂直結合領域には、前記第一の光導波層と、前記第一の光導波層と離隔して形成された第二の光導波層とから成るマッハツェンダー結合器が形成されている。   Alternatively, the semiconductor laser according to the present invention includes a resonator having a pair of reflecting mirror end faces formed apart from each other by a cavity length, and an active layer formed between the pair of reflecting mirror end faces. An optical waveguide layer, a gain modulation region formed in the resonator capable of changing a gain, and a vertical coupling region formed in the resonator and not overlapping the gain modulation region; The gain modulation region is formed in the resonator satisfying (the resonator length) / (an integer of 2 or more) from one end face of the reflecting mirror, and the vertical coupling region includes A Mach-Zehnder coupler comprising the first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer formed apart from the first optical waveguide layer is formed.

本発明に係る半導体レーザは、屈折率を変化させることが可能な、共振器内に形成される屈折率変調領域(または、利得を変化させることが可能な、共振器内に形成される利得変調領域)および、マッハツェンダー結合器が形成される垂直結合領域とを、備えている。ここで、屈折率変調領域は、一方の反射鏡端面から、(共振器長L)/(2以上の整数)を満たす、位置に形成されている。   The semiconductor laser according to the present invention has a refractive index modulation region formed in the resonator capable of changing the refractive index (or gain modulation formed in the resonator capable of changing the gain. Region) and a vertical coupling region in which a Mach-Zehnder coupler is formed. Here, the refractive index modulation region is formed at a position satisfying (resonator length L) / (integer of 2 or more) from one end face of the reflecting mirror.

したがって、簡便な製造プロセスで安価に作製でき、信頼性および特性の再現性の高い、半導体レーザを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser that can be manufactured at a low cost by a simple manufacturing process and has high reliability and reproducibility of characteristics.

半導体レーザの共振器を、光出射側から見たときの構成を示す正面図である。It is a front view which shows a structure when the resonator of a semiconductor laser is seen from the light emission side. 実施の形態1に係る半導体レーザにおける共振器の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a configuration of a resonator in the semiconductor laser according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る半導体レーザにおける共振器の、他の断面構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another cross-sectional configuration of the resonator in the semiconductor laser according to the first embodiment. 垂直マッハツェンダー結合器の動作を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating operation | movement of a vertical Mach-Zehnder coupler. 垂直マッハツェンダー結合器の透過スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the transmission spectrum of a vertical Mach-Zehnder coupler. 屈折率変調領域におけるモード変調を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode modulation | alteration in a refractive index modulation area | region. 活性層の利得スペクトルおよび垂直マッハツェンダー結合器のフィルタ特性を示す図である。It is a figure which shows the gain spectrum of an active layer, and the filter characteristic of a vertical Mach-Zehnder coupler. 実施の形態1に係る共振器全体における、スペクトル特性を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining spectral characteristics in the whole resonator according to the first embodiment. 実施の形態2に係る半導体レーザにおける共振器の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a resonator in a semiconductor laser according to a second embodiment. 実施の形態2に係る半導体レーザにおける共振器の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a resonator in a semiconductor laser according to a second embodiment. 実施の形態2に係る半導体レーザにおける共振器の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a resonator in a semiconductor laser according to a second embodiment. 実施の形態3に係る半導体レーザにおける共振器の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a resonator in a semiconductor laser according to a third embodiment.

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.

<実施の形態1>
図1は、本実施の形態に係る単一モード半導体レーザの素子の概略構成を示す、正面図である。また、図2は、当該半導体レーザの構成を示す断面図である。ここで、図1は、図2において、光出力側から見た正面図である。また、図2は、図1のA−A’断面で見た断面図である。なお、図面簡略化のため、上下の電極および配線の図示は、省略している。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of an element of a single mode semiconductor laser according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser. Here, FIG. 1 is a front view seen from the light output side in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. For simplification of the drawing, the upper and lower electrodes and wiring are not shown.

当該半導体レーザの材料系としては、長波光通信で一般的なInP(リン化インジウム)基板上の、InGaAsP(インジウムガリウムヒ素リン)やInAlGaAs(インジウムアルミニウムガリウムヒ素)などが採用できる。なお、本実施の形態では、n型のInP基板上のInGaAsP光導波層の例で記述する。   As a material system of the semiconductor laser, InGaAsP (indium gallium arsenide phosphorus), InAlGaAs (indium aluminum gallium arsenide), or the like on an InP (indium phosphide) substrate, which is common in long wave optical communication, can be used. In this embodiment, an example of an InGaAsP optical waveguide layer on an n-type InP substrate will be described.

図1に示すように、活性層1を挟み込むように、光閉じ込め層2が形成されている。当該活性層1および光閉じ込め層2により、第一の光導波層15が構成されている。ここで、当該第一の光導波層15は、InGaAsPから構成されている。   As shown in FIG. 1, an optical confinement layer 2 is formed so as to sandwich the active layer 1. The active layer 1 and the optical confinement layer 2 constitute a first optical waveguide layer 15. Here, the first optical waveguide layer 15 is made of InGaAsP.

また、図1に示すように、第一の光導波層15は、上クラッド層4と下クラッド層5とにより、挟まれている。ここで、上クラッド層4は、p型のInPから成り、下クラッド層5は、n型のInPから成る。なお、本実施の形態では、下クラッド層4は、n型のInP基板と一体のものとして扱っている。   As shown in FIG. 1, the first optical waveguide layer 15 is sandwiched between the upper cladding layer 4 and the lower cladding layer 5. Here, the upper cladding layer 4 is made of p-type InP, and the lower cladding layer 5 is made of n-type InP. In the present embodiment, the lower cladding layer 4 is handled as an integral part of the n-type InP substrate.

また、図1に示すように、活性層1を含む第一の光導波層15の両側面には、p型およびn型のInPを組み合わせた、電流ブロック層14が形成されている。また、上クラッド層4の上面には、コンタクト層7が形成されている。なお、図2では、当該コンタクト層7の図示は省略している。   As shown in FIG. 1, current blocking layers 14 combining p-type and n-type InP are formed on both side surfaces of the first optical waveguide layer 15 including the active layer 1. A contact layer 7 is formed on the upper surface of the upper cladding layer 4. In FIG. 2, the contact layer 7 is not shown.

当該図1の構成から分かるように、本実施の形態に係る半導体レーザは、埋め込み導波路構造を構成している。   As can be seen from the configuration of FIG. 1, the semiconductor laser according to the present embodiment forms a buried waveguide structure.

図2は、半導体レーザの共振器の構成を示す断面図であると把握できる。   FIG. 2 can be understood as a cross-sectional view showing the configuration of the resonator of the semiconductor laser.

図2に示すように、共振器は、共振器長Lだけ隔てて形成された、一対の劈開端面(反射鏡端面と把握できる)9A,9Bを有する。ここで、共振器の前方(つまり、光出力側)は、劈開端面9Aのみであるが、共振器の後方(光非出力側)においては、劈開端面9Bに、出力を高める目的で高反射コート16が形成されている。   As shown in FIG. 2, the resonator includes a pair of cleaved end faces (can be grasped as reflecting mirror end faces) 9 </ b> A and 9 </ b> B that are formed apart by the resonator length L. Here, the front side of the resonator (that is, the light output side) is only the cleavage end face 9A, but the rear side of the resonator (light non-output side) is a highly reflective coating on the cleavage end face 9B for the purpose of increasing the output. 16 is formed.

また、図2に示すように、共振器内には、活性層1を含む第一の光導波層15が、共振器長L(換言すれば、一対の劈開端面9A,9B間)に渡って形成されている。   Further, as shown in FIG. 2, in the resonator, the first optical waveguide layer 15 including the active layer 1 extends over the resonator length L (in other words, between the pair of cleavage end faces 9A and 9B). Is formed.

また、図2に示すように、共振器内には、屈折率を変化させることが可能な領域である屈折率変調領域18と、屈折率変調領域18とは重複しない垂直結合領域19とが存在する。   Further, as shown in FIG. 2, the resonator includes a refractive index modulation region 18 that can change the refractive index, and a vertical coupling region 19 that does not overlap the refractive index modulation region 18. To do.

