JP2851957B2 - レーザー装置 - Google Patents

レーザー装置

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JP2851957B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーに関し、特に、
公称単一縦モードレーザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】光波通信システムは、現在、ある範囲の
波長可変性及び単一縦モード動作という所定の特性を有
するレーザーを必要とするよう設計されている。公称単
一縦モードで動作すると考えられているレーザーに対し
て、副次縦モードはそのレーザーによって放出される主
縦モードに比較して充分に低いパワーレベルにまで抑圧
されている。主縦モードパワーの副次縦モードパワーに
対する比は副次モード抑圧比と呼称され、多くの技術文
献においてはＳＭＳＲと略される。
【０００３】現在では、ブラッグ（Ｂｒａｇｇ）リフレ
クタ（ＤＢＲ）レーザー及び分布帰還型（ＤＦＢ）レー
ザーが３０ｄＢを越える副次モード抑圧比を有すること
は珍しくない。しかしながら、副次モード抑圧比は特定
の波長におけるレーザー動作に対して定義されている。
レーザーが他の動作波長に波長可変されると、副次モー
ド抑圧比が変化することが示される。例えば、アイ・ト
リプル・イー・ジャーナル・オブ・クァンタム・エレク
トロニクス（ＩＥＥＥ Ｊ． ｏｆ Ｑｕａｎｔ． Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ．）第ＱＥ２４巻第１２号第２４２３−
３２頁（１９８８年）を参照。半導体ＤＦＢ及びＤＢＲ
レーザー等の単一モードレーザーは、例えば、特定の波
長以外のある波長においては受容し得るほどの副次モー
ド抑圧比を有するが特定の波長以外の他の波長に波長可
変された場合には受容しがたい大きさの副次モード抑圧
比を有する。副次モード抑圧比が波長可変によって後者
の波長において副次モード抑圧比が受け入れがたくなる
ことの一つの理由は、レーザーが波長可変されるにつれ
て各々のモードに対して必要とされる全体としての相対
的スレッショルド利得が変化するからである。レーザー
の主縦モードがそのレーザーの共振器の反射特性内に中
心を有する場合には、副次モード抑圧比は通常最大値に
おいて最適化される。ＤＢＲレーザーに関しては、この
状態は発光波長をブラッグ波長とすることに対応する。
レーザーが副次モード抑圧比が最大となる最適位置から
波長可変されるにつれ、副次縦モードの一つが反射特性
の中心位置に近付く。反射特性及び関連する全体として
のスレッショルド利得特性は実質的に中心位置に関して
対称であるため、波長を可変する間に反射特性の中心位
置に近い２つの縦モードが実質的に同じ大きさの反射率
を有するような状況が起こり得る。すなわち、２つのモ
ードが対称な反射特性の互いに反対の実質的に同じ反射
率を有するところに位置する、という状況である。この
ような状況が生じた場合には、双方のモードは実質的に
同じ大きさのスレッショルド利得を必要とする。その結
果、副次モード抑圧特性は非常に劣化し、副次モード抑
圧比は急速に小さくなる。例えば、ＤＢＲレーザーに関
するシミュレーションにおいては、わずかに波長を可変
することによって副次モード抑圧比が１０ｄＢから２０
ｄＢ落ち込むことが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザーの生産
に関しては、波長を可変する間の副次モード抑圧比の著
しい揺らぎが大きな問題となっている。同一のウエハ上
に作成された一群（バッチ）のレーザーは相異なった動
作特性を有するということが知られている。通常、この
種のレーザーは同一波長の光を放出させるためにある程
度の波長調整（チューニング）を必要とする。波長可変
に係る前述の問題点から、同一バッチに属するレーザー
の副次モード抑圧特性は相異なっており、全てのレーザ
ーが同一波長で動作するように波長可変された場合に劣
