JP2546134B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JP2546134B2 JP2546134B2 JP5127220A JP12722093A JP2546134B2 JP 2546134 B2 JP2546134 B2 JP 2546134B2 JP 5127220 A JP5127220 A JP 5127220A JP 12722093 A JP12722093 A JP 12722093A JP 2546134 B2 JP2546134 B2 JP 2546134B2
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- Japan
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- semiconductor laser
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- optical waveguide
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに関し、特
に相互変調歪特性に優れる半導体レーザに関する。
に相互変調歪特性に優れる半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】サブキャリア多重光伝送方式などに用い
られるアナログ変調用光源には、高効率で相互変調歪の
小さい単一軸モード半導体レーザが要求されている。例
えば移動通信システム用では３次相互変調歪（３ｒｄ
ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎ；ＩＭＤ3 ）が十分に小さい素子が要求されている。
分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）は単一モード
性が良好であり、アナログ変調用光源に用いられつつあ
るが、通常のＤＦＢレーザでは共振器方向のキャリアお
よび電界強度分布不均一のために電流−光出力（Ｉ−
Ｌ）特性の線形性が不十分で相互変調歪特性も優れたも
のではなかった。
られるアナログ変調用光源には、高効率で相互変調歪の
小さい単一軸モード半導体レーザが要求されている。例
えば移動通信システム用では３次相互変調歪（３ｒｄ
ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎ；ＩＭＤ3 ）が十分に小さい素子が要求されている。
分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）は単一モード
性が良好であり、アナログ変調用光源に用いられつつあ
るが、通常のＤＦＢレーザでは共振器方向のキャリアお
よび電界強度分布不均一のために電流−光出力（Ｉ−
Ｌ）特性の線形性が不十分で相互変調歪特性も優れたも
のではなかった。
【０００３】ところで、平成４年秋季第５３回応用物理
学会学術講演会１６ｐ−Ｖ−１では、４５°の反射面と
半導体多層膜を用いた面発光レーザが小川らにより発表
されている。これは、２つの４５°の反射面と活性層と
分布反射器から形成され、基板側からレーザ光が出射さ
れる構造である。
学会学術講演会１６ｐ−Ｖ−１では、４５°の反射面と
半導体多層膜を用いた面発光レーザが小川らにより発表
されている。これは、２つの４５°の反射面と活性層と
分布反射器から形成され、基板側からレーザ光が出射さ
れる構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
レーザは面発光を目的としたものであり、光通信および
アナログ変調を目的としたものではなかった。
レーザは面発光を目的としたものであり、光通信および
アナログ変調を目的としたものではなかった。
【０００５】本発明の目的は、単一軸モード性を損なう
ことなく半導体レーザの共振器内部の電界強度分布の均
一性を向上させ、電流−光出力特性の線形性および変調
歪特性を改善することにある。
ことなく半導体レーザの共振器内部の電界強度分布の均
一性を向上させ、電流−光出力特性の線形性および変調
歪特性を改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のアナログ変調用
半導体レーザは、半導体基板上に形成されたと活性層と
この活性層を挟むクラッド層とからなる光導波路と、前
記光導波路の軸に対してほぼ９０°の角度をなすように
形成された端面と、前記光導波路の軸に対してほぼ４５
°の角度をなすように設けられ、該光導波路を間に挟ん
で前記端面にほぼ４５°の角度をなして設けられている
回折格子とから構成されることを特徴とする。
半導体レーザは、半導体基板上に形成されたと活性層と
この活性層を挟むクラッド層とからなる光導波路と、前
記光導波路の軸に対してほぼ９０°の角度をなすように
形成された端面と、前記光導波路の軸に対してほぼ４５
°の角度をなすように設けられ、該光導波路を間に挟ん
で前記端面にほぼ４５°の角度をなして設けられている
