JP2705409B2 - 半導体分布帰還形レーザ装置 - Google Patents
半導体分布帰還形レーザ装置Info
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- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1228—DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、利得結合形の半導体分
布帰還形（ＤＦＢ）レーザ装置に関するものである。
布帰還形（ＤＦＢ）レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５はＳＳＤＭ（ＳＯＬＩＤ ＳＴＡＴ
Ｅ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ）、
Ａｕｇｕｓｔ２４−２６、１９８８、第３２７頁〜第３
３０頁のＹｉ Ｌｕｏ、Ｙｏｓｈｉｏｋａ Ｎａｋａｎ
ｏおよびＫｕｎｉｏ Ｔａｄａの論文「Ｆａｂｒｉｃａ
ｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏ
ｆ ａ Ｇａｉｎ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ」
に記載された従来の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装
置の概略構造を示す断面図である。
Ｅ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ）、
Ａｕｇｕｓｔ２４−２６、１９８８、第３２７頁〜第３
３０頁のＹｉ Ｌｕｏ、Ｙｏｓｈｉｏｋａ Ｎａｋａｎ
ｏおよびＫｕｎｉｏ Ｔａｄａの論文「Ｆａｂｒｉｃａ
ｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏ
ｆ ａ Ｇａｉｎ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ−Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ」
に記載された従来の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装
置の概略構造を示す断面図である。
【０００３】図５において、ｎ+ −ＧａＡｓ基板１上に
はｎ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ下クラッド層２、ノンドー
プＧａＡｓ活性層３、およびｐ−Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ
キャリア閉じ込め層４がこの順序で積層して形成されて
いる。キャリア閉じ込め層４上にはｐ−ＧａＡｓ導波路
層５が形成されており、該ｐ−ＧａＡｓ導波路層５の表
面には反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってピッ
チｔが例えば２５５ｎｍの２次回折格子コルゲーション
５１が形成されている。導波路層５上にはｐ−Ａｌ0.35
Ｇａ0.65Ａｓ上クラッド層６とｐ+ −ＧａＡｓコンタク
ト層７とがこの順序で積層して形成されている。
はｎ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ下クラッド層２、ノンドー
プＧａＡｓ活性層３、およびｐ−Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ
キャリア閉じ込め層４がこの順序で積層して形成されて
いる。キャリア閉じ込め層４上にはｐ−ＧａＡｓ導波路
層５が形成されており、該ｐ−ＧａＡｓ導波路層５の表
面には反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってピッ
チｔが例えば２５５ｎｍの２次回折格子コルゲーション
５１が形成されている。導波路層５上にはｐ−Ａｌ0.35
Ｇａ0.65Ａｓ上クラッド層６とｐ+ −ＧａＡｓコンタク
ト層７とがこの順序で積層して形成されている。
【０００４】上記のような構造の半導体ＤＦＢレーザ装
置において、ｐ+ −ＧａＡｓコンタクト層７とｎ+ −Ｇ
ａＡｓ基板１との間に適当な大きさのバイアス電圧を供
給すると、ノンドープＧａＡｓ活性層３において光が発
生し、この光は２次回折格子コルゲーション５１が形成
されたｐ−ＧａＡｓ導波路層５の存在により生成される
損失係数の摂動（Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）により帰
還され、単一の波長のみが選択されて放射される。上記
のように、ノンドープＧａＡｓ活性層３において発生し
た光は２次回折格子コルゲーション５１による損失係数