化することが予想される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】レーザー発振波長を可変
する間の副次モード抑圧比の揺らぎを著しく低減し副次
モード抑圧特性を改善した半導体レーザーが、本発明に
従って、レーザーの少なくとも２つの縦モードを含むの
に充分な程の波長帯域にわたって波長に関する非対称な
反射特性を示す少なくとも一つの反射素子を用いること
によって、分布ブラッグリフレクタレーザー構造におい
て実現される。すなわち、前記非対称特性は、前記レー
ザーの隣接する縦モード間のモード間隔よりも広くなっ
ている。
【０００６】本発明に係る一実施例においては、リフレ
クタの一端でΛ0の周期を持ち当該リフレクタの他端で
ΛLの周期を有するような非線型に変化する周期を有す
るコルゲーション（波状構造）を持つ導波路よりなるブ
ラッグリフレクタを有する分布ブラッグリフレクタレー
ザーが示されている。ここで、Λ0はΛLより大きいもの
とする。集積化されたあるいは拡張された共振器あるい
はハイブリッド構造が、半導体レーザー及びファイバー
レーザー構造に関して記述されている。
【０００７】
【実施例】本発明に係る分布リフレクタレーザーは、レ
ーザー共振器の端部反射素子として少なくとも１つの回
折格子（ディフラクショングレーティング）を含むレー
ザーに対して適用可能である。本発明に係るレーザー
は、以下に記述されているような半導体レーザー以外に
も適用可能であることは、当業者には明らかである。例
えば、ディフラクショングレーティングを含む外部素子
が利得媒体に対して密着結合されているようなシリコン
チップブラッグリフレクタレーザー等のハイブリッド構
造に関しても本発明は適応可能である。さらに、本発明
に係るレーザーは、ディフラクショングレーティングが
光ファイバーに書き込まれているようなハイブリッド半
導体−ファイバー構造においても実現され得る。また、
本発明に係るレーザーは、光ファイバーの一部にディフ
ラクショングレーティングが書き込まれている（記録さ
れている）ようなファイバーレーザー構造においても実
現され得る。
【０００８】本発明に係るレーザーの利点を完全に理解
するために、まず、標準的なＤＢＲレーザー構造を概観
しておくことは有意義である。標準的なＤＢＲレーザー
の副次モード抑圧性能が、本発明に係るレーザーの副次
モード抑圧性能と比較される。
【０００９】図１は、標準的なＤＢＲレーザーとして用
いられる分布ブラッグリフレクタ半導体レーザーの透視
断面図及び切断図である。図１に示されたＤＢＲレーザ
ーは、逆バイアスされたｐ−ｎ障壁領域を有する埋め込
みヘテロ構造である。埋め込みリッジ構造、クレセント
すなわちＶ字溝構造、二重チャネル平面埋め込みヘテロ
構造、半絶縁性障壁領域平面ヘテロ構造等の他の構造も
ＤＢＲレーザーを実現するために用いられる。
【００１０】図１に示されているような半導体構造は、
液相エピタキシー、分子線エピタキシー、化学線エピタ
キシー及び気相エピタキシー等のエピタキシャル成長技
法を用いて成長させられる。これらの技法は文献に記述
されており、当業者には既知である。例えば、エイチ・
シー・ケイジー（Ｈ．Ｃ．Ｃａｓｅｙ）らによる”ヘテ
ロ構造レーザー”第Ａ巻及び第Ｂ巻（アカデミック・プ
レス（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）社、１９７８
年）を参照。さらに、図１に示されたヘテロ構造レーザ
ーと同様の分布帰還型レーザーの製造法に関しては、米
国特許第４，０２３，９９３号を参照。
【００１１】図１に示されているように、このＤＢＲレ
ーザーはｎ型のＳｎ：ＩｎＰ基板２３を有しており、基
板２３上に逆バイアスされたｐ−ｎ障壁領域及び埋め込
みヘテロ構造が成長されている。コンタクト層２４、３
０及び２５は、バイアス印加及び電流注入のためにＤＢ
Ｒレーザーの上部及び下部表面（コンタクト２５）にデ
ポジットされた金属コンタクトである。ブラッグリフレ
クタ領域への電流注入は、コンタクト２４を介してなさ
れる。金属フィルムの多層蒸着、合金蒸着、スパッタリ
ング及びアニーリング等の標準的なオーミックコンタク
ト形成技法がこのＤＢＲレーザーに対するオーミックコ