垂直結合領域19には、垂直方向のマッハツェンダー結合器が形成されている。換言すれば、垂直方向のマッハツェンダー結合器が形成されている共振器内の領域が、垂直結合領域19である。   A vertical Mach-Zehnder coupler is formed in the vertical coupling region 19. In other words, the region in the resonator where the vertical Mach-Zehnder coupler is formed is the vertical coupling region 19.

当該垂直方向のマッハツェンダー結合器は、第一の光導波層15と、当該第一の光導波層15と離隔して形成された第二の光導波層17とから成る。第二の光導波層17は、活性層を有さず、InGaAsPから成る。また、第二の光導波層17は、上クラッド層4内において、第一の光導波層15の延設方向と平行に、形成されている。第一の光導波層15と第二の導波層17との間には、InPから成る上クラッド層4の一部が存在する。つまり、垂直方向のマッハツェンダー結合器は、第一の光導波層15、上クラッド層4および第二の光導波層17が当該順に積層した構成から成る。なお、第二の光導波層17は、活性層1からの発光を吸収しない組成のバンドギャップ波長を有する。   The vertical Mach-Zehnder coupler includes a first optical waveguide layer 15 and a second optical waveguide layer 17 formed separately from the first optical waveguide layer 15. The second optical waveguide layer 17 does not have an active layer and is made of InGaAsP. The second optical waveguide layer 17 is formed in the upper cladding layer 4 in parallel with the extending direction of the first optical waveguide layer 15. A part of the upper cladding layer 4 made of InP exists between the first optical waveguide layer 15 and the second waveguide layer 17. That is, the Mach-Zehnder coupler in the vertical direction has a configuration in which the first optical waveguide layer 15, the upper cladding layer 4, and the second optical waveguide layer 17 are laminated in this order. The second optical waveguide layer 17 has a band gap wavelength having a composition that does not absorb light emitted from the active layer 1.

ここで、第一の光導波層15と同様、第二の光導波層17内を導波光は往来する。つまり、第二の光導波層17の図2の左右方向の長さは、当該導波光の往来が可能となるだけの長さが必要である。   Here, similarly to the first optical waveguide layer 15, the guided light travels through the second optical waveguide layer 17. That is, the length of the second optical waveguide layer 17 in the left-right direction in FIG. 2 needs to be long enough to allow the guided light to travel.

屈折率変調領域18には、第三の光導波層13が形成されている。換言すれば、第三の光導波層13が形成されている共振器内の領域が、屈折率変調領域18である。当該第三の光導波層13の存在により、共振器内における導波光の屈折率を変調させることができる。   A third optical waveguide layer 13 is formed in the refractive index modulation region 18. In other words, the region in the resonator where the third optical waveguide layer 13 is formed is the refractive index modulation region 18. Due to the presence of the third optical waveguide layer 13, the refractive index of the guided light in the resonator can be modulated.

第三の光導波層13は、第一の光導波層15と離隔して形成されている。第三の光導波層13は、活性層を有さず、InGaAsPから成る。また、第三の光導波層13は、上クラッド層4内において、第一の光導波層15の延設方向と平行に、形成されている。また、図2の構成では、第二の光導波層17と第三の光導波層13とは、上クラッド層4内の同層位置(つまり、上クラッド層4内おいて、同じ深さ位置)に形成されている。第一の光導波層15と第三の導波層13との間には、InPから成る上クラッド層4の一部が存在する。なお、第三の光導波層13は、活性層1からの発光を吸収しない組成のバンドギャップ波長を有する。   The third optical waveguide layer 13 is formed separately from the first optical waveguide layer 15. The third optical waveguide layer 13 does not have an active layer and is made of InGaAsP. The third optical waveguide layer 13 is formed in the upper cladding layer 4 in parallel with the extending direction of the first optical waveguide layer 15. In the configuration of FIG. 2, the second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 13 are located in the same layer position in the upper cladding layer 4 (that is, the same depth position in the upper cladding layer 4). ). A part of the upper cladding layer 4 made of InP exists between the first optical waveguide layer 15 and the third waveguide layer 13. The third optical waveguide layer 13 has a band gap wavelength having a composition that does not absorb light emitted from the active layer 1.

また、本実施の形態では、屈折率変調領域18は、一方の劈開端面から、(共振器長L)/(2以上の整数)を満たす、共振器内に形成されている。屈折率変調領域18は、一つのみでも良いが、複数存する場合には、各屈折率変調領域18は、一方の劈開端面からそれぞれ、(共振器長L)/(2以上の整数)だけ、離隔している。   Further, in the present embodiment, the refractive index modulation region 18 is formed in the resonator satisfying (resonator length L) / (integer of 2 or more) from one cleavage end face. There may be only one refractive index modulation region 18, but when there are a plurality of refractive index modulation regions 18, each of the refractive index modulation regions 18 is (resonator length L) / (integer greater than or equal to 2) from one of the cleavage end faces, Separated.

図2に例示する構成では、一つ目の屈折率変調領域18は、一方の劈開端面9Aから、L/N1だけ離れた位置に形成されている。また、二つ目の屈折率変調領域18は、一方の劈開端面9Aから、L/N2だけ離れた位置に形成されている。また、三つ目の屈折率変調領域18は、一方の劈開端面9Aから、L/N3だけ離れた位置に形成されている。ここで、N1,N2,N3は、2以上の異なる値の整数である。   In the configuration illustrated in FIG. 2, the first refractive index modulation region 18 is formed at a position separated by L / N1 from one cleavage end face 9A. The second refractive index modulation region 18 is formed at a position separated from one cleavage end face 9A by L / N2. The third refractive index modulation region 18 is formed at a position separated from one cleavage end face 9A by L / N3. Here, N1, N2, and N3 are integers of two or more different values.

なお、各屈折率変調領域18に存する各第三の光導波層13の長さの中心が、各々、一方の劈開端面9Aから、L/N1,L/N2,L/N3に位置している。当該L/N1,L/N2,L/N3は、屈折率変調位置と称する。換言すれば、各屈折率変調領域18の図2の左右方向における幅の中心位置が、屈折率変調位置に位置する。   The center of the length of each third optical waveguide layer 13 existing in each refractive index modulation region 18 is located at L / N1, L / N2, L / N3 from one cleavage end face 9A, respectively. . The L / N1, L / N2, and L / N3 are referred to as refractive index modulation positions. In other words, the center position of the width in the left-right direction in FIG. 2 of each refractive index modulation region 18 is located at the refractive index modulation position.

ここで、第二の光導波層17とは異なり、第三の光導波層13内において導波光の往来は乱される。つまり、第三の光導波層13の図2の左右方向の長さは、当該導波光の往来が可能とならないように、十分に短く設定する必要がある。このことから分かるように、図2の左右方向における屈折率変調領域18の領域長は、図2の左右方向における垂直結合領域19の領域長より、十分に短い。換言すると、図2の左右方向における第三の光導波層13の長さは、図2の左右方向における第二の導波層17の長さより、十分に短い。図2の構成は、第二の導波層17と第三の導波層13とは、長さのみが相違するのみで、同じ構成を有する。   Here, unlike the second optical waveguide layer 17, the propagation of the guided light is disturbed in the third optical waveguide layer 13. That is, it is necessary to set the length of the third optical waveguide layer 13 in the left-right direction in FIG. 2 to be sufficiently short so that the guided light does not come and go. As can be seen from this, the region length of the refractive index modulation region 18 in the left-right direction in FIG. 2 is sufficiently shorter than the region length of the vertical coupling region 19 in the left-right direction in FIG. In other words, the length of the third optical waveguide layer 13 in the left-right direction in FIG. 2 is sufficiently shorter than the length of the second waveguide layer 17 in the left-right direction in FIG. In the configuration of FIG. 2, the second waveguide layer 17 and the third waveguide layer 13 have the same configuration except for only the length.

なお、垂直結合領域19(換言すれば、第二の光導波層17)の少なくとも一つの端部は、一方の劈開端面9Aから、(共振器長L)/(2以上の整数)を満たす位置に、形成されていることが望ましい。図2の構成例では、第二の光導波層17は、第三の光導波層13よりも、他方の劈開端面9B側に形成されている。   Note that at least one end of the vertical coupling region 19 (in other words, the second optical waveguide layer 17) satisfies (resonator length L) / (integer greater than or equal to 2) from one cleavage end face 9A. In addition, it is desirable to be formed. In the configuration example of FIG. 2, the second optical waveguide layer 17 is formed closer to the other cleaved end face 9 </ b> B than the third optical waveguide layer 13.