の摂動により帰還されるため、このような形式のＤＦＢ
レーザ装置を特に利得結合形ＤＦＢレーザ装置と称す
る。
置において、ｐ+ −ＧａＡｓコンタクト層７とｎ+ −Ｇ
ａＡｓ基板１との間に適当な大きさのバイアス電圧を供
給すると、ノンドープＧａＡｓ活性層３において光が発
生し、この光は２次回折格子コルゲーション５１が形成
されたｐ−ＧａＡｓ導波路層５の存在により生成される
損失係数の摂動（Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）により帰
還され、単一の波長のみが選択されて放射される。上記
のように、ノンドープＧａＡｓ活性層３において発生し
た光は２次回折格子コルゲーション５１による損失係数
の摂動により帰還されるため、このような形式のＤＦＢ
レーザ装置を特に利得結合形ＤＦＢレーザ装置と称す
る。
【０００５】ＤＦＢレーザ装置には、上記の利得結合形
のものの他に例えば特開昭６２−１６６５８２号公報に
記載されたような屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置があ
る。この屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置は、発振波長に
対して透明な材料で形成されたコルゲーションを活性層
の近傍に配置することにより与えられる屈折率の摂動に
より光を帰還するものである。
のものの他に例えば特開昭６２−１６６５８２号公報に
記載されたような屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置があ
る。この屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置は、発振波長に
対して透明な材料で形成されたコルゲーションを活性層
の近傍に配置することにより与えられる屈折率の摂動に
より光を帰還するものである。
【０００６】上記の屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置は早
くから開発が進み、現在既に実用レベルに達している
が、一般に屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置は、同一の閾
値利得を有する２本の縦モード発振をひき起こすという
問題がある。従って、屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置に
おいて単一縦モードのレーザ光を得ようとすると、例え
ばレーザ共振器端面の反射率を前端面で１％、後端面で
９５％といったような反射率に関して極端な非対称コー
テイングを施こす必要がある。さらに、このよう な非対
称コーテイングを施こしたとしても、所望の単一縦モー
ド発振を行なう確率は５０％〜７０％程度である。これ
に対して図５に示すＤＦＢレーザ装置を含めて、一般に
利得結合形ＤＦＢレーザ装置は、最小閾値利得を有する
縦モード発振は本質的に１本のみであるので、単一縦モ
ード発振を行なうＤＦＢレーザ装置を歩留良く構成する
ことができるという利点がある。
くから開発が進み、現在既に実用レベルに達している
が、一般に屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置は、同一の閾
値利得を有する２本の縦モード発振をひき起こすという
問題がある。従って、屈折率結合形ＤＦＢレーザ装置に
おいて単一縦モードのレーザ光を得ようとすると、例え
ばレーザ共振器端面の反射率を前端面で１％、後端面で
９５％といったような反射率に関して極端な非対称コー
テイングを施こす必要がある。さらに、このよう な非対
称コーテイングを施こしたとしても、所望の単一縦モー
ド発振を行なう確率は５０％〜７０％程度である。これ
に対して図５に示すＤＦＢレーザ装置を含めて、一般に
利得結合形ＤＦＢレーザ装置は、最小閾値利得を有する
縦モード発振は本質的に１本のみであるので、単一縦モ
ード発振を行なうＤＦＢレーザ装置を歩留良く構成する
ことができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示すよ
うな従来の利得結合形半導体ＤＦＢレーザ装置は、前述
のように２次回折格子コルゲーシヨン５１を有するｐ−
ＧａＡｓ導波路層５の存在による損失係数の摂動により
光のフイードバックを行なっており、しかもコルゲーシ
ョン５１は連続して形成されているので、レーザ装置の
内部損失が大きくなる。このため、発振閾値電流が大き
くなり、発光効率が低いという問題があった。
うな従来の利得結合形半導体ＤＦＢレーザ装置は、前述
のように２次回折格子コルゲーシヨン５１を有するｐ−
ＧａＡｓ導波路層５の存在による損失係数の摂動により
光のフイードバックを行なっており、しかもコルゲーシ