ンタクトを実現するために用いられる。図１に示された
レーザーにおいては、コンタクト２４及び３０は標準的
なＡｕ−Ｚｎコンタクトであり、コンタクト２５は蒸着
Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉコンタクトである。
【００１２】この半導体レーザーの周波数チューニング
はコンタクト２４を介してなされる。この領域に注入さ
れた電流はキャリア密度を決定し、それがブラッグリフ
レクタを構成している材料の屈折率を決定する。キャリ
ア濃度が高いと屈折率は減少し、透過ピークは短波長側
にシフトする。
【００１３】標準的なエピタキシャル成長技法を用い
て、ヘテロ構造が基板２３上に以下の順序で成長させら
れる：約１ミクロン厚のｎ型Ｓｎ：ＩｎＰ付加バッファ
層（図示せず）；約０．３ミクロン厚でかつ適切なモル
比ｘ及びｙを有するＳｎ：Ｉｎ xＧａ1-xＡｓyＰ1-yより
なるｎ型ガイド層２６；約１ミクロン厚；約０．１ミク
ロン厚で実質的に所定の利得曲線のピーク−ここでは約
１．５１ミクロンに選択されている−に位置する特性波
長λｐを生み出すために適切なモル比ｘ及びｙを有する
四元（ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y）活性層２７；及び０．
７ミクロン厚のｐ型四元キャップ層２９。光リソグラフ
ィ及びエッチング技法（例えば臭化メタノールエッチン
グ）を用いた標準的な線状マスキング法がヘテロ構造メ
サを作成するために用いられる。
【００１４】次の工程は、活性層２７の一部をブラッグ
リフレクタ領域から除去し、標準的なマスキング技法及
びエッチング技法を用いて例えばブラッグリフレクタ領
域の層２６の表面上に波状構造を配置することである。
【００１５】ヘテロ構造メサが形成されると、ｐ型障壁
層２２及びｎ型障壁層２１の連続成長が実行される。障
壁層２２は約０．５ミクロン厚のＺｎ：ＩｎＰよりな
り、障壁層２１はコンタクトをとるためにこの半導体構
造全体を実質的に平坦化するのに充分な厚さを有するＳ
ｎ：ＩｎＰよりなる。
【００１６】分離溝３２は、例えばヘテロ構造の一部を
エッチングしてブラッグリフレクタ領域と利得領域との
間の電気的な分離を行なうために形成される。この分離
溝３２を用いる代わりにイオン注入等の技法も用いられ
得る。
【００１７】上述されているＤＢＲレーザーの各層にお
けるＳｎ及びＺｎドーパントに関しては、約１０17から
１０18ｃｍ-3のドーパント濃度が適切である。最終処理
の後、レーザーはへき開されて、このヘテロ構造によっ
て支持されている光の伝播方向に直交する面内の少なく
とも２つの端面が形成される。このレーザーは端面間に
集積された帰還構造としての波状構造グレーティングを
有しているため、端面反射を最小限にするために少なく
とも２つの端面に反射防止コーティングを施すことが一
般に行なわれている。
【００１８】ＤＢＲレーザーの帰還構造には、ガイド層
２６に形成された波状構造グレーティングが含まれてい
る。このグレーティングのシェード、デプス及びピッチ
すなわち周期は変更され得るものであり、グレーティン
グの配置及びそれから期待される結果に依存している。
原理的には、ＤＢＲレーザーの帰還構造には、レーザー
導波路内の光波の伝播方向に沿って実質的に連続しかつ
導波路内の光エネルギーの伝播方向に実質的に直交する
ように形成された、レーザー導波路の透過特性における
空間的に周期的な摂動が含まれている。導波路の透過特
性の空間的に周期的な摂動は、利得、屈折率、伝播定
数、あるいはレーザーの導波路媒質の他のパラメータの
変動という形態をとる。
【００１９】図１に示されたＤＢＲレーザーに関して
は、全体としてのスレッショルド利得は図２に示されて
いるように特徴付けられる。全体としてのスレッショル
ド利得（曲線２００）は相対周波数に対してプロットさ
れている。ここで、相対周波数は、回折グレーティング
３１のブラッグ周波数からの離調として定義されてい
る。全体としてのスレッショルド利得は対称な関数であ
る。このレーザーに関する反射率は全体としてのスレッ
ショルド利得から導かれるということは当業者には既知