第二の光導波層17および第三の光導波層13は、次のようにして形成できる。   The second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 13 can be formed as follows.

InPから成る上クラッド層4の一部を形成した状態で、InGaAsPの光導波層を作成し、当該光導波層の所定の部分をエッチングする。その後、InPで埋め込み成長することにより、上クラッド層4内の同層位置に、第二の光導波層17および第三の光導波層13が形成される。   An InGaAsP optical waveguide layer is formed in a state in which a part of the upper cladding layer 4 made of InP is formed, and a predetermined portion of the optical waveguide layer is etched. Thereafter, the second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 13 are formed in the same layer position in the upper cladding layer 4 by being embedded and grown with InP.

当該形成方法から分かるように、第一の光導波路15と光導波層(第二の光導波層17および第三の光導波層13)の間隔、および、光導波層(第二の光導波層17および第三の光導波層13)の膜厚は、エピタキシャル成長によって予め設定される。さらに、第二の光導波層17の長さおよび第三の光導波層13の長さは、フォトリソグラフィーで決まる。   As can be seen from the forming method, the distance between the first optical waveguide 15 and the optical waveguide layer (second optical waveguide layer 17 and third optical waveguide layer 13), and the optical waveguide layer (second optical waveguide layer). The thickness of the 17 and the third optical waveguide layer 13) is preset by epitaxial growth. Further, the length of the second optical waveguide layer 17 and the length of the third optical waveguide layer 13 are determined by photolithography.

したがって、本実施の形態に係る半導体レーザでは、反射量を極めて精度よく制御できる。さらに、エッチング最表面が大気にさらされる事もないので、本実施の形態に係る半導体レーザは、長期信頼性にも優れている。つまり、簡便な製造プロセスで安価に作製でき、信頼性および特性の再現性の高い、半導体レーザを提供することができる。   Therefore, in the semiconductor laser according to the present embodiment, the amount of reflection can be controlled with extremely high accuracy. Furthermore, since the etching outermost surface is not exposed to the atmosphere, the semiconductor laser according to the present embodiment is excellent in long-term reliability. That is, it is possible to provide a semiconductor laser that can be manufactured at low cost by a simple manufacturing process and has high reliability and reproducibility of characteristics.

また、屈折率変調領域18を複数、各屈折率変調位置に設けることにより、安定した単一性モードの半導体レーザを提供することができる。   Further, by providing a plurality of refractive index modulation regions 18 at each refractive index modulation position, a stable single mode semiconductor laser can be provided.

また、長さの短い第三の光導波層13を設けることにより、屈折率変調領域18を形成している。したがって、簡単で制御が容易な製造プロセス(エッチング処理)により、当該屈折率変調領域18を共振器内に設定できる。   Further, the refractive index modulation region 18 is formed by providing the third optical waveguide layer 13 having a short length. Therefore, the refractive index modulation region 18 can be set in the resonator by a manufacturing process (etching process) that is simple and easy to control.

また、第二の光導波層17と第三の光導波層13とは、上クラッド層4内において、同層位置に形成されている。したがって、光導電層を所定のパターンにエッチングすることにより、同時に、第二の光導波層17と第三の光導波層13を作成することが可能となる。   The second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 13 are formed in the same layer position in the upper cladding layer 4. Therefore, the second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 13 can be simultaneously formed by etching the photoconductive layer into a predetermined pattern.

図3は、垂直結合領域19の断面構成を示す断面図である。具体的に、当該図3は、図2のB−B’断面の断面図である。なお、図3では、図2で図示を省略していたコンタクト層7が図示されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the vertical coupling region 19. Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 2. In FIG. 3, the contact layer 7 not shown in FIG. 2 is shown.

図3において、第一の光導波層15の膜厚、第二の光導波層17の膜厚、および第一の光導波層15と第二の光導波層17との間に存する上クラッド層4の膜厚は、図3の上下方向のモード結合が存在する屈折率分布となるように設計されている。たとえば、第一の光導波層15と第二の光導波層17の膜厚は各々、0.2ミクロン前後であり、第一の光導波層15と第二の光導波層17の幅(図3の左右方向の寸法)は各々、1ミクロン前後である。また、第一の光導波層15と第二の光導波層17との間に存する上クラッド層4の膜厚は、約0.3ミクロンである。   In FIG. 3, the film thickness of the first optical waveguide layer 15, the film thickness of the second optical waveguide layer 17, and the upper clad layer existing between the first optical waveguide layer 15 and the second optical waveguide layer 17. The film thickness 4 is designed to have a refractive index distribution in which mode coupling in the vertical direction in FIG. 3 exists. For example, the film thicknesses of the first optical waveguide layer 15 and the second optical waveguide layer 17 are each about 0.2 microns, and the widths of the first optical waveguide layer 15 and the second optical waveguide layer 17 (see FIG. 3) is about 1 micron. The film thickness of the upper cladding layer 4 existing between the first optical waveguide layer 15 and the second optical waveguide layer 17 is about 0.3 microns.

次に、図4,5を用いて、垂直マッハツェンダー結合器の動作について説明する。   Next, the operation of the vertical Mach-Zehnder coupler will be described with reference to FIGS.

図4は、垂直結合領域19付近での導波モードの関係を示している。図5は、垂直マッハツェンダー結合器による波長選択の原理を説明する図である。具体的に、図5は、垂直マッハツェンダー結合器の透過スペクトルを示す図である。   FIG. 4 shows the relationship between the waveguide modes in the vicinity of the vertical coupling region 19. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of wavelength selection by the vertical Mach-Zehnder coupler. Specifically, FIG. 5 is a diagram showing a transmission spectrum of the vertical Mach-Zehnder coupler.

共振器内における第二の光導波層17が形成されていない領域では、第一の光導波層15にのみ入射モード20が存在している。当該入射モード20は、入射側境界面21において、偶モード22(モード屈折率nR)と奇モード23(モード屈折率nS)に分解される。   In a region where the second optical waveguide layer 17 is not formed in the resonator, the incident mode 20 exists only in the first optical waveguide layer 15. The incident mode 20 is decomposed into an even mode 22 (mode refractive index nR) and an odd mode 23 (mode refractive index nS) at the incident side boundary surface 21.

前記2つのモード屈折率の差がΔn、光の波長がλであるとき、垂直結合領域19の領域長Lfを、M×λ/Δn、に選ぶとする。ここで、Mは整数であり、前記式において、比例係数は省略している。領域長Lfを前記のように選ぶと、垂直マッハツェンダー結合器で、偶モード22と奇モード23との干渉動作を行った後、出射側境界面25において、偶モード22と奇モード23とが高効率に結合し、第一の光導波路15の出射モード26が形成される。   When the difference between the two mode refractive indexes is Δn and the wavelength of light is λ, the region length Lf of the vertical coupling region 19 is selected to be M × λ / Δn. Here, M is an integer, and the proportionality coefficient is omitted in the above formula. When the region length Lf is selected as described above, the even mode 22 and the odd mode 23 are separated from each other on the outgoing side interface 25 after the interference operation between the even mode 22 and the odd mode 23 is performed by the vertical Mach-Zehnder coupler. Coupled with high efficiency, the emission mode 26 of the first optical waveguide 15 is formed.

図5に示すように、垂直マッハツェンダー結合器の透過スペクトル27は、よく知られているように、波長軸上で周期的な透過ピークを有しており、透過ピーク間隔(FSR)28は、領域長Lfに逆比例する。本実施の形態では、透過ピーク間隔28が半導体レーザの活性層1の利得帯域幅と同程度になるように、領域長Lfを選んでおり、λ=1.5μm、M=10、Δn=0.1とすると、領域長Lf=150μmのとき、透過ピーク間隔28は、75nmとなる。   As shown in FIG. 5, the transmission spectrum 27 of the vertical Mach-Zehnder coupler has a periodic transmission peak on the wavelength axis as well known, and the transmission peak interval (FSR) 28 is It is inversely proportional to the region length Lf. In this embodiment, the region length Lf is selected so that the transmission peak interval 28 is approximately the same as the gain bandwidth of the active layer 1 of the semiconductor laser, and λ = 1.5 μm, M = 10, Δn = 0. When the region length is Lf = 150 μm, the transmission peak interval is 75 nm.