ョン５１は連続して形成されているので、レーザ装置の
内部損失が大きくなる。このため、発振閾値電流が大き
くなり、発光効率が低いという問題があった。
【０００８】損失係数の摂動により発光レーザ光を帰還
させて単一縦モード発振を行なわせる従来のＤＦＢレー
ザ装置に電流阻止層として半絶縁性エピタキシヤル層を
用いたものがあるが、半絶縁性エピタキシヤル層には深
い準位が多量に含有されることから、内部損失が大きく
なるという問題があった。
させて単一縦モード発振を行なわせる従来のＤＦＢレー
ザ装置に電流阻止層として半絶縁性エピタキシヤル層を
用いたものがあるが、半絶縁性エピタキシヤル層には深
い準位が多量に含有されることから、内部損失が大きく
なるという問題があった。
【０００９】本発明は、上記のような従来の利得結合形
の半導体ＤＦＢレーザ装置の問題点を解消して、内部損
失を増大させることなく利得結合を行なうことができる
半導体ＤＦＢレーザ装置を得ることを目的とする。
の半導体ＤＦＢレーザ装置の問題点を解消して、内部損
失を増大させることなく利得結合を行なうことができる
半導体ＤＦＢレーザ装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の利得
結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置は、（１００）面を有
する基板上に設けられた活性層に隣接するクラッド層中
の上記活性層の近傍に、キャリアがトンネリングしない
程度以上の厚みをもった一定幅の＜０１−１＞方向に伸
びる複数の非晶質絶縁膜を＜０−１−１＞方向に所定の
相互間隔を保って周期的にストライプ状に配置して構成
されている。
結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置は、（１００）面を有
する基板上に設けられた活性層に隣接するクラッド層中
の上記活性層の近傍に、キャリアがトンネリングしない
程度以上の厚みをもった一定幅の＜０１−１＞方向に伸
びる複数の非晶質絶縁膜を＜０−１−１＞方向に所定の
相互間隔を保って周期的にストライプ状に配置して構成
されている。
【００１１】本発明に係る第２の利得結合形の半導体Ｄ
ＦＢレーザ装置は、基板上に設けられた活性層と、該活
性層に隣接して形成されたクラッド層とを有し、上記活
性層中の上記クラッド層に近い位置に該活性層の導電形
と異なる導電形の一定幅の複数の導電形反転領域を所定
の相互間隔を保って周期的にストライプ状に形成して構
成されている。
ＦＢレーザ装置は、基板上に設けられた活性層と、該活
性層に隣接して形成されたクラッド層とを有し、上記活
性層中の上記クラッド層に近い位置に該活性層の導電形
と異なる導電形の一定幅の複数の導電形反転領域を所定
の相互間隔を保って周期的にストライプ状に形成して構
成されている。
【００１２】
【作用】上記第１の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装
置においては、＜０１−１＞方向に伸び＜０−１−１＞
方向に所定のピッチで周期的に配置された非晶質絶縁膜
の作用により活性層内に利得係数の周期的摂動が生じ、
これによって光の分布帰還が生じて所望の単一縦モード
発振が生ずる。
置においては、＜０１−１＞方向に伸び＜０−１−１＞
方向に所定のピッチで周期的に配置された非晶質絶縁膜
の作用により活性層内に利得係数の周期的摂動が生じ、
これによって光の分布帰還が生じて所望の単一縦モード
発振が生ずる。
【００１３】上記第２の利得結合形に半導体ＤＦＢレー
ザ装置においては、活性層中に所定のピッチで周期的に
形成された該活性層と異なる導電形の領域の作用により
活性層内に利得係数の周期的摂動が生じ、これによって
光の分布帰還が生じて所望の単一縦モード発振が生ず
る。
ザ装置においては、活性層中に所定のピッチで周期的に
形成された該活性層と異なる導電形の領域の作用により
活性層内に利得係数の周期的摂動が生じ、これによって
光の分布帰還が生じて所望の単一縦モード発振が生ず
る。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の利得結合形の半導体ＤＦＢ
レーザ装置の第１の実施例の斜視図である。同図におい
て、２１は例えば１００μｍの厚みをもった（１００）
面ｎ + −ＧａＡｓ基板で、該基板上に約１μｍの厚みの
ｎ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ下クラッド層２２、約０．１
μｍの厚みのノンドープＧａＡｓ活性層２３がこの順序
で積層して形成されている。ノンドープＧａＡｓ活性層
２３上には約１μｍの厚さのｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ
上クラッド層２６が形成されている。