である。このような導出から、反射率も全体としてのス
レッショルド利得関数の全ての対称性を保持していると
いうことが明らかである。例えば、アイ・トリプル・イ
ー・ジャーナル・オブ・クァンタム・エレクロトニクス
（ＩＥＥＥＪ．ｏｆＱｕａｎｔ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．）
第２４巻第１２号２４２３−３２頁（１９８８年）を参
照。
【００２０】曲線２００に関して、点２１０から２４０
は、回折グレーティングが電極２４を介してチューニン
グされた場合のレーザーの２つの隣接するモードの概そ
の動きを示すようにプロットされたものである。第一の
チューニングポイントにおいては、主モードによって必
要とされる全体としてのスレッショルド利得は点２２０
によって示されており、副次モードによって必要とされ
ている全体としてのスレッショルド利得は点２１０によ
って示されている。点２１０と２２０とにおける全体と
してのスレッショルド利得の差が著しいため、このレー
ザーは受容されうる程度の副次モード抑圧比を有するこ
とになる。第一のチューニングポイントから回折グレー
ティングが離調されて行くにつれ、主モードの一は全体
としてのスレッショルド利得曲線上の点２４０へ移動
し、隣接する副次モードの位置は点２３０へと移動す
る。この場合の２つのモードに関する全体としてのスレ
ッショルド利得の差は著しいものではない。よって、こ
のチューニング位置においてはこのレーザーの副次モー
ド抑圧性能は劣化して見えることになる。
【００２１】図２によって特徴付けられるような全体と
してのスレッショルド利得を有する図１に示されたレー
ザーの副次モード抑圧性能は、レーザーの回折グレーテ
ィング（ブラッグリフレクタ）部に印加されるチューニ
ング電流の関数として図３の曲線３００のように表わさ
れる。図１に示された標準的なＤＢＲレーザーの副次モ
ード抑圧比の劣化は１０ｄＢから２０ｄＢの範囲に及
ぶ。既に述べられているように、この劣化はレーザーの
反射率に関して存在している対称性に起因する。
【００２２】レーザーの副次モード抑圧性能を向上しか
つレーザーがチューニングされた場合の副次モード抑圧
比の揺らぎを低減するためには、本発明に従って、レー
ザーに対して非常に非対称な反射特性を有する回折グレ
ーティングを実現することが必要である。非対称な反射
特性の例が図４に示されている。この非対称性は、曲線
４０で表わされている理想的な三角形の関数と曲線４１
で示されている近似的な三角形の関数である。このよう
な三角形の関数を近似するような回折グレーティングの
例は図８に示されているようなプロファイル８１を有し
ている。このプロファイルにおいては、グレーティング
のピッチが大きなピッチΛ0からより小さなピッチΛLへ
と非線型に変化している。図４に示されているように、
正規化された結合係数κ0Ｌは、曲線４１で示されてい
るような反射特性を有するグレーティングの場合にはお
よそ４に等しい。正規化された結合係数が増加するにつ
れてそのグレーティングの反射特性は曲線４０によって
示されている理想的なグレーティングの反射特性をより
近似するようになる。図４に示された反射特性曲線は、
表現を容易にしかつ一般化するために正規化された周波
数に対して示されている。図５より明らかなように、図
４に示された回折グレーティングによってカバーされる
周波数範囲は３００ＧＨｚのオーダーである。
【００２３】本発明に従って非常に非対称な反射特性を
有する回折グレーティングを用いたレーザーの副次モー
ド抑圧性能の向上をより理解するために、このレーザー
がチューニングされた場合の主縦モードと隣接する副次
モードとに対する相対的な全体としてのスレッショルド
利得の変化を概観することは大切である。全体としての
スレッショルド利得は、図５の曲線５０として相対周波
数に対してプロットされている。曲線５０は、曲線４０
によって示されている理想的な三角形の反射特性を有す
る回折グレーティングを用いたレーザーに対する全体と
してのスレッショルド利得をプロットしたものである。
レーザーが最初にチューニングされた状態では、主モー
ドは点５２によって示されている値の全体としてのスレ