次に、図6を用いて、屈折率変調領域18におけるモードの変調効果について説明する。   Next, a mode modulation effect in the refractive index modulation region 18 will be described with reference to FIG.

なお、図6の説明に際して、屈折率変調位置L/N1,L/N2,L/N3は各々、L/8,L/6,L/4とする。図6の最上段は、屈折率変調位置=L/8における変調スペクトルを示す図であり、図6の2段目は、屈折率変調位置=L/6における変調スペクトルを示す図であり、図6の3段目は、屈折率変調位置=L/4における変調スペクトルを示す図であり、図6の最下段は、図6の1,2,3段の各変調スペクトルを合成した変調スペクトルを示す図である。   In the description of FIG. 6, the refractive index modulation positions L / N1, L / N2, and L / N3 are L / 8, L / 6, and L / 4, respectively. 6 is a diagram showing the modulation spectrum at the refractive index modulation position = L / 8, and the second stage in FIG. 6 is a diagram showing the modulation spectrum at the refractive index modulation position = L / 6. The third row of FIG. 6 is a diagram showing the modulation spectrum at the refractive index modulation position = L / 4, and the lowermost row of FIG. 6 is a modulation spectrum obtained by synthesizing the modulation spectra of the first, second, and third steps of FIG. FIG.

例えば典型的な共振器長Lとして300μmを採用すると、長波帯での縦モード間隔は、約1nmである。屈折率変調位置=L/8,L/6,L/4での三つのスペクトルを組み合わせた場合、各々元の縦モード間隔の8倍、6倍、4倍でモード利得が変調される。ここで、各屈折率変調領域18の長さLdは、垂直マッハツェンダー結合器でM=1に相当する、Ld=15μm以下(例えば10μm)に選べばよい。ある基準波長に対して、これらの効果をかけ合わせると、図6の最下段に示したような変調スペクトルが得られ、変調ピーク間隔29(=約24nm)おきに強く変調されて、発振しやすいモードが存在することになる。   For example, when 300 μm is adopted as a typical resonator length L, the longitudinal mode interval in the long wave band is about 1 nm. When three spectra at the refractive index modulation positions = L / 8, L / 6, and L / 4 are combined, the mode gain is modulated at 8 times, 6 times, and 4 times the original longitudinal mode interval. Here, the length Ld of each refractive index modulation region 18 may be selected to be Ld = 15 μm or less (for example, 10 μm) corresponding to M = 1 in the vertical Mach-Zehnder coupler. When these effects are combined with a certain reference wavelength, a modulation spectrum as shown in the lowermost part of FIG. 6 is obtained, and the modulation spectrum is strongly modulated every modulation peak interval 29 (= about 24 nm) and is likely to oscillate. There will be a mode.

一方、図7の上段に示すように、活性層1の利得帯域幅30は典型的には50〜100nmであり、着目している中心波長以外にこれらの複数の変調ピーク波長においても同時発振する可能性がある。また単一モード発振する場合でも、SMSRが30dBに到達しない、あるいは温度の変動に伴い発振波長が大きく変動するなど、波長安定性が十分でない場合がある。   On the other hand, as shown in the upper part of FIG. 7, the gain bandwidth 30 of the active layer 1 is typically 50 to 100 nm, and simultaneously oscillates at these plural modulation peak wavelengths in addition to the focused center wavelength. there is a possibility. Even in the case of single mode oscillation, the wavelength stability may not be sufficient, such as the SMSR does not reach 30 dB, or the oscillation wavelength varies greatly with temperature variation.

そこで、前述のように垂直結合領域19のFSRが、図7の下段のように、半導体レーザの活性層1の利得帯域幅と同程度になるように、上記Lfを選ぶ。これにより、フィルタ効果により、図8に示すように、共振器全体において完全に一つのモードでのみ発振する事が可能になる。   Therefore, as described above, the Lf is selected so that the FSR of the vertical coupling region 19 is approximately the same as the gain bandwidth of the active layer 1 of the semiconductor laser as shown in the lower part of FIG. Thus, the entire resonator can oscillate completely in only one mode due to the filter effect, as shown in FIG.

このように、通常の共振器長の素子で、DFB−LDと同程度のSMSRや波長安定性が得られる。また、多数のスロット領域を必要とする、従来の離散モード半導体レーザに比べ、必要な屈折率変調領域18の数が少なくて済むので損失が少なく、高出力化に適している。   As described above, an SMSR and wavelength stability comparable to those of the DFB-LD can be obtained with a normal resonator length element. Further, compared with a conventional discrete mode semiconductor laser that requires a large number of slot regions, the number of necessary refractive index modulation regions 18 can be reduced, so there is little loss and it is suitable for high output.

本実施の形態に係る半導体レーザによれば、共振器内の縦モード利得が少数の屈折率変調領域18の作用で周期的に変調を受けると共に、活性層1の利得帯域幅と同程度のFSRに選ばれた垂直結合領域19における波長選択を行うことができる。これにより、回折格子を形成する必要もなく、単一モード性および信頼性に優れた半導体レーザを安価に実現できる。   According to the semiconductor laser according to the present embodiment, the longitudinal mode gain in the resonator is periodically modulated by the action of a small number of refractive index modulation regions 18, and the FSR is approximately equal to the gain bandwidth of the active layer 1. It is possible to perform wavelength selection in the vertical coupling region 19 selected in (1). Thereby, it is not necessary to form a diffraction grating, and a semiconductor laser excellent in single mode property and reliability can be realized at low cost.

なお、垂直結合領域19(第二の光導波層17)の少なくとも一つの端部を、一方の劈開端面9Aから、(共振器長L)/(2以上の整数)の位置(例えばL/2)に設定しておけば、さらに屈折率変調効果を加算する事ができる。   Note that at least one end of the vertical coupling region 19 (second optical waveguide layer 17) is located at a position (for example, L / 2) (resonator length L) / (integer greater than or equal to 2) from one cleavage end face 9A. ), It is possible to add a refractive index modulation effect.

<実施の形態2>
実施の形態1では、作製プロセスをなるべく単純化するため、屈折率変調領域18における第三の光導波層13と、垂直結合領域19における第二の光導波層17とを、同時に加工して作製している。しかし、第三の光導波層13と第二の光導波層17とは、同時に作成し、上クラッド層3内の同層位置に形成することに限定されることはない。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, in order to simplify the manufacturing process as much as possible, the third optical waveguide layer 13 in the refractive index modulation region 18 and the second optical waveguide layer 17 in the vertical coupling region 19 are simultaneously processed and manufactured. is doing. However, the third optical waveguide layer 13 and the second optical waveguide layer 17 are not limited to be formed at the same time and formed in the same layer position in the upper cladding layer 3.

たとえば、第三の光導波層13と第二の光導波層17とを、別工程で作成しても良い。当該別工程を採用した場合は、図9に示すように、上クラッド層4における第三の光導波層13の形成位置と、上クラッド層4における第二の光導波層17の形成位置とは、必ずしも同層とはならない。   For example, the third optical waveguide layer 13 and the second optical waveguide layer 17 may be formed in separate steps. When the separate process is adopted, as shown in FIG. 9, the formation position of the third optical waveguide layer 13 in the upper cladding layer 4 and the formation position of the second optical waveguide layer 17 in the upper cladding layer 4 , Not necessarily the same layer.

また、実施の形態1では、屈折率を変調させるために、屈折率変調領域18に第三の光導波層13が形成されていた。ここで、各屈折率変調領域18の中心位置は、(共振器長L)/(2以上の整数)の位置である。   In the first embodiment, the third optical waveguide layer 13 is formed in the refractive index modulation region 18 in order to modulate the refractive index. Here, the center position of each refractive index modulation region 18 is a position of (resonator length L) / (integer of 2 or more).

これに対して、当該第三の光導波層13を省略し、当該屈折率変調領域18に対応する位置の第一の光導波層15の膜厚を、変化させた構成を採用してもよい。   In contrast, a configuration in which the third optical waveguide layer 13 is omitted and the film thickness of the first optical waveguide layer 15 at a position corresponding to the refractive index modulation region 18 is changed may be employed. .