レーザ装置の第１の実施例の斜視図である。同図におい
て、２１は例えば１００μｍの厚みをもった（１００）
面ｎ + −ＧａＡｓ基板で、該基板上に約１μｍの厚みの
ｎ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ下クラッド層２２、約０．１
μｍの厚みのノンドープＧａＡｓ活性層２３がこの順序
で積層して形成されている。ノンドープＧａＡｓ活性層
２３上には約１μｍの厚さのｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ
上クラッド層２６が形成されている。
【００１５】ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラッド層２
６中で、活性層２３の上面から約０．０５μｍ離れた位
置には＜０１−１＞方向に伸び、＜０−１−１＞方向に
２５５ｎｍのピッチｔで複数の非晶質絶縁膜層２９が埋
込まれている。非晶質絶縁膜 層２９としては、例えばＳ
ｉＯ 2 膜、ＳｉＮ膜等のレーザ光に対して透明な材料が
使用される。上クラッド層２６上にはｐ + −ＧａＡｓコ
ンタクト層２７が形成されている。
６中で、活性層２３の上面から約０．０５μｍ離れた位
置には＜０１−１＞方向に伸び、＜０−１−１＞方向に
２５５ｎｍのピッチｔで複数の非晶質絶縁膜層２９が埋
込まれている。非晶質絶縁膜 層２９としては、例えばＳ
ｉＯ 2 膜、ＳｉＮ膜等のレーザ光に対して透明な材料が
使用される。上クラッド層２６上にはｐ + −ＧａＡｓコ
ンタクト層２７が形成されている。
【００１６】非晶質絶縁膜層２９の膜厚はキャリアがト
ンネリングしない程度以上に厚く設定されており、具体
的には数１０ｎｍ以上にするとよい。ＳｉＯ 2 膜からな
る非晶質絶縁膜２９は＜０１−１＞方向に伸び、＜０−
１−１＞方向に所定のピッチで周期的にストライプ状に
形成されているが、これは次の理由による。
ンネリングしない程度以上に厚く設定されており、具体
的には数１０ｎｍ以上にするとよい。ＳｉＯ 2 膜からな
る非晶質絶縁膜２９は＜０１−１＞方向に伸び、＜０−
１−１＞方向に所定のピッチで周期的にストライプ状に
形成されているが、これは次の理由による。
【００１７】図２に示すように、（１００）ＧａＡｓ基
板１０上に＜０−１−１＞方向に伸びるストライプ状Ｓ
ｉＯ 2 膜２０を形成し、この上にＧａＡｓ系材料をＭＯ
ＣＶＤ成長を行なうと、ＳｉＯ 2 膜２０上にはエピタキ
シヤル成長は生じず、上記ＳｉＯ 2 膜２０をエピタキシ
ヤル層１４で埋込むことはできない。これに対し、図３
に示すように、（１００）ＧａＡｓ基板１０上に＜０１
−１＞方向に伸びるＳｉＯ 2 膜２０を形成し、この上に
ＧａＡｓ系材料をＭＯＣＶＤ成長を行なうと、横方向の
成長、いわゆるラテラル成長が生じ、上記ＳｉＯ 2 膜２
０をエピタキシヤル成長層１５で埋込むことができる。
このような理由から、ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラ
ッド層２６中には＜０１−１＞方向に伸びる非晶質絶縁
膜層２９が＜０−１−１＞方向に所定のピッチで周期的
に形成される。
板１０上に＜０−１−１＞方向に伸びるストライプ状Ｓ
ｉＯ 2 膜２０を形成し、この上にＧａＡｓ系材料をＭＯ
ＣＶＤ成長を行なうと、ＳｉＯ 2 膜２０上にはエピタキ
シヤル成長は生じず、上記ＳｉＯ 2 膜２０をエピタキシ
ヤル層１４で埋込むことはできない。これに対し、図３
に示すように、（１００）ＧａＡｓ基板１０上に＜０１
−１＞方向に伸びるＳｉＯ 2 膜２０を形成し、この上に
ＧａＡｓ系材料をＭＯＣＶＤ成長を行なうと、横方向の
成長、いわゆるラテラル成長が生じ、上記ＳｉＯ 2 膜２
０をエピタキシヤル成長層１５で埋込むことができる。
このような理由から、ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラ
ッド層２６中には＜０１−１＞方向に伸びる非晶質絶縁
膜層２９が＜０−１−１＞方向に所定のピッチで周期的
に形成される。
【００１８】図１の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装
置において、ｐ + −ＧａＡｓコンタクト層２７とｎ + −
ＧａＡｓ基板２１との間にｐ + −ＧａＡｓコンタクト層
２７側が正となるように所定の大きさのバイアスを印加
すると、キャリアがノンドープＧａＡｓ活性層２３に注
入されるが、上クラッド層２６内の活性層２３に近い領
域には例えばＳｉＯ 2 膜からなる非晶質絶縁膜層２９が
２５５ｎｍのピッチで配置されているから、上記活性層
２３に注入されるキャリアの分布に空間的な摂動が生
じ、これによって利得係数の摂動が生じる。この利得係
数の摂動によって光の分布帰還が生じて所望の単一縦モ
ード発振が生じる。
置において、ｐ + −ＧａＡｓコンタクト層２７とｎ + −