ッショルド利得を有しており、一方隣接する副次モード
は点５１によって示されている値の全体としてのスレッ
ショルド利得を有している。回折グレーティングがさら
にチューニングされると、主モードに対する全体として
のスレッショルド利得は点５４によって表わされるもの
となり副次モードに対する全体としてのスレッショルド
利得は点５３によって表わされるものとなる。この２つ
のチューニング条件において、副次モード抑圧比は実質
的に等しい。さらにチューニングされて行くと、約１５
０ＧＨｚにおいて主モードはシャープなカットオフに達
し、必要とされるスレッショルド利得が急激に増加す
る。この状況においては元の主モードはレーザー発振を
停止し隣接する副次モードが新たな主モードすなわちレ
ーザー発振を起こすモードとなる。この状況が生ずる
と、レーザーは元の主モードの波長ではなく元の副次モ
ードの波長の光を出力するようになる。
【００２４】図３において、レーザーの回折グレーティ
ングに著しい非対称性をもたせることによってレーザー
の副次モード抑圧性能が向上することは明らかである。
図３に示されているように、副次モード抑圧比がチュー
ニング電流の関数として理想的な三角形の反射特性を有
する回折グレーティングに対して（曲線３１０）及び近
似的な三角形の反射特性を有する回折グレーティングに
対して（曲線３２０）プロットされている。従来技術に
係る標準的なＤＢＲレーザーと比較して、本発明の原理
に従って実現されたレーザーの副次モード抑圧比はより
大きいばかりではなくその揺らぎも低減されている。従
来技術に係るＤＢＲレーザーの副次モード抑圧比が１０
から２０ｄＢの範囲の揺らぎを有する（曲線３００）の
に対して本発明に係るレーザーの副次モード抑圧比の揺
らぎは約６ｄＢの範囲にはいる程度の揺らぎしか有して
いない（曲線３１０及び３２０）。以上の考察より、レ
ーザーの回折グレーティングが指数的に変化する非線型
な反射特性を有している場合には、レーザーのチューニ
ング範囲にわたって実質的に一定な副次モード抑圧比を
実現することが可能である。
【００２５】既に述べられているように、長さＬのグレ
ーティングプロファイルの例が図８に示されている。プ
ロファイル８１は、ピッチが一端から他端へと非線型に
変化している回折グレーティングを実現するために長方
形の波状構造を用いた例を示している。この非線型変化
は、一端における大きな値Λ0から他端におけるより小
さな値ΛLへというものである。ピッチの非線型変化は
図７に示された曲線７１によって求められる。曲線７１
からピッチを決定するためには、以下の計算を実行する
ことが必要である。Λz／ΛL＝（λ0＋Δλ）／（λ0＋
ｘΔλ）ここで、Λzはグレーティング内の位置ｚにお
けるピッチ（ｚ＝０、．．．、Ｌ）；Δλは反射特性の
帯域；λ0は帯域内の最低波長；及び、ｘは図７に示さ
れた正規化されたチャープである。図７に示されている
正規化された長さはｚ／Ｌで規定される。例えば、ジャ
ーナル・オブ・ジ・オプティカル・ソサエティ・オブ・
アメリカ（Ｊ．ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏ
ｃ． ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）第６５巻第７号第８０４
−９頁（１９７５）を参照。
【００２６】分布リフレクタレーザー構造が図６に簡潔
に示されている。このレーザーは活性領域６２に光学的
に結合された外部領域６１を有している。双方の領域と
も互いに結合された導波路を有している。共鳴した光共
振器が外部領域における回折グレーティングと領域６２
の遠方に位置する端部によって形成されている。活性領
域６２は、半導体レーザー、固体レーザーあるいはドー
プトファイバーレーザー等の種々の利得媒体の内のいず
れかよりなる。外部領域６１においては、回折グレーテ
ィング６４が外部導波路領域６３と光学的に結合されて
いる。回折グレーティング６４は、その反射特性におい
て著しい非対称性を示している。図６に示されているよ
うに、この回折グレーティングの一実施例においては、
その周期が一端における大きな値Λ0から他端における
