JP2016111118A - 半導体レーザ及び半導体レーザアレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザ1Aは、半導体基板10の主面上に設けられ、利得を有し、複数の回折格子部41〜49と複数の回折格子部41〜49の間に設けられるスペース部からなる第1回折格子層を有する第1領域21と、第1領域21と光接合され、回折格子が連続して形成される第2回折格子層を有する第2領域22と、を備える。
【選択図】図1
Description
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る半導体レーザは、半導体基板の主面上に設けられ、利得を有し、複数の回折格子部と複数の回折格子部の間に設けられるスペース部からなる第1回折格子層を有する第1領域と、第1領域と光接合され、回折格子が連続して形成される第2回折格子層を有する第2領域と、を備える。
本発明の実施形態にかかる半導体レーザ及び半導体レーザアレイの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、第1実施形態に係る半導体レーザを概略的に示した図である。図1の(a)部は、レーザ共振方向に垂直な方向に沿って表した断面図であり、図1の(b)部は、レーザ共振方向に沿って表した断面図である。
図6は、第2実施形態に係る半導体レーザをレーザ共振方向に沿って概略的に表した断面図である。第2実施形態に係る半導体レーザ1Bでは、第1実施形態に係る半導体レーザ1Aに対し、上部電極の構造が異なっている。すなわち、第2実施形態の半導体レーザ1Bは、第1領域21及び第2領域22それぞれに、互いに分離された上部電極18A及び上部電極18Bそれぞれを有する。第2領域22は、第1実施形態と同様に、利得を有する。
図7は、第3実施形態に係る半導体レーザをレーザ共振方向に沿って概略的に表した断面図である。第3実施形態に係る半導体レーザ1Cでは、第1実施形態に係る半導体レーザ1Aに対し、上部電極の構成が異なっている。すなわち、第3実施形態の半導体レーザ1Cは、第1領域21にのみ上部電極18Aを有し、第2領域22には上部電極を有さない。第2領域22は、第1実施形態と異なり、利得を有さない。このため、第2領域22は、分布反射型(Distributed Bragg Reflector:DBR)デバイスとしての機能のみを有する。第2領域22は、第1領域21のDFBレーザが単一波長でレーザ発振できるような反射スペクトル(例えば図2を参照)を生成する。
図8は、第4実施形態に係る半導体レーザアレイを含むレーザ光源を概略的に示した図である。レーザ光源2は、半導体レーザアレイ3、光合波器4、及び光導波路5を含む。半導体レーザアレイ3は、光合波器4に光学的に結合され、また、光合波器4を介して、光導波路5に光学的に結合される。半導体レーザアレイ3は、共通の半導体基板上において、レーザ共振方向E1と交差する方向E2に複数の半導体レーザが配列されて成ることができ、例えば12本の半導体レーザの配列からなることができる。第4実施形態の半導体レーザは、第1実施形態の半導体レーザと同様の構成を有する。半導体レーザアレイ3は、主に前進波が出力される端面(図1の(b)部での端面71Aに相当する)を揃えて光合波器4に結合される。光合波器4は、例えば12×1のマルチモード干渉(MMI)導波路であることができる。光導波路5は、例えば、半導体光増幅器(Semiconductor Optical Amplifier:SOA)を備えることができる。
図9は、比較例に係る利得スペクトルと反射スペクトルの反射帯域幅とを示した図である。図9は、利得スペクトルのピーク間隔が反射スペクトルの反射帯域幅の80%未満である例を表す。回折格子部の間隔(ピッチ)L1〜L8は、それらの全てが、例えば65μm又はその近傍の値を有する。半導体レーザの構成は、回折格子部の間隔(ピッチ)L1〜L8を除いて、第1実施形態の図1と同様である。図9では、利得スペクトルのピーク間隔が、反射スペクトルの反射帯域幅の5.5nmに比べて小さい。従って、利得スペクトルピークが、反射スペクトルの反射帯域内に常時二つ存在し得る。このため、二以上の波長のレーザ光が第2領域22によって反射されるので、半導体レーザのレーザ発振が不安定となる。
Claims (9)
- 半導体基板の主面上に設けられ、
利得を有し、複数の回折格子部と前記複数の回折格子部の間に設けられるスペース部とからなる第1回折格子層を有する第1領域と、
前記第1領域と光接合され、回折格子が連続して形成される第2回折格子層を有する第2領域と、を備える、半導体レーザ。 - 前記第2領域は、利得を有する、請求項1に記載の半導体レーザ。
- 前記第1領域の利得スペクトルのピーク間隔は、前記第2領域の反射帯域幅より大きい、請求項1又は請求項2に記載の半導体レーザ。
- 前記第1領域の利得スペクトルのピーク間隔は、前記第2領域の反射スペクトルの反射帯域幅の80%以上であり、かつ、前記反射帯域幅より小さい、請求項1又は請求項2に記載の半導体レーザ。
- 前記第1領域の前記複数の回折格子部のうち前記第2領域に最も近い前記回折格子部と前記第2領域との間に設けられた第1位相調整部を更に備える、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
- 隣り合う前記回折格子部の間に設けられた第2位相調整部を更に備える、請求項5に記載の半導体レーザ。
- 前記第1位相調整部の位相シフト量は、前記第2位相調整部の位相シフト量と異なる、請求項6に記載の半導体レーザ。
- 前記第1領域上から前記第2領域上に延在する上部電極を備える、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の半導体レーザ。
- 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の半導体レーザが、共通の前記半導体基板上において、レーザ共振方向と交差する方向に複数配列されて成る半導体レーザアレイ。
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