ＧａＡｓ基板２１との間にｐ + −ＧａＡｓコンタクト層
２７側が正となるように所定の大きさのバイアスを印加
すると、キャリアがノンドープＧａＡｓ活性層２３に注
入されるが、上クラッド層２６内の活性層２３に近い領
域には例えばＳｉＯ 2 膜からなる非晶質絶縁膜層２９が
２５５ｎｍのピッチで配置されているから、上記活性層
２３に注入されるキャリアの分布に空間的な摂動が生
じ、これによって利得係数の摂動が生じる。この利得係
数の摂動によって光の分布帰還が生じて所望の単一縦モ
ード発振が生じる。
【００１９】図４は、本発明の利得結合形の半導体ＤＦ
Ｂレーザ装置の第２の実施例の断面図である。同図にお
いて、３１は例えば１００μｍの厚みをもったｎ + −Ｇ
ａＡｓ基板で、該基板上には約１μｍの厚さのｎ−Ａｌ
0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ下クラッド層３２と、約０．１μｍの
厚さのｎ−ＧａＡｓ活性層３３とがこの順序に積層して
形成されている。活性層３３中の上部には２５５ｎｍの
ピッチｔで例えばアクセプタを拡散してｐ形領域、すな
わちｎ−ＧａＡｓ活性層３３に対して導電形反転領域３
４が形成されている。この場合、ｐ形の導電形反転領域
３４とｎ−ＧａＡｓ活性層３３との間の順方向電圧Ｖ F
は約１．６Ｖ、ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラッド層
３６とｎ−ＧａＡｓ活性層３３との間のＶ F は約１．７
〜１．８Ｖとなるように設定されている。導電形反転領
域３４が形成された活性層３３上には約１μｍの厚さの
ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラッド層３６が形成され
ており、該上クラッド層３６上にはｐ + −ＧａＡｓコン
タクト層３７が形成されている。
Ｂレーザ装置の第２の実施例の断面図である。同図にお
いて、３１は例えば１００μｍの厚みをもったｎ + −Ｇ
ａＡｓ基板で、該基板上には約１μｍの厚さのｎ−Ａｌ
0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ下クラッド層３２と、約０．１μｍの
厚さのｎ−ＧａＡｓ活性層３３とがこの順序に積層して
形成されている。活性層３３中の上部には２５５ｎｍの
ピッチｔで例えばアクセプタを拡散してｐ形領域、すな
わちｎ−ＧａＡｓ活性層３３に対して導電形反転領域３
４が形成されている。この場合、ｐ形の導電形反転領域
３４とｎ−ＧａＡｓ活性層３３との間の順方向電圧Ｖ F
は約１．６Ｖ、ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラッド層
３６とｎ−ＧａＡｓ活性層３３との間のＶ F は約１．７
〜１．８Ｖとなるように設定されている。導電形反転領
域３４が形成された活性層３３上には約１μｍの厚さの
ｐ−Ａｌ 0.35 Ｇａ 0.65 Ａｓ上クラッド層３６が形成され
ており、該上クラッド層３６上にはｐ + −ＧａＡｓコン
タクト層３７が形成されている。
【００２０】図４の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装
置において、ｐ + −ＧａＡｓコンタクト層３７とｎ + −
ＧａＡｓ基板３１との間にｐ + −ＧａＡｓコンタクト層
３７側が正になるように所定の大きさのバイアスを印加
すると、キャリアがｎ−ＧａＡｓ活性層３３に注入され
る。上記のように、導電形反転領域３４と活性層３３と
の間の順方向電圧Ｖ F は約１．６Ｖであるのに対し、上
クラッド層３６と活性層３３との間の順方向電圧Ｖ F は
約１．７〜１．８Ｖであるから、ｐ形化された導電形反
転領域３４が存在する場所のキャリヤ注入効率よりも上
記導電形反転領域３４が存在しない場所におけるキャリ
アの注入効率の方が大である。このことにより、活性層
３３内に注入されるキャリアの分布の空間的な摂動が生
じ、これによって利得係数の摂動が生じる。この利得係
数の摂動により光の分布帰還が生じて所望の単一縦モー
ド発振が生じる。
置において、ｐ + −ＧａＡｓコンタクト層３７とｎ + −
ＧａＡｓ基板３１との間にｐ + −ＧａＡｓコンタクト層
３７側が正になるように所定の大きさのバイアスを印加
すると、キャリアがｎ−ＧａＡｓ活性層３３に注入され
る。上記のように、導電形反転領域３４と活性層３３と
の間の順方向電圧Ｖ F は約１．６Ｖであるのに対し、上
クラッド層３６と活性層３３との間の順方向電圧Ｖ F は
約１．７〜１．８Ｖであるから、ｐ形化された導電形反
転領域３４が存在する場所のキャリヤ注入効率よりも上
記導電形反転領域３４が存在しない場所におけるキャリ
アの注入効率の方が大である。このことにより、活性層
３３内に注入されるキャリアの分布の空間的な摂動が生