図10の構成では、当該屈折率変調領域18における第一の光導波層15の膜厚は、他の領域(たとえば、垂直結合領域19)における第一の光導波層15の膜厚より、厚くなっている。   In the configuration of FIG. 10, the film thickness of the first optical waveguide layer 15 in the refractive index modulation region 18 is thicker than the film thickness of the first optical waveguide layer 15 in other regions (for example, the vertical coupling region 19). It has become.

図11の構成では、当該屈折率変調領域18における第一の光導波層15の膜厚は、他の領域(たとえば、垂直結合領域19)における第一の光導波層15の膜厚より、薄くなっている。   In the configuration of FIG. 11, the thickness of the first optical waveguide layer 15 in the refractive index modulation region 18 is thinner than the thickness of the first optical waveguide layer 15 in other regions (for example, the vertical coupling region 19). It has become.

なお、図10,11において、屈折率変調領域18における第一の光導波層15の膜厚が変化している領域(図10,11の左右方向における当該膜厚変化領域の幅)の中心位置が、(共振器長L)/(2以上の整数)である。   10 and 11, the center position of the region where the film thickness of the first optical waveguide layer 15 in the refractive index modulation region 18 is changing (the width of the film thickness changing region in the horizontal direction in FIGS. 10 and 11). Is (resonator length L) / (integer of 2 or more).

また、図10,11の構成では、第一の光導波層15の膜厚を変化させるのみで、活性層1の膜厚は変化させない。   10 and 11, only the thickness of the first optical waveguide layer 15 is changed, and the thickness of the active layer 1 is not changed.

このように、屈折率変調領域18における第一の光導波層15の膜厚を変化させることにより、第三の光導波層13を省略しても、当該屈折率変調領域18において光の屈折率を変調させることが可能と成る。   Thus, even if the third optical waveguide layer 13 is omitted by changing the film thickness of the first optical waveguide layer 15 in the refractive index modulation region 18, the refractive index of light in the refractive index modulation region 18. Can be modulated.

<実施の形態3>
実施の形態1、2では、共振器内において、屈折率の変化が可能な屈折率変調領域18を設けた。本実施の形態では、当該屈折率変調領域18の代わりに、共振器内において、利得の変化が可能な利得変調領域を設けることを特徴とする。屈折率変調領域18が、利得変調領域に変更されている以外の構成は、実施の形態1の構成と同様である。具体的には、下記の通りである。
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, the refractive index modulation region 18 capable of changing the refractive index is provided in the resonator. In this embodiment, instead of the refractive index modulation region 18, a gain modulation region capable of changing the gain is provided in the resonator. The configuration except that the refractive index modulation region 18 is changed to the gain modulation region is the same as the configuration of the first embodiment. Specifically, it is as follows.

本実施の形態においても、当該半導体レーザの材料系としては、長波光通信で一般的なInP基板上の、InGaAsPやInAlGaAsなどが採用できる。なお、本実施の形態においても、n型のInP基板上のInGaAsP光導波層の例で記述する。   Also in this embodiment, as a material system of the semiconductor laser, InGaAsP, InAlGaAs, or the like on an InP substrate generally used in long wave optical communication can be employed. In this embodiment, an example of an InGaAsP optical waveguide layer on an n-type InP substrate will be described.

図1(当該図1は、後述する図12の光出力側から見た正面図でもある)で示したように、本実施の形態においても、活性層1を挟み込むように、光閉じ込め層2が形成されている。当該活性層1および光閉じ込め層2により、第一の光導波層15が構成されている。ここで、当該第一の光導波層15は、InGaAsPから構成されている。   As shown in FIG. 1 (FIG. 1 is also a front view seen from the light output side of FIG. 12 to be described later), in this embodiment as well, the light confinement layer 2 is formed so as to sandwich the active layer 1. Is formed. The active layer 1 and the optical confinement layer 2 constitute a first optical waveguide layer 15. Here, the first optical waveguide layer 15 is made of InGaAsP.

また、図1で示したように、第一の光導波層15は、上クラッド層4と下クラッド層5とにより、挟まれている。ここで、上クラッド層4は、p型のInPから成り、下クラッド層5は、n型のInPから成る。なお、本実施の形態においても、下クラッド層4は、n型のInP基板と一体のものとして扱っている。   As shown in FIG. 1, the first optical waveguide layer 15 is sandwiched between the upper cladding layer 4 and the lower cladding layer 5. Here, the upper cladding layer 4 is made of p-type InP, and the lower cladding layer 5 is made of n-type InP. In the present embodiment, the lower cladding layer 4 is handled as an integral part of the n-type InP substrate.

また、図1で示したように、活性層1を含む第一の光導波層15の両側面には、p型およびn型のInPを組み合わせた、電流ブロック層14が形成されている。また、上クラッド層4の上面には、コンタクト層7が形成されている。なお、後述する図12では、当該コンタクト層7の図示は省略している。   Further, as shown in FIG. 1, current blocking layers 14 in which p-type and n-type InP are combined are formed on both side surfaces of the first optical waveguide layer 15 including the active layer 1. A contact layer 7 is formed on the upper surface of the upper cladding layer 4. In addition, in FIG. 12 mentioned later, illustration of the said contact layer 7 is abbreviate | omitted.

上記構成から分かるように、本実施の形態に係る半導体レーザは、埋め込み導波路構造を構成している。   As can be seen from the above configuration, the semiconductor laser according to the present embodiment forms an embedded waveguide structure.

図12は、本実施の形態に係る半導体レーザの共振器の構成を示す断面図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the resonator of the semiconductor laser according to the present embodiment.

図12に示すように、共振器は、共振器長Lだけ隔てて形成された、一対の劈開端面(反射鏡端面と把握できる)9A,9Bを有する。ここで、共振器の前方(つまり、光出力側)は、劈開端面9Aのみであるが、共振器の後方(光非出力側)においては、劈開端面9Bに、出力を高める目的で高反射コート16が形成されている。   As shown in FIG. 12, the resonator has a pair of cleaved end faces (which can be grasped as reflecting mirror end faces) 9 </ b> A and 9 </ b> B formed to be separated by the resonator length L. Here, the front side of the resonator (that is, the light output side) is only the cleavage end face 9A, but the rear side of the resonator (light non-output side) is a highly reflective coating on the cleavage end face 9B for the purpose of increasing the output. 16 is formed.

また、図12に示すように、共振器内には、活性層1を含む第一の光導波層15が、共振器長L(換言すれば、一対の劈開端面9A,9B間)に渡って形成されている。   As shown in FIG. 12, the first optical waveguide layer 15 including the active layer 1 is provided in the resonator over the resonator length L (in other words, between the pair of cleaved end faces 9A and 9B). Is formed.

また、本実施の形態では、図12に示すように、共振器内には、利得を変化させることが可能な領域である利得変調領域31と、当該利得変調領域31とは重複しない垂直結合領域19とが存在する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 12, a gain modulation region 31 that is a region where the gain can be changed and a vertical coupling region that does not overlap with the gain modulation region 31 are included in the resonator. 19 exists.

垂直結合領域19には、実施の形態1と同様に、垂直方向のマッハツェンダー結合器が形成されている。換言すれば、垂直方向のマッハツェンダー結合器が形成されている共振器内の領域が、垂直結合領域19である。   A vertical Mach-Zehnder coupler is formed in the vertical coupling region 19 as in the first embodiment. In other words, the region in the resonator where the vertical Mach-Zehnder coupler is formed is the vertical coupling region 19.