より小さな値ΛLへと非線型に変化する複数個の波状構
造が含まれている。このグレーティングの帯域Δλは少
なくとも前記レーザーの２つの縦モードを含むのに充分
であるように企図されている。非対称な反射特性は、２
つあるいはそれ以上の縦モードが実質的に等しい全体と
してのスレッショルド利得を必要とする条件が実質的に
除去されるように設計されている。外部領域６１は、光
ファイバー、シリコン誘電体材料等の誘電体材料、及び
半導体材料の種々の媒体の内のいずれかによって形成さ
れた前記グレーティング６４を有している。図６に示さ
れたレーザーの全体の構造は、単一の基板上にモノリシ
ック集積化されるかあるいはハイブリッド構造をとる。
【００２７】本明細書においては本発明に係るレーザー
のチューニングが半導体材料の場合に関して記述されて
いるが、ピエゾ電気効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ）材料が適切な制御手段とともに用いられてピエゾ電
気効果材料が接続された光ファイバーにおける光路長の
変化を引き起こすように用いられ得ることは当業者には
既知である。例えば米国特許第４，８３０，４５１号を
参照。前記回折グレーティングが光ファイバーのクラッ
ドあるいはコア領域に直接エッチングされ得るすなわち
形成され得ることは当業者には公知である。このような
グレーティングは米国特許第４，９５５，０２８号に記
載されている。グレーティングを光ファイバーに直接エ
ッチングすることは望ましいが、ファイバーの露出され
たコアの部分に接近して保持されたプレート上に形成さ
れたグレーティングも本発明に係るレーザー構造を実現
するために有用である。
【００２８】前述されているように、前記非線型関数は
実質的に連続な関数である。このような非線型関数は、
その非線型性を近似する、実質的に同様な単調増加スロ
ープを表わす個別の線型セグメントを用いることによっ
て達成され得る。
【００２９】本発明に関しては、一次あるいは高次のグ
レーティング構造のいずれもが用いられ得る。このよう
なグレーティングは、従来技術に係る電子線、光リソグ
ラフィック、及びホログラフィックパターニング技法を
ウエットあるいはドライエッチング技法とともに用いて
作成され得る。本明細書においては正弦波的な及び長方
形のグレーティングプロファイルが示されたが、三角
形、台形、半円あるいは他の公知の複雑な関数形もグレ
ーティングプロファイルとして用いられ得る。
【００３０】前記外部導波路に対するグレーティングの
配置は変化させ得るものであり、グレーティングは導波
路の上部あるいは下部に配置され得る。もちろん、グレ
ーティングの位置を選択する際にはグレーティングの結
合強度が考慮されなければならない。なぜなら、グレー
ティングの結合強度はグレーティングの位置とともに、
導波路のモード、ピークからトラフへと測った波状構造
の深さ、及び波状構造すなわちグレーティングを挟み込
んでいる材料の屈折率の差によって決定されるからであ
る。
【００３１】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、副
次モード抑圧比を向上させさらにそのチューニングに際
しての揺らぎを低減させたレーザーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る分布ブラッグリフレクタ半導体
レーザーの切断図。
【図２】図１に示された標準的なＤＢＲレーザーについ
ての全体としてのスレッショルド利得と相対周波数との
関係を示したグラフ。
【図３】副次モード抑圧比とチューニング電流との関係
を図１に示された従来技術に係るレーザーと本発明の原
理に従って実現されたレーザーとで比較した図。
【図４】非常に非対称な反射特性を有するグレーティン
グ構造を用いた図６に示されているレーザー構造につい
ての正規化された周波数と反射率の関係を示したグラ
フ。
【図５】図４に示された反射特性を有するグレーティン
グを用いたレーザーについての全体としてのスレッショ
ルド利得と相対周波数との関係を示したグラフ。
【図６】非常に非対称な反射特性を有するグレーティン