回折格子とから構成されることを特徴とする。
【０００７】また、基板側の電極が少なくとも２つの部
分に分割して形成されていることを特徴とする。
分に分割して形成されていることを特徴とする。
【０００８】また、前記クラッド層を半導体多層膜によ
り構成したことを特徴とする。
り構成したことを特徴とする。
【０００９】さらに、前記端面に低反射率のコーティン
グを施したことを特徴とする。
グを施したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】図面を参照して本発明の原理を説明する。
【００１１】図１は本発明になる半導体レーザの構造の
一例を示す図である。図１において、共振器は端面５と
回折格子６と電極７で構成され、レーザ光は端面５から
出力される。
一例を示す図である。図１において、共振器は端面５と
回折格子６と電極７で構成され、レーザ光は端面５から
出力される。
【００１２】このような構造にすると回折格子６から基
板側電極７に垂直に反射される波長で単一軸モード発振
をする。
板側電極７に垂直に反射される波長で単一軸モード発振
をする。
【００１３】また、光導波路と半導体多層膜の結合に回
折格子を用いているから、従来の半導体レーザのように
４５°の面を用いるのと比較すると反射光の広がりが小
さくなる。したがって、本発明の構造の半導体レーザで
は、共振器の損失が小さくなり閾値電流が低減される。
折格子を用いているから、従来の半導体レーザのように
４５°の面を用いるのと比較すると反射光の広がりが小
さくなる。したがって、本発明の構造の半導体レーザで
は、共振器の損失が小さくなり閾値電流が低減される。
【００１４】図２は本発明の半導体レーザと通常のＤＦ
Ｂレーザの共振器内部の電界強度の分布を示したもので
ある。
Ｂレーザの共振器内部の電界強度の分布を示したもので
ある。
【００１５】通常のＤＦＢレーザの場合、図２（ｂ）の
ように共振器方向の電界強度が不均一である。これに対
し、本発明の半導体レーザでは図２（ａ）に示すように
共振器内部の電界強度分布の均一性が改善される。した
がって、本発明の半導体レーザにおいては電流−光出力
特性の線形性が向上し、変調歪が低減される。
ように共振器方向の電界強度が不均一である。これに対
し、本発明の半導体レーザでは図２（ａ）に示すように
共振器内部の電界強度分布の均一性が改善される。した
がって、本発明の半導体レーザにおいては電流−光出力
特性の線形性が向上し、変調歪が低減される。
【００１６】また、電極７を基板１の一部分だけに形成
すれば発振波長の選択性が強くなり、単一モード性が向
上する。
すれば発振波長の選択性が強くなり、単一モード性が向
上する。
【００１７】また、基板側１のクラッド層２を半導体多
層膜層にすることによっても波長の選択性が強くなり単
一軸モード性が向上する。
層膜層にすることによっても波長の選択性が強くなり単
一軸モード性が向上する。
【００１８】さらに、他方のクラッド層４を半導体多層
膜により構成することにより、活性層３で発生した自然
放出光が活性層３に戻される効果（フォトンリサイクリ
ング効果）により発振閾値電流が低減される。
膜により構成することにより、活性層３で発生した自然
放出光が活性層３に戻される効果（フォトンリサイクリ
ング効果）により発振閾値電流が低減される。
【００１９】また、回折格子６を形成しない方の端面５
に低反射率のコーティングを施すことにより効率が改善
される。
に低反射率のコーティングを施すことにより効率が改善
される。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の一実施例である１．３μｍ
帯半導体レーザを図面を参照して説明する。
帯半導体レーザを図面を参照して説明する。
【００２１】図３は第１の実施例の製造工程を示す図で
ある。
ある。
【００２２】図３（ａ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ基板
１０上にＭＯＶＰＥ法によりｎ−ＩｎＰバッファ層１１
を２０００Åの厚さに形成し、１．２μｍ波長組成のｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ（厚さ１０２４Å）とｎ−ＩｎＰ（１
０２４Å）とを１周期とするＤＢＲ層１２を約３μｍ形
成し、１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層１
３、さらにｐ型のＤＢＲ層１４を約２μｍ、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓキャップ層１５を２０００Å成長する。
１０上にＭＯＶＰＥ法によりｎ−ＩｎＰバッファ層１１
を２０００Åの厚さに形成し、１．２μｍ波長組成のｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ（厚さ１０２４Å）とｎ−ＩｎＰ（１
０２４Å）とを１周期とするＤＢＲ層１２を約３μｍ形
成し、１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層１