当該垂直方向のマッハツェンダー結合器は、第一の光導波層15と、当該第一の光導波層15と離隔して形成された第二の光導波層17とから成る。第二の光導波層17は、活性層を有さず、InGaAsPから成る。また、第二の光導波層17は、上クラッド層4内において、第一の光導波層15の延設方向と平行に、形成されている。第一の光導波層15と第二の導波層17との間には、InPから成る上クラッド層4の一部が存在する。つまり、垂直方向のマッハツェンダー結合器は、第一の光導波層15、上クラッド層4および第二の光導波層17が当該順に積層した構成から成る。なお、第二の光導波層17は、活性層1からの発光を吸収しない組成のバンドギャップ波長を有する。   The vertical Mach-Zehnder coupler includes a first optical waveguide layer 15 and a second optical waveguide layer 17 formed separately from the first optical waveguide layer 15. The second optical waveguide layer 17 does not have an active layer and is made of InGaAsP. The second optical waveguide layer 17 is formed in the upper cladding layer 4 in parallel with the extending direction of the first optical waveguide layer 15. A part of the upper cladding layer 4 made of InP exists between the first optical waveguide layer 15 and the second waveguide layer 17. That is, the Mach-Zehnder coupler in the vertical direction has a configuration in which the first optical waveguide layer 15, the upper cladding layer 4, and the second optical waveguide layer 17 are laminated in this order. The second optical waveguide layer 17 has a band gap wavelength having a composition that does not absorb light emitted from the active layer 1.

ここで、第一の光導波層15と同様、第二の光導波層17内を導波光は往来する。つまり、第二の光導波層17の図12の左右方向の長さは、当該導波光の往来が可能となるだけの長さが必要である。   Here, similarly to the first optical waveguide layer 15, the guided light travels through the second optical waveguide layer 17. That is, the length of the second optical waveguide layer 17 in the left-right direction in FIG. 12 needs to be long enough to allow the guided light to travel.

これに対して、利得変調領域31には、第三の光導波層33が形成されている。換言すれば、第三の光導波層33が形成されている共振器内の領域が、利得変調領域31である。当該第三の光導波層33の存在により、共振器内における導波光の利得を変調させることができる。   On the other hand, a third optical waveguide layer 33 is formed in the gain modulation region 31. In other words, the region in the resonator where the third optical waveguide layer 33 is formed is the gain modulation region 31. The presence of the third optical waveguide layer 33 can modulate the gain of guided light in the resonator.

第三の光導波層33は、第一の光導波層15と離隔して形成されている。第三の光導波層33は、導波光を吸収する組成を有しており、当該第三の光導波層33において、損失を付加する。たとえば、本実施の形態に係る第三の光導波層33は、第一の光導波層15と同じ構成である。つまり、当該第三の光導波層33は、活性層を含む構成であり、InGaAsPから成る。   The third optical waveguide layer 33 is formed separately from the first optical waveguide layer 15. The third optical waveguide layer 33 has a composition that absorbs the guided light, and adds a loss in the third optical waveguide layer 33. For example, the third optical waveguide layer 33 according to the present embodiment has the same configuration as the first optical waveguide layer 15. That is, the third optical waveguide layer 33 includes an active layer and is made of InGaAsP.

また、第三の光導波層33は、上クラッド層4内において、第一の光導波層15の延設方向と平行に、形成されている。また、図12の構成では、第二の光導波層17と第三の光導波層33とは、上クラッド層4内において、異なる深さ位置(つまり、上クラッド層4内おいて、異層位置)に形成されている。第一の光導波層15と第三の導波層33との間には、InPから成る上クラッド層4の一部が存在する。   The third optical waveguide layer 33 is formed in the upper cladding layer 4 in parallel with the extending direction of the first optical waveguide layer 15. In the configuration of FIG. 12, the second optical waveguide layer 17 and the third optical waveguide layer 33 have different depth positions in the upper cladding layer 4 (that is, different layers in the upper cladding layer 4). Position). A part of the upper cladding layer 4 made of InP exists between the first optical waveguide layer 15 and the third waveguide layer 33.

また、本実施の形態では、利得変調領域31は、一方の劈開端面から、(共振器長L)/(2以上の整数)を満たす、共振器内に形成されている。利得変調領域31は、一つのみでも良いが、複数存する場合には、各利得変調領域31は、一方の劈開端面からそれぞれ、(共振器長L)/(2以上の整数)だけ、離隔している。   Further, in the present embodiment, the gain modulation region 31 is formed in the resonator satisfying (resonator length L) / (integer of 2 or more) from one cleavage end face. There may be only one gain modulation region 31, but when there are a plurality of gain modulation regions 31, each gain modulation region 31 is separated from one cleavage end surface by (resonator length L) / (integer of 2 or more). ing.

図12に例示する構成では、一つ目の利得変調領域31は、一方の劈開端面9Aから、L/N1だけ離れた位置に形成されている。また、二つ目の利得変調領域31は、一方の劈開端面9Aから、L/N2だけ離れた位置に形成されている。また、三つ目の利得変調領域31は、一方の劈開端面9Aから、L/N3だけ離れた位置に形成されている。ここで、N1,N2,N3は、2以上の異なる値の整数である。   In the configuration illustrated in FIG. 12, the first gain modulation region 31 is formed at a position separated by L / N1 from one cleavage end surface 9A. The second gain modulation region 31 is formed at a position away from one cleavage end face 9A by L / N2. The third gain modulation region 31 is formed at a position separated from one cleavage end face 9A by L / N3. Here, N1, N2, and N3 are integers of two or more different values.

なお、各利得変調領域31に存する各第三の光導波層33の長さの中心が、各々、一方の劈開端面9Aから、L/N1,L/N2,L/N3に位置している。当該L/N1,L/N2,L/N3は、利得変調位置と称する。換言すれば、各利得変調領域31の図12の左右方向における幅の中心位置が、利得変調位置に位置する。   The center of the length of each third optical waveguide layer 33 in each gain modulation region 31 is located at L / N1, L / N2, L / N3 from one cleavage end face 9A. The L / N1, L / N2, and L / N3 are referred to as gain modulation positions. In other words, the center position of the width of each gain modulation region 31 in the left-right direction in FIG. 12 is located at the gain modulation position.

ここで、第二の光導波層17とは異なり、第三の光導波層33内において導波光の往来は乱される。つまり、第三の光導波層33の図12の左右方向の長さは、当該導波光の往来が可能とならないように、十分に短く設定する必要がある。このことから分かるように、図12の左右方向における利得変調領域31の領域長は、図12の左右方向における垂直結合領域19の領域長より、十分に短い。換言すると、図12の左右方向における第三の光導波層33の長さは、図12の左右方向における第二の導波層17の長さより、十分に短い。   Here, unlike the second optical waveguide layer 17, the propagation of guided light is disturbed in the third optical waveguide layer 33. That is, it is necessary to set the length of the third optical waveguide layer 33 in the left-right direction in FIG. 12 to be sufficiently short so that the guided light does not come and go. As can be seen from this, the region length of the gain modulation region 31 in the left-right direction in FIG. 12 is sufficiently shorter than the region length of the vertical coupling region 19 in the left-right direction in FIG. In other words, the length of the third optical waveguide layer 33 in the left-right direction in FIG. 12 is sufficiently shorter than the length of the second waveguide layer 17 in the left-right direction in FIG.

なお、本実施の形態においても、垂直結合領域19(換言すれば、第二の光導波層17)の少なくとも一つの端部は、一方の劈開端面9Aから、(共振器長L)/(2以上の整数)を満たす位置に、形成されていることが望ましい。図12の構成例では、第二の光導波層17は、第三の光導波層33よりも、他方の劈開端面9B側に形成されている。   Also in the present embodiment, at least one end of the vertical coupling region 19 (in other words, the second optical waveguide layer 17) extends from one cleavage end face 9A to (resonator length L) / (2 It is desirable to be formed at a position satisfying the above integer). In the configuration example of FIG. 12, the second optical waveguide layer 17 is formed closer to the other cleaved end face 9 </ b> B than the third optical waveguide layer 33.

図12に示す第二の導波層17および第三の導波層33は、下記の工程により形成される。   The second waveguide layer 17 and the third waveguide layer 33 shown in FIG. 12 are formed by the following process.

InPから成る上クラッド層4の一部を形成した状態で、第三の光導波層33となる第一の層を形成し、当該第一の層に対して1回のフォトリソグラフィー工程を行う(第三の光導波層33作成)。その後、InPの埋め込み成長を行い、次に、第二の光導波層17となる第IIの層を形成し、当該第二の層に対して2回のフォトリソグラフィー工程を行う(第二の導波層17作成)。その後、InPの埋め込み成長を行う。   In a state in which a part of the upper cladding layer 4 made of InP is formed, a first layer to be the third optical waveguide layer 33 is formed, and one photolithography process is performed on the first layer ( Production of third optical waveguide layer 33). Thereafter, InP burying growth is performed, and then a second layer to be the second optical waveguide layer 17 is formed, and the photolithography process is performed twice on the second layer (second conductive layer). Wave layer 17 creation). After that, buried growth of InP is performed.