じ、これによって利得係数の摂動が生じる。この利得係
数の摂動により光の分布帰還が生じて所望の単一縦モー
ド発振が生じる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明のいずれの実施例
においても活性層内に注入されるキャ リア分布に空間的
な摂動が生じ、これによって利得係数の摂動が生じ、内
部損失を増大させることなく利得結合を行ない得る半導
体ＤＦＢレーザ装置を得ることができる。特に、図１の
第１の実施例では、上クラッド層２６中の活性層２３に
近い位置にキャリアがトンネリングしない程度以上に厚
く、＜０１−１＞方向に伸びる一定幅の非晶質絶縁膜２
９を所定の相互間隔を保って＜０−１−１＞方向に周期
的に配置したので、内部損失を増大させることなく所望
の単一縦モード発振が可能になるという効果が得られ
る。また、第１の実施例の半導体ＤＦＢレーザ装置はＭ
ＯＣＶＤ法によるエピタキシヤル成長により簡単に構成
することができるという効果が得られる。図４の第２の
実施例では、活性層３３中に該活性層の導電形と異なる
導電形を有する領域３４を所定の相互間隔を保って周期
的に配置したので、内部損失を増大させることなく所望
の単一縦モード発振が可能になるという効果が得られ
る。
においても活性層内に注入されるキャ リア分布に空間的
な摂動が生じ、これによって利得係数の摂動が生じ、内
部損失を増大させることなく利得結合を行ない得る半導
体ＤＦＢレーザ装置を得ることができる。特に、図１の
第１の実施例では、上クラッド層２６中の活性層２３に
近い位置にキャリアがトンネリングしない程度以上に厚
く、＜０１−１＞方向に伸びる一定幅の非晶質絶縁膜２
９を所定の相互間隔を保って＜０−１−１＞方向に周期
的に配置したので、内部損失を増大させることなく所望
の単一縦モード発振が可能になるという効果が得られ
る。また、第１の実施例の半導体ＤＦＢレーザ装置はＭ
ＯＣＶＤ法によるエピタキシヤル成長により簡単に構成
することができるという効果が得られる。図４の第２の
実施例では、活性層３３中に該活性層の導電形と異なる
導電形を有する領域３４を所定の相互間隔を保って周期
的に配置したので、内部損失を増大させることなく所望
の単一縦モード発振が可能になるという効果が得られ
る。
【図１】本発明の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置
の第１の実施例の斜視図である。
の第１の実施例の斜視図である。
【図２】図１の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置に
おける非晶質絶縁膜２９を形成するに当って、その不適
切な結晶軸方向を示す斜視図である。
おける非晶質絶縁膜２９を形成するに当って、その不適
切な結晶軸方向を示す斜視図である。
【図３】図１の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置に
おける非晶質絶縁膜２９を形成するに当って、その適切
な結晶軸方向を示す斜視図である。
おける非晶質絶縁膜２９を形成するに当って、その適切
な結晶軸方向を示す斜視図である。
【図４】本発明の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置
の第２の実施例の斜視図である。
の第２の実施例の斜視図である。
【図５】従来の利得結合形の半導体ＤＦＢレーザ装置の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【符号の説明】２１、３１ 基板 ２３、３３ 活性層 ２６、３６ 上クラッド層 ２９ 非晶質絶縁膜 ３４ 導電形反転領域
Claims (2)
- 【請求項１】 （１００）面を有する基板上に設けられ
た活性層と、該活性層に隣接して形成されたクラッド層
とを有し、該クラッド層中の上記活性層に近い位置に、
キャリアがトンネリングしない程度以上の厚みをもった
一定幅の＜０１−１＞方向に伸びる非晶質絶縁膜層を＜
０−１−１＞方向に所定の相互間隔を保って周期的にス
トライプ状に配置してなる半導体分布帰還形レーザ装
置。 - 【請求項２】 基板上に設けられた活性層と、該活性層
に隣接して形成されたクラッド層とを有し、上記活性層
中の上記クラッド層に近い位置に該活性層の導電形と異
なる導電形の一定幅の導電形反転領域が所定の相互間隔
を保って周期的にストライプ状に形成されている半導体
分布帰還形レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305875A JP2705409B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 半導体分布帰還形レーザ装置 |