３、さらにｐ型のＤＢＲ層１４を約２μｍ、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓキャップ層１５を２０００Å成長する。
【００２３】次いで、図３（ｂ）に示すようにホトレジ
スト１６を塗布し、露光、現像、エッチングにより４５
°の面１７を形成する。
スト１６を塗布し、露光、現像、エッチングにより４５
°の面１７を形成する。
【００２４】さらに、図３（ｃ）に示すように、ホトレ
ジスト１８を塗布し、４５°の面の部分だけにホトレジ
ストが残るように露光、現像した後、ｐ側電極１９及び
ｎ側電極２０を蒸着する。
ジスト１８を塗布し、４５°の面の部分だけにホトレジ
ストが残るように露光、現像した後、ｐ側電極１９及び
ｎ側電極２０を蒸着する。
【００２５】次に、図３（ｄ）に示すように、リフトオ
フにより４５°の面の電極を除去し、再び４５°の面に
残ったホトレジスト２１を用い、干渉露光法により回折
格子のパターンを形成する。
フにより４５°の面の電極を除去し、再び４５°の面に
残ったホトレジスト２１を用い、干渉露光法により回折
格子のパターンを形成する。
【００２６】この後、図３（ｅ）に示すようにエッチン
グにより回折格子２２を形成する。さらに、全面を露
光、現像し残ったホトレジストを除去する。
グにより回折格子２２を形成する。さらに、全面を露
光、現像し残ったホトレジストを除去する。
【００２７】この後、図３（ｅ）の点線で示す部分で素
子を劈開する。
子を劈開する。
【００２８】この素子は１．３１μｍで発振し、試作し
た素子をモジュール化し、２信号で３次相互変調歪を測
定した結果、平均ファイバー出力５ｍＷ、変調度２０％
で−８０ｄＢｃと良好な歪特性を得ることができた。
た素子をモジュール化し、２信号で３次相互変調歪を測
定した結果、平均ファイバー出力５ｍＷ、変調度２０％
で−８０ｄＢｃと良好な歪特性を得ることができた。
【００２９】この素子の端面に１％以下の反射率のコー
ティングを施した場合、効率が従来の半導体レーザの２
０％以上改善された。
ティングを施した場合、効率が従来の半導体レーザの２
０％以上改善された。
【００３０】次に第２の実施例について図４を参照して
説明する。
説明する。
【００３１】図４は基板１側の電極３７を２つの部分か
ら構成し、電極３７を基板１の一部分だけに構成し、光
の反射に寄与する部分を狭くした構造である。このよう
な素子を図３に示した第一の実施例の場合と同様にして
作製したところ、従来の半導体レーザの場合、副モード
抑圧比が２５ｄＢｃであったのに対して３０ｄＢｃとな
り、発振の単一モード性が改善された。
ら構成し、電極３７を基板１の一部分だけに構成し、光
の反射に寄与する部分を狭くした構造である。このよう
な素子を図３に示した第一の実施例の場合と同様にして
作製したところ、従来の半導体レーザの場合、副モード
抑圧比が２５ｄＢｃであったのに対して３０ｄＢｃとな
り、発振の単一モード性が改善された。
【００３２】さらに、図５に本発明の第３の実施例を示
す。これは、活性層３より基板１側のクラッド層４２を
半導体多層膜にした構造である。この素子の副モード抑
圧比を測定したところ２８ｄＢｃであり、従来の半導体
レーザよりも単一モード性が向上した。
す。これは、活性層３より基板１側のクラッド層４２を
半導体多層膜にした構造である。この素子の副モード抑
圧比を測定したところ２８ｄＢｃであり、従来の半導体
レーザよりも単一モード性が向上した。
【００３３】また、図６に本発明の第４の実施例を示
す。これは、活性層３の両側のクラッド層４２，４３を
半導体多層膜にした構造である。このような素子を作製
したところ、発振閾値電流が２０％低減された。また、
副モード抑圧比は３０ｄＢｃとなった。
す。これは、活性層３の両側のクラッド層４２，４３を
半導体多層膜にした構造である。このような素子を作製
したところ、発振閾値電流が２０％低減された。また、
副モード抑圧比は３０ｄＢｃとなった。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、低歪のアナログ変調用
半導体レーザを提供することが可能となる。
半導体レーザを提供することが可能となる。
【図１】本発明になる半導体レーザの原理的構造を示す
図。
図。
【図２】本発明になるレーザと従来のレーザとの電界強
度分布を示す図。
度分布を示す図。
【図３】本発明の第１の実施例の製造工程を説明するた
めの図。
めの図。
【図４】本発明の第２の実施例の構造を模式的に示す断
面図。
面図。
【図５】本発明の第３の実施例の構造を模式的に示す断
面図。
面図。
【図６】本発明の第４の実施例の構造を模式的に示す断
面図。
面図。
１ 基板 ２ クラッド層（基板側） ３ 活性層 ４ クラッド層（成長層側） ５ 導波路の軸に垂直な端面 ６ 導波路の軸に４５°の角度をなす面に形成された