当該形成方法から分かるように、各光導波路15,17,33の間隔、第二の光導波層17の膜厚、および第三の光導波層33の膜厚は、エピタキシャル成長によって予め設定される。さらに、第二の光導波層17の長さおよび第三の光導波層33の長さは、フォトリソグラフィーで決まる。   As can be seen from the forming method, the distance between the optical waveguides 15, 17, 33, the thickness of the second optical waveguide layer 17, and the thickness of the third optical waveguide layer 33 are set in advance by epitaxial growth. Further, the length of the second optical waveguide layer 17 and the length of the third optical waveguide layer 33 are determined by photolithography.

したがって、本実施の形態に係る半導体レーザでは、反射量を極めて精度よく制御できる。さらに、エッチング最表面が大気にさらされる事もないので、本実施の形態に係る半導体レーザは、長期信頼性にも優れている。つまり、簡便な製造プロセスで安価に作製でき、信頼性および特性の再現性の高い、半導体レーザを提供することができる。   Therefore, in the semiconductor laser according to the present embodiment, the amount of reflection can be controlled with extremely high accuracy. Furthermore, since the etching outermost surface is not exposed to the atmosphere, the semiconductor laser according to the present embodiment is excellent in long-term reliability. That is, it is possible to provide a semiconductor laser that can be manufactured at low cost by a simple manufacturing process and has high reliability and reproducibility of characteristics.

また、利得変調領域31を複数、各利得変調位置に設けることにより、安定した単一性モードの半導体レーザを提供することができる。   Further, by providing a plurality of gain modulation regions 31 at each gain modulation position, a stable single mode semiconductor laser can be provided.

また、長さの短い第三の光導波層33を設けることにより、利得変調領域31を形成している。したがって、簡単で制御が容易な製造プロセス(エッチング処理)により、当該利得変調領域31を共振器内に設定できる。   Further, the gain modulation region 31 is formed by providing the third optical waveguide layer 33 having a short length. Therefore, the gain modulation region 31 can be set in the resonator by a manufacturing process (etching process) that is simple and easy to control.

なお、本実施の形態においても、第一の光導波層15の膜厚、第二の光導波層17の膜厚、および第一の光導波層15と第二の光導波層17との間に存する上クラッド層4の膜厚は、上下方向のモード結合が存在する屈折率分布となるように設計されている。   Also in the present embodiment, the film thickness of the first optical waveguide layer 15, the film thickness of the second optical waveguide layer 17, and the gap between the first optical waveguide layer 15 and the second optical waveguide layer 17. The film thickness of the upper cladding layer 4 is designed to have a refractive index distribution in which mode coupling in the vertical direction exists.

なお、本実施の形態においても垂直結合領域19のFSRが、半導体レーザの活性層1の利得帯域幅と同程度になるように、上記Lfを選ぶ。これにより、フィルタ効果により、共振器全体において完全に一つのモードでのみ発振する事が可能になる。このように、通常の共振器長の素子で、DFB−LDと同程度のSMSRや波長安定性が得られる。また、多数のスロット領域を必要とする、従来の離散モード半導体レーザに比べ、必要な利得変調領域31の数が少なくて済むので損失が少なく、高出力化に適している。   In the present embodiment, Lf is selected so that the FSR of the vertical coupling region 19 is approximately the same as the gain bandwidth of the active layer 1 of the semiconductor laser. As a result, the entire resonator can oscillate completely in only one mode due to the filter effect. As described above, an SMSR and wavelength stability comparable to those of the DFB-LD can be obtained with a normal resonator length element. Further, compared with a conventional discrete mode semiconductor laser that requires a large number of slot regions, the number of necessary gain modulation regions 31 can be reduced, so there is little loss and it is suitable for high output.

本実施の形態に係る半導体レーザによれば、共振器内の縦モード利得が少数の利得変調領域31の作用で周期的に変調を受けると共に、活性層1の利得帯域幅と同程度のFSRに選ばれた垂直結合領域19における波長選択を行うことができる。これにより、回折格子を形成する必要もなく、単一モード性および信頼性に優れた半導体レーザを安価に実現できる。   According to the semiconductor laser according to the present embodiment, the longitudinal mode gain in the resonator is periodically modulated by the action of a small number of gain modulation regions 31, and the FSR is about the same as the gain bandwidth of the active layer 1. Wavelength selection in the selected vertical coupling region 19 can be performed. Thereby, it is not necessary to form a diffraction grating, and a semiconductor laser excellent in single mode property and reliability can be realized at low cost.

なお、垂直結合領域19(第二の光導波層17)の少なくとも一つの端部を、一方の劈開端面9Aから、(共振器長L)/(2以上の整数)の位置(例えばL/2)に設定しておけば、さらに屈折率変調効果を加算する事ができる。   Note that at least one end of the vertical coupling region 19 (second optical waveguide layer 17) is located at a position (for example, L / 2) (resonator length L) / (integer greater than or equal to 2) from one cleavage end face 9A. ), It is possible to add a refractive index modulation effect.

<実施の形態4>
実施の形態3では、利得を変調させるために、利得変調領域31に第三の光導波層33が形成されていた。ここで、各利得変調領域31の中心位置は、(共振器長L)/(2以上の整数)の位置である。
<Embodiment 4>
In the third embodiment, the third optical waveguide layer 33 is formed in the gain modulation region 31 in order to modulate the gain. Here, the center position of each gain modulation region 31 is a position of (resonator length L) / (integer of 2 or more).

これに対して、当該第三の光導波層33を省略し、当該利得変調領域31に対応する位置の第一の光導波層15内の活性層1の膜厚を、変化させた構成を採用してもよい。   In contrast, the third optical waveguide layer 33 is omitted, and the thickness of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15 at the position corresponding to the gain modulation region 31 is changed. May be.

たとえば、当該利得変調領域31における第一の光導波層15内の活性層1の膜厚を、他の領域(たとえば、垂直結合領域19)における第一の光導波層15内の活性層1の膜厚より、厚くする。または、当該利得変調領域31における第一の光導波層15内の活性層1の膜厚を、他の領域(たとえば、垂直結合領域19)における第一の光導波層15内の活性層1の膜厚より、薄くする。   For example, the film thickness of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15 in the gain modulation region 31 is set to be equal to that of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15 in the other region (for example, the vertical coupling region 19). Make it thicker than the film thickness. Alternatively, the thickness of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15 in the gain modulation region 31 is set to be equal to that of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15 in another region (for example, the vertical coupling region 19). Make it thinner than the film thickness.

なお、本実施の形態においても、利得変調領域31における活性層1の膜厚が変化している領域の中心位置が、(共振器長L)/(2以上の整数)である。   Also in the present embodiment, the center position of the region where the film thickness of the active layer 1 in the gain modulation region 31 is changed is (resonator length L) / (integer of 2 or more).

なお、本実施の形態では、実施の形態2と異なり、第一の光導波層15内の活性層1の膜厚を変化させる必要がある。当該活性層1の膜厚の増減は、当該活性層1の体積の増減を同視でき、活性層1における導波光の吸収に変化をもたらすことができ、利得を変化させることが可能となる。   In the present embodiment, unlike the second embodiment, it is necessary to change the film thickness of the active layer 1 in the first optical waveguide layer 15. The increase / decrease in the thickness of the active layer 1 can be regarded as the increase / decrease in the volume of the active layer 1, can change the absorption of the guided light in the active layer 1, and can change the gain.

このように、利得変調領域31における活性層1の膜厚を変化させることにより、第三の光導波層33を省略しても、当該利得変調領域31において光の利得を変調させることが可能と成る。   In this way, by changing the film thickness of the active layer 1 in the gain modulation region 31, it is possible to modulate the gain of light in the gain modulation region 31 even if the third optical waveguide layer 33 is omitted. Become.