| CA002083188A CA2083188A1 (en) | 1991-11-21 | 1992-11-18 | Semiconductor distributed-feedback laser device |
| US07/978,476 US5363399A (en) | 1991-11-21 | 1992-11-18 | Semiconductor distributed-feedback laser device |
| FR929213982A FR2684498B1 (fr) | 1991-11-21 | 1992-11-20 | Laser a semiconducteurs a reaction repartie. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305875A JP2705409B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 半導体分布帰還形レーザ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145175A JPH05145175A (ja) | 1993-06-11 |
| JP2705409B2 true JP2705409B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17950393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3305875A Expired - Lifetime JP2705409B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 半導体分布帰還形レーザ装置 |
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| JP (1) | JP2705409B2 (ja) |
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| FR (1) | FR2684498B1 (ja) |
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| JPS6025287A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
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| JPS61182295A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-14 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| US4722092A (en) * | 1985-01-30 | 1988-01-26 | Massachusetts Institute Of Technology | GaInAsP/InP distributed feedback laser |
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| JPS62166582A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-23 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその製造方法 |
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-
1991
- 1991-11-21 JP JP3305875A patent/JP2705409B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-18 US US07/978,476 patent/US5363399A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-18 CA CA002083188A patent/CA2083188A1/en not_active Abandoned
- 1992-11-20 FR FR929213982A patent/FR2684498B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| FR2684498B1 (fr) | 1994-10-14 |
| CA2083188A1 (en) | 1993-05-22 |
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| FR2684498A1 (fr) | 1993-06-04 |
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