グを用いた一般化されたレーザー構造を模式的に示した
図。
【図７】図４に示された反射率を有する回折グレーティ
ング構造についての正規化されたチャープと正規化され
た距離との関係を示したグラフ。
【図８】前述の回折グレーティング構造の縦断面を示し
た図。
【符号の説明】
２１ 障壁層 ２２ 障壁層 ２３ 基板 ２４ 電極 ２５ コンタクト ２６ ガイド層 ２７ 活性層 ２８ ２９ キャップ層 ３０ コンタクト ３２ 分離溝 ２００ 曲線 ２１０、２２０、２３０、２４０ 点 ３００、３１０、３２０ 曲線 ４０、４１ 曲線 ５０ 曲線 ５１、５２、５３、５４ 点 ６１ 外部領域 ６２ 活性領域 ６３ 外部導波路領域 ６４ 回折グレーティング ７１ 曲線 ８１ プロファイル
フロントページの続き (72)発明者 イサム エム．アイ．ハッバブ アメリカ合衆国 08857 ニュージャー ジィ、オールド ブリッジ、ピューター コート 297 (56)参考文献 特開 平１−199487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255085（ＪＰ，Ａ) 1990年電子情報通信学会春季全国大会 講演論文集Ｐｔ．４ ｐ．４−192 （1990) 1990年電子情報通信学会春季全国大会 講演論文集Ｐｔ．４ ｐ．４−193 （1990) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一端及び第二端を有する導波型利得領
    域よりなる活性領域（６２）と、 外部導波路（６３）及び当該外部導波路に光学的に結合
    された回折グレーティング（６４）とよりなる外部領域
    （６１）とを有し、 前記外部領域（６１）が、前記導波型利得領域の前記第
    一端に光学的に結合されており、 前記回折グレーティング（６４）と前記導波型利得領域
    の前記第二端との間に光学共鳴空洞（キャビティ）が形
    成され、 前記回折グレーティング（６４）が、波長に関して非対
    称な反射特性を示す複数個の波状構造を有し、 前記回折グレーティング（６４）の周期が当該グレーテ
    ィングの一端におけるΛ0から他端におけるΛLへと非線
    型に変化する（ここで、Λ0はΛLより大きいものとす
    る）レーザー装置において、 前記回折グレーティング（６４）における位置ｚ（ｚ＝
    ０，．．．，Ｌ）におけるピッチが、次式のΛZに実質
    的に等しいように非線形に変化し、 ΛZ＝ΛL（λ0＋Δλ）／（λ0＋ｘΔλ）であり、 ここで、Δλは、反射特性を示す帯域であり、 λ0は、前記帯域内の最小波長であり、 ｘは、Ｌを前記回折グレーティングの長さとして、正規
    化された距離ｚ／Ｌの指数関数であるような０と１との
    間の値を採る正規化されたチャープであることを特徴と
    するレーザー装置。
  2. 【請求項２】 前記外部導波路（６３）が、複数個の半
    導体材料層からなることを特徴とする請求項第１項に記
    載のレーザー装置。
  3. 【請求項３】 前記外部領域（６１）が、前記外部領域
    の屈折率を変化させるために前記外部領域の一部を介し
    てバイアス電流を印加する手段を有することを特徴とす
    る請求項第２項に記載のレーザー装置。
  4. 【請求項４】 前記回折グレーティング（６４）が、前
    記レーザーの最小モード間隔以上の波長領域にわたる反
    射を実現することを特徴とする請求項第１項に記載のレ
    ーザー装置。
  5. 【請求項５】 前記外部導波路（６３）が、複数個の誘
    電体材料層からなることを特徴とする請求項第１項に記
    載のレーザー装置。
  6. 【請求項６】 前記外部導波路（６３）が、光ファイバ
    ーによりなることを特徴とする請求項第１項に記載のレ
    ーザー装置。
  7. 【請求項７】 前記外部領域（６１）が、前記光ファイ
    バーの長さを制御する手段を有することを特徴とする請
    求項第６項に記載のレーザー装置。
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