1 活性層、2 光閉じ込め層、4 上クラッド層、5 下クラッド層、7 コンタクト層、9A 一方の劈開端面、9B 他方の劈開端面、13,33 第三の光導波層、14 電流ブロック領域、15 第一の光導波層、16 高反射コート、17 第二の光導波層、18 屈折率変調領域、19 垂直結合領域、20 入射モード、21 入射側境界面、22 偶モード、23 奇モード、25 出射側境界面、26 出射モード、27 透過スペクトル、28 透過ピーク間隔、29 変調ピーク間隔、30 利得帯域幅、31 利得変調領域、L 共振器長、Lf 結合領域長。   1 active layer, 2 optical confinement layer, 4 upper cladding layer, 5 lower cladding layer, 7 contact layer, 9A one cleaved end face, 9B other cleaved end face, 13, 33 third optical waveguide layer, 14 current blocking area, 15 First optical waveguide layer, 16 High reflection coating, 17 Second optical waveguide layer, 18 Refractive index modulation region, 19 Vertical coupling region, 20 Incident mode, 21 Incident side interface, 22 Even mode, 23 Odd mode, 25 emission side interface, 26 emission mode, 27 transmission spectrum, 28 transmission peak interval, 29 modulation peak interval, 30 gain bandwidth, 31 gain modulation region, L resonator length, Lf coupling region length.

Claims (10)

共振器長だけ隔てて形成された、一対の反射鏡端面を有する共振器と、
前記一対の反射鏡端面間に渡って形成される、活性層を含む第一の光導波層と、
屈折率を変化させることが可能な、前記共振器内に形成される屈折率変調領域と、
前記共振器内に形成され、前記屈折率変調領域と重複しない、垂直結合領域とを、備えており、
前記屈折率変調領域は、
一方の前記反射鏡端面から、(前記共振器長)/(2以上の整数)を満たす、前記共振器内に形成されており、
前記垂直結合領域には、
前記第一の光導波層と、前記第一の光導波層と離隔して形成された第二の光導波層とから成るマッハツェンダー結合器が形成されている、
ことを特徴とする半導体レーザ。
A resonator having a pair of reflecting mirror end faces formed apart by the resonator length;
A first optical waveguide layer including an active layer formed between the pair of reflecting mirror end faces;
A refractive index modulation region formed in the resonator capable of changing a refractive index;
A vertical coupling region formed in the resonator and not overlapping with the refractive index modulation region,
The refractive index modulation region is
From one end face of the reflecting mirror, it is formed in the resonator satisfying (the resonator length) / (an integer of 2 or more),
The vertical coupling region includes
A Mach-Zehnder coupler comprising the first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer formed apart from the first optical waveguide layer is formed.
A semiconductor laser characterized by the above.
前記屈折率変調領域は、
複数である、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
The refractive index modulation region is
Multiple,
The semiconductor laser according to claim 1.
前記屈折率変調領域には、
前記第一の光導波層と離隔して、前記第二の光導波層より長さの短い第三の光導波層が、形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
In the refractive index modulation region,
A third optical waveguide layer shorter than the second optical waveguide layer is formed apart from the first optical waveguide layer.
The semiconductor laser according to claim 1.
前記第二の光導波層と前記第三の光導波層とは、
同層位置に形成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ。
The second optical waveguide layer and the third optical waveguide layer are:
Formed in the same layer position,
The semiconductor laser according to claim 3.
前記屈折率変調領域における前記第一の光導波層の膜厚は、
前記垂直結合領域における前記第一の光導波層の膜厚と、異なる、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
The film thickness of the first optical waveguide layer in the refractive index modulation region is
Different from the film thickness of the first optical waveguide layer in the vertical coupling region,
The semiconductor laser according to claim 1.
共振器長だけ隔てて形成された、一対の反射鏡端面を有する共振器と、
前記一対の反射鏡端面間に渡って形成される、活性層を含む第一光導波層と、
利得を変化させることが可能な、前記共振器内に形成される利得変調領域と、
前記共振器内に形成され、前記利得変調領域と重複しない、垂直結合領域とを、備えており、
前記利得変調領域は、
一方の前記反射鏡端面から、(前記共振器長)/(2以上の整数)を満たす、前記共振器内に形成されており、
前記垂直結合領域には、
前記第一の光導波層と、前記第一の光導波層と離隔して形成された第二の光導波層とから成るマッハツェンダー結合器が形成されている、
ことを特徴とする半導体レーザ。
A resonator having a pair of reflecting mirror end faces formed apart by the resonator length;
A first optical waveguide layer including an active layer formed between the pair of reflecting mirror end faces;
A gain modulation region formed in the resonator capable of changing the gain;
A vertical coupling region formed in the resonator and not overlapping with the gain modulation region,
The gain modulation region is
From one end face of the reflecting mirror, it is formed in the resonator satisfying (the resonator length) / (an integer of 2 or more),
The vertical coupling region includes
A Mach-Zehnder coupler comprising the first optical waveguide layer and a second optical waveguide layer formed apart from the first optical waveguide layer is formed.
A semiconductor laser characterized by the above.
前記利得変調領域は、
複数である、
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザ。
The gain modulation region is
Multiple,
The semiconductor laser according to claim 6.
前記利得変調領域には、
前記第一の光導波層と離隔して、前記第二の光導波層より長さが短く、導波光を吸収する組成を有する第三の光導波層が、形成されている、
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザ。
In the gain modulation region,
A third optical waveguide layer having a composition that is shorter than the second optical waveguide layer and absorbs guided light is formed apart from the first optical waveguide layer.
The semiconductor laser according to claim 6.
前記利得変調領域における、前記第一の光導波層内の前記活性層の膜厚は、
前記垂直結合領域における、前記第一の光導波層内の前記活性層の膜厚と、異なる、
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体レーザ。
The film thickness of the active layer in the first optical waveguide layer in the gain modulation region is
A thickness of the active layer in the first optical waveguide layer in the vertical coupling region is different,
The semiconductor laser according to claim 6.
前記第二の光導波層の少なくとも一方の端部は、
一方の前記反射鏡端面から、(前記共振器長)/(2以上の整数)を満たす位置に、形成されている、
ことを特徴とする請求項1または請求項6に記載の半導体レーザ。
At least one end of the second optical waveguide layer is
From one end face of the reflecting mirror, it is formed at a position satisfying (the resonator length) / (an integer of 2 or more),
7. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is characterized in that:
JP2010094877A 2010-04-16 2010-04-16 Semiconductor laser Pending JP2011228384A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010094877A JP2011228384A (en) 2010-04-16 2010-04-16 Semiconductor laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010094877A JP2011228384A (en) 2010-04-16 2010-04-16 Semiconductor laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011228384A true JP2011228384A (en) 2011-11-10

Family

ID=45043435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010094877A Pending JP2011228384A (en) 2010-04-16 2010-04-16 Semiconductor laser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011228384A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9312663B2 (en) Laser device, light modulation device, and optical semiconductor device
JP4954992B2 (en) Semiconductor light reflecting element, semiconductor laser using the semiconductor light reflecting element, and optical transponder using the semiconductor laser
US7242699B2 (en) Wavelength tunable semiconductor laser apparatus
JP6588859B2 (en) Semiconductor laser
JP6510391B2 (en) Semiconductor laser
JP5795126B2 (en) Semiconductor laser device, integrated semiconductor laser device, and method of manufacturing semiconductor laser device
US7949020B2 (en) Semiconductor laser and optical integrated semiconductor device
JP6588858B2 (en) Semiconductor laser
JP2011086714A (en) Wavelength tunable laser
JP2013219192A (en) Semiconductor laser
US7852897B2 (en) Semiconductor laser optical integrated semiconductor device
US7995635B2 (en) Semiconductor laser
US11557876B2 (en) Semiconductor laser
US8929418B2 (en) Semiconductor laser
US10680409B2 (en) Laser device
JP5058087B2 (en) Tunable semiconductor laser
JP4074534B2 (en) Semiconductor laser
CN114930657A (en) Single-mode DFB laser
JP3595677B2 (en) Optical isolator, distributed feedback laser and optical integrated device
JP2011228384A (en) Semiconductor laser
JP5834910B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP2000223774A (en) Wavelength-variable light source
JP2010045066A (en) Semiconductor laser device
JP4005519B2 (en) Semiconductor optical device and manufacturing method thereof
CN118872165A (en) Distributed feedback laser and method of manufacturing such a laser