JP3027044B2 - Semiconductor distributed feedback laser device - Google Patents

Semiconductor distributed feedback laser device

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JP3027044B2
JP3027044B2 JP03333710A JP33371091A JP3027044B2 JP 3027044 B2 JP3027044 B2 JP 3027044B2 JP 03333710 A JP03333710 A JP 03333710A JP 33371091 A JP33371091 A JP 33371091A JP 3027044 B2 JP3027044 B2 JP 3027044B2
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JP
Japan
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layer
light
type
laser device
refractive index
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JP03333710A
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邦雄 多田
義昭 中野
武史 井上
眞一 中島
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光計測技術開発株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • H01S5/1228DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は利得結合による光分布帰
還を用いた半導体分布帰還型レーザ装置(GC−DFB
−LD)の構造の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor distributed feedback laser device (GC-DFB) using distributed light feedback by gain coupling.
-LD).

【0002】[0002]

【従来の技術】利得結合による光分布帰還を得るための
一つの構造として、活性層の光軸方向に沿って周期的に
光吸収層を設けたものが、羅毅、中野義昭、多田邦雄、
第20回インターナショナル・コンファレンス・オン・
ソリッド・ステート・デバイセズ・アンド・マテリアル
ズのエクステンディド・アブストラクツ第327頁から
第330頁 (Y.Luo, Y.Nakano and K.Tada, "Fabrication and
Characteristics of aGain-Coupled Distributed Fee
dback Laser Diode", Extended Abstracts ofthe 20th
(1988 International) Conference on the Solid Stat
e Devices andMaterials, Tokyo, pp.327-330)に報告
されている。また、これをさらに改良した構造が、本出
願人による特許出願、特願平3−181209(以下
「先の出願」という)の明細書および図面に開示されて
いる。
2. Description of the Related Art As one structure for obtaining light distribution feedback by gain coupling, a structure in which a light absorption layer is provided periodically along the optical axis direction of an active layer is known as Roki, Nakano Yoshiaki, Tada Kunio,
20th International Conference on
Y. Luo, Y. Nakano and K. Tada, "Fabrication and Solid State Devices and Materials, Extended Abstracts, pp. 327-330.
Characteristics of aGain-Coupled Distributed Fee
dback Laser Diode ", Extended Abstracts of the 20th
(1988 International) Conference on the Solid Stat
e Devices and Materials, Tokyo, pp.327-330). A further improved structure is disclosed in the specification and drawings of a patent application filed by the present applicant, Japanese Patent Application No. 3-181209 (hereinafter referred to as "the prior application").

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、光吸
収層として活性層と同じか小さい禁制帯幅の半導体を用
いた場合に、高光出力時に吸収飽和が生じ、光吸収層の
吸収係数が低下することがある。利得結合の大きさは光
吸収層の吸収係数に比例するため、このような現象が生
じると、利得結合も小さくなってしまう。極端な場合に
は、光吸収層が透明となり、利得結合が作用しないこと
も考えられる。そこまで極端ではないにしても、活性層
への注入電流に対する光出力の特性を非線形にしてしま
う可能性がある。
In the conventional structure, when a semiconductor having a forbidden band width equal to or smaller than that of the active layer is used as the light absorbing layer, absorption saturation occurs at a high light output, and the absorption coefficient of the light absorbing layer is reduced. May drop. Since the magnitude of the gain coupling is proportional to the absorption coefficient of the light absorbing layer, if such a phenomenon occurs, the gain coupling will also be reduced. In an extreme case, the light absorption layer may be transparent and the gain coupling may not work. Even if not extremely extreme, there is a possibility that the characteristics of the optical output with respect to the current injected into the active layer become nonlinear.