回折格子 ７ 基板側電極 ８ 成長側電極 １０ ｎ−ＩｎＰ基板 １１ ｎ−ＩｎＰバッファ層 １２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 １３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １５ ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層 １６ ホトレジスト １７ ４５°の面 １８ ホトレジスト １９ 電極 ２０ 電極 ２１ ホトレジスト ２２ 回折格子 ３１ ｎ−ＩｎＰ基板 ３２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ３４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３５ 端面 ３６ 回折格子 ３７ 電極 ３８ 電極 ４２ ｎ型ＤＢＲ層 ４３ ｐ型ＤＢＲ層
回折格子 ７ 基板側電極 ８ 成長側電極 １０ ｎ−ＩｎＰ基板 １１ ｎ−ＩｎＰバッファ層 １２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 １３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １５ ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層 １６ ホトレジスト １７ ４５°の面 １８ ホトレジスト １９ 電極 ２０ 電極 ２１ ホトレジスト ２２ 回折格子 ３１ ｎ−ＩｎＰ基板 ３２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ３４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３５ 端面 ３６ 回折格子 ３７ 電極 ３８ 電極 ４２ ｎ型ＤＢＲ層 ４３ ｐ型ＤＢＲ層
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された活性層とこの
活性層を挟むクラッド層とからなる光導波路と、前記光
導波路の軸に対してほぼ９０°の角度をなすように形成
された端面と、前記光導波路の軸に対してほぼ４５°の
角度をなすように設けられ、該光導波路を間に挟んで前
記端面にほぼ４５°の角度をなして設けられている回折
格子とから構成されることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 基板側の電極が少なくとも２つの部分に
分割して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。 - 【請求項３】 前記クラッド層を半導体多層膜により構
成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記端面に低反射率のコーティングを施
したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127220A JP2546134B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127220A JP2546134B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06338653A JPH06338653A (ja) | 1994-12-06 |
| JP2546134B2 true JP2546134B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=14954701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127220A Expired - Lifetime JP2546134B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546134B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7158701B2 (en) * | 2001-02-21 | 2007-01-02 | Shipley Company, L.L.C. | Method for making optical devices with a moving mask and optical devices made thereby |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2676771B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1997-11-17 | 富士通株式会社 | 半導体レーザの製造方法および半導体レーザ |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5127220A patent/JP2546134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06338653A (ja) | 1994-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960611 |