【0004】本発明は、このような課題を解決し、光吸
収層の吸収飽和を制御できる構造の半導体分布帰還型レ
ーザ装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a semiconductor distributed feedback laser device having a structure capable of controlling absorption saturation of a light absorption layer.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体分布帰還
型レーザ装置は、活性層の光軸方向に沿ってその活性層
の誘導放出光を周期的に吸収する光吸収層が設けられ、
この光吸収層に接してp型層とn型層とを備え、活性層
への電流注入に伴うバイアス電圧とは別のバイアス電圧
をp型層とn型層との間に印加する手段が設けられたこ
とを特徴とする。
The semiconductor distributed feedback laser device according to the present invention is provided with a light absorbing layer for periodically absorbing stimulated emission light of the active layer along the optical axis direction of the active layer.
A means for providing a p-type layer and an n-type layer in contact with the light absorbing layer and applying a bias voltage different from the bias voltage accompanying the current injection to the active layer between the p-type layer and the n-type layer is provided. It is characterized by being provided.

【0006】p型層とn型層とは光吸収層を挟んで配置
されてもよく、一方が光吸収層に積層され、他方がそれ
らを埋め込むよう形成されてもよい。p型層とn型層と
の少なくとも一方を利用して、光吸収層の屈折率の周期
変化を実質的に相殺するような屈折率および形状で組み
合わされた層構造を設けることもできる。特にp型層と
n型層とで光吸収層を挟む構造の場合には、p型層とn
型層との屈折率を組み合わせて設定することがよい。
[0006] The p-type layer and the n-type layer may be arranged with the light absorbing layer interposed therebetween, and one may be laminated on the light absorbing layer and the other may be formed so as to embed them. By using at least one of the p-type layer and the n-type layer, a layer structure combined with a refractive index and a shape that substantially cancels the periodic change in the refractive index of the light absorbing layer can be provided. In particular, in the case of a structure in which the light absorption layer is sandwiched between the p-type layer and the n-type layer,
It is preferable to set the refractive index in combination with the mold layer.

【0007】バイアス電圧を印加する手段は、光吸収層
内のキャリアを排除することによりその吸収飽和を防止
する逆バイアス手段を含むことが望ましい。これとは別
に、またはこれと共に、光吸収層内にキャリアを注入し
てその吸収係数を抑制する順バイアス手段を含んでもよ
い。
The means for applying a bias voltage preferably includes a reverse bias means for eliminating carriers in the light absorbing layer to prevent the absorption saturation. Separately or together with this, a forward bias means for injecting carriers into the light absorbing layer to suppress its absorption coefficient may be included.

【0008】[0008]

【作用】光吸収層に逆バイアスを印加すると、光吸収層
で発生したキャリアを効率よくその層から排除でき、吸
収飽和を防止できる。したがって、高出力まで利得結合
の大きさを維持できるようになる。また、光吸収層に順
バイアスを印加すると、吸収飽和が起きやすくなるの
で、光吸収層の吸収係数を抑制でき、利得結合係数を制
御できる。
When a reverse bias is applied to the light absorbing layer, carriers generated in the light absorbing layer can be efficiently eliminated from the layer, and absorption saturation can be prevented. Therefore, the magnitude of the gain coupling can be maintained up to a high output. Further, when a forward bias is applied to the light absorbing layer, absorption saturation is likely to occur, so that the absorption coefficient of the light absorbing layer can be suppressed and the gain coupling coefficient can be controlled.

【0009】光吸収層としては、実質的に均一な厚さに
形成された層の吸収係数を周期的に変化させたものも可
能である。しかし、実用的には、光吸収層そのものを周
期的に設けたものがよい。その場合には、先の出願の明
細書および図面に示されたように、光吸収層の形状に対
応して低屈折率層および中間屈折率層を設け、光吸収層
の分布によって生じる屈折率分布を相殺することができ
る。これは、屈折率結合成分を取り除きたい場合に有効
である。このような低屈折率層および中間屈折率層を本
発明に係るp型層およびn型層とは別に設けることも可
能であるが、p型層およびn型層の少なくとも一方を利
用することもできる。特に光吸収層を挟む構造の場合に
は、それぞれを低屈折率層および中間屈折率層として利
用することがよい。
As the light absorbing layer, a layer in which the absorption coefficient of a layer formed to have a substantially uniform thickness is periodically changed is also possible. However, practically, it is preferable that the light absorbing layer itself is provided periodically. In that case, as shown in the specification and drawings of the previous application, a low refractive index layer and an intermediate refractive index layer are provided corresponding to the shape of the light absorbing layer, and the refractive index generated by the distribution of the light absorbing layer. The distribution can be offset. This is effective when it is desired to remove the refractive index coupling component. Although such a low refractive index layer and an intermediate refractive index layer can be provided separately from the p-type layer and the n-type layer according to the present invention, at least one of the p-type layer and the n-type layer may be used. it can. In particular, in the case of a structure sandwiching a light absorption layer, it is preferable to use each of them as a low refractive index layer and an intermediate refractive index layer.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明第一実施例の半導体分布帰還型
レーザ装置を示す斜視図であり、図2は光軸方向を横切
る断面における電流、電圧の方向を示す図である。図1
では、内部構造がわかるように一部を切り欠いて示す。
この実施例は、先の出願の明細書および図面に示された
構造、すなわち光吸収層による屈折率結合成分を打ち消
すように低屈折率層と中間屈折率層とを組み合わせた構
造を用い、光吸収層にバイアス電圧を印加できるように
したものである。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing current and voltage directions in a cross section transverse to the optical axis direction. FIG.
Here, a part is cut away to show the internal structure.
This embodiment uses a structure shown in the specification and drawings of the previous application, that is, a structure in which a low refractive index layer and an intermediate refractive index layer are combined so as to cancel out the refractive index coupling component due to the light absorbing layer. A bias voltage can be applied to the absorption layer.

【0011】すなわち、このレーザ装置は、電流注入に
より誘導放出光を発生する多重量子井戸活性層3と、こ
の活性層3の発生した誘導放出光をその光軸方向に周期
的に吸収してその誘導放出光に利得結合による光分布帰
還を与える光吸収層6とを備える。
That is, this laser device has a multiple quantum well active layer 3 for generating stimulated emission light by current injection, and periodically absorbs the stimulated emission light generated by this active layer 3 in the optical axis direction. And a light absorption layer 6 for giving a light distribution feedback by gain coupling to the stimulated emission light.

【0012】ここで本実施例の特徴とするとことろは、
光吸収層6に接したp型層として中間屈折率層7、n型
層として低屈折率層5およびクラッド層4を備え、活性
層3への電流注入に伴うバイアス電圧とは別のバイアス
電圧を中間屈折率層7と低屈折率層5およびクラッド層
4との間に印加する手段として、中間屈折率層7がp型
クラッド層8、p型コンタクト層9を介して電極10に
接続され、低屈折率層5およびクラッド層4がn型埋込
層12、n型コンタクト層13を介して電極14に接続
されたことにある。
The features of this embodiment are as follows.
It has an intermediate refractive index layer 7 as a p-type layer in contact with the light absorbing layer 6, a low refractive index layer 5 and a cladding layer 4 as an n-type layer, and a bias voltage different from a bias voltage accompanying current injection into the active layer 3. Is applied between the intermediate refractive index layer 7 and the low refractive index layer 5 and the cladding layer 4 by connecting the intermediate refractive index layer 7 to the electrode 10 via the p-type cladding layer 8 and the p-type contact layer 9. The low refractive index layer 5 and the cladding layer 4 are connected to the electrode 14 via the n-type buried layer 12 and the n-type contact layer 13.

【0013】このレーザ装置を製造するには、まず、結
晶面が(100)面のp型基板1上にp型クラッド層2
とアンドープ活性層3、n型クラッド層4、n型低屈折
率層5およびアンドープ光吸収層6を結晶成長させ、干
渉露光とウェットエッチングあるいはドライエッチング
とにより、光吸収層6および低屈折率層5に凹凸形状を
形成する。次に、有機金属気相成長法などにより、p型
中間屈折率層7を成長させる。ここで、低屈折率層5と
中間屈折率層7とについては、光吸収層6の凹凸形状に
伴って発生する屈折率結合の成分を打ち消すように、膜
厚と組成とを選択する。引き続いてp型クラッド層8と
p型コンタクト層9とを成長させる。この後、クラッド
層2までメサエッチングし、n型埋込層12とn型コン
タクト層13とを選択成長させる。さらに、p型コンタ
クト層9の表面、基板1の裏面およびn型コンタクト層
13の表面にそれぞれ電極10、11、14を形成す
る。素子の両端面については、無反射コーティングを施
すか、あるいは窓構造にして、反射率を下げておくこと
が望ましい。
To manufacture this laser device, first, a p-type cladding layer 2 is formed on a p-type substrate 1 having a (100) crystal plane.
And an undoped active layer 3, an n-type cladding layer 4, an n-type low refractive index layer 5, and an undoped light absorbing layer 6 are crystal-grown, and the light absorbing layer 6 and the low refractive index layer are subjected to interference exposure and wet etching or dry etching. 5 is formed with an uneven shape. Next, the p-type intermediate refractive index layer 7 is grown by a metal organic chemical vapor deposition method or the like. Here, the film thickness and composition of the low refractive index layer 5 and the intermediate refractive index layer 7 are selected so as to cancel the component of the refractive index coupling generated due to the uneven shape of the light absorbing layer 6. Subsequently, a p-type cladding layer 8 and a p-type contact layer 9 are grown. Thereafter, mesa etching is performed up to the cladding layer 2, and the n-type buried layer 12 and the n-type contact layer 13 are selectively grown. Further, electrodes 10, 11, and 14 are formed on the surface of the p-type contact layer 9, the back surface of the substrate 1, and the surface of the n-type contact layer 13, respectively. It is desirable to provide a non-reflective coating or a window structure on both end surfaces of the element to reduce the reflectance.

【0014】この構造において、レーザ発振のための電
流は基板1からクラッド層2を経由して活性層3に注入
され、さらに、クラッド層4、埋込層12、そしてコン
タクト層13の経路で流れる。光吸収層6へのバイアス
電圧は、コンタクト層9からクラッド層8を介して中間
屈折率層7へ、コンタクト層13から埋込層12を介し
てクラッド層4および低屈折率層5へと印加される。
In this structure, a current for laser oscillation is injected from the substrate 1 into the active layer 3 via the cladding layer 2, and further flows through the path of the cladding layer 4, the buried layer 12 and the contact layer 13. . A bias voltage applied to the light absorbing layer 6 is applied from the contact layer 9 to the intermediate refractive index layer 7 via the cladding layer 8 and from the contact layer 13 to the cladding layer 4 and the low refractive index layer 5 via the burying layer 12. Is done.

【0015】InP系の場合の各層の組成例を以下に示
す。
An example of the composition of each layer in the case of the InP system is shown below.

【0016】 1 基板 p−InP 2 クラッド層 p−InP 3 活性層 i−InGaAsP(λg =1.3
μm)とi−InGaAsとの多重量子井戸構造等価的
なλg =1.55μm 4 クラッド層 n−InP 5 低屈折率層 n−InGaAsP(λg =1.1
μm) 6 光吸収層 i−InGaAs 7 中間屈折率層 p−InGaAsP(λg =1.3
μm) 8 クラッド層 p−InP 9 コンタクト層 p−InGaAs 10 電極 Cr/Au 11 電極 Cr/Au 12 埋込層 n−InP 13 コンタクト層 n−InGaAs 14 電極 AuGeNi/Au ただし、InGaAs、InGaAsPはInPに格子
整合しており、λgは禁制帯幅に対応する光の波長を表
す。
1 substrate p-InP 2 clad layer p-InP 3 active layer i-InGaAsP (λ g = 1.3
μm) and i-InGaAs multiple quantum well structure equivalent λ g = 1.55 μm 4 cladding layer n-InP 5 low refractive index layer n-InGaAsP (λ g = 1.1
μm) 6 light absorbing layer i-InGaAs 7 intermediate refractive index layer p-InGaAsP (λ g = 1.3
μm) 8 cladding layer p-InP 9 contact layer p-InGaAs 10 electrode Cr / Au 11 electrode Cr / Au 12 buried layer n-InP 13 contact layer n-InGaAs 14 electrode AuGeNi / Au where InGaAs and InGaAsP are InP It is lattice matched, lambda g denotes a wavelength of light corresponding to the forbidden band width.

【0017】図3は本発明第二実施例の半導体分布帰還
型レーザ装置を示す斜視図であり、図4は光軸方向を横
切る断面における電流、電圧の方向を示す図である。図
3では、図1と同様に一部を切り欠いて示す。
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing current and voltage directions in a cross section transverse to the optical axis direction. In FIG. 3, a part is cut away as in FIG.

【0018】第一実施例では、光吸収層を挟むようにp
型層とn型層とを積層させていた。これに対してこの第
二実施例では、p型層とn型層との一方を光吸収層に積
層し、他方で光吸収層を埋め込んでいる。
In the first embodiment, p is set so as to sandwich the light absorbing layer.
The mold layer and the n-type layer were laminated. On the other hand, in the second embodiment, one of the p-type layer and the n-type layer is laminated on the light absorbing layer, and the other is embedded with the light absorbing layer.

【0019】すなわち、本実施例の特徴とするところ
は、光吸収層6に接したp型層としてこの光吸収層6を
挟んで配置された中間屈折率層7および低屈折率層25
を備え、n型層として埋込層12を備え、多重量子井戸
活性層3への電流注入に伴うバイアス電圧とは別のバイ
アス電圧を中間屈折率層7および低屈折率層25と埋込
層12との間に印加する手段として、中間屈折率層7が
p型クラッド層8、p型コンタクト層9を介して電極1
0に接続され、埋込層12がn型コンタクト層13を介
して電極14に接続されたことにある。
That is, the feature of this embodiment is that the intermediate refractive index layer 7 and the low refractive index layer 25 are arranged as a p-type layer in contact with the light absorbing layer 6 with the light absorbing layer 6 interposed therebetween.
And a buried layer 12 as an n-type layer, and a bias voltage different from the bias voltage accompanying the current injection into the multiple quantum well active layer 3 is applied to the intermediate refractive index layer 7, the low refractive index layer 25, and the buried layer. As a means for applying a voltage between the first electrode 12 and the first electrode 12 via the p-type cladding layer 8 and the p-type contact layer 9,
0, and the buried layer 12 is connected to the electrode 14 via the n-type contact layer 13.

【0020】このレーザ装置を製造するには、まず、結
晶面が(100)面のn型基板21上にn型クラッド層
22、アンドープの活性層3、p型クラッド層24、p
型低屈折率層25およびアンドープの光吸収層6を結晶
成長させ、干渉露光とウェットエッチングあるいはドラ
イエッチングとにより、光吸収層6および低屈折率層2
5に凹凸形状を形成する。次に、有機金属気相成長法な
どにより、p型中間屈折率層7を成長させる。ここで、
低屈折率層25と中間屈折率層7とについては、光吸収
層6の凹凸形状に伴って発生する屈折率結合の成分を打
ち消すように、膜厚と組成とを選択する。引き続いてp
型クラッド層8とp型コンタクト層9とを成長させる。
この後、クラッド層24までメサエッチングし、n型埋
込層12とn型コンタクト層13とを選択成長させる。
さらに、コンタクト層9の表面、基板21の裏面および
コンタクト層13の表面にそれぞれ電極10、31、1
4を形成する。素子の両端面については、無反射コーテ
ィングを施すか、あるいは窓構造にして、反射率を下げ
ておくことが望ましい。
In order to manufacture this laser device, first, an n-type cladding layer 22, an undoped active layer 3, a p-type cladding layer 24, a p-type cladding layer 24 are formed on an n-type substrate 21 having a (100) crystal plane.
The low-refractive index layer 25 and the undoped light absorbing layer 6 are crystal-grown, and the light absorbing layer 6 and the low refractive index layer 2 are subjected to interference exposure and wet etching or dry etching.
5 is formed with an uneven shape. Next, the p-type intermediate refractive index layer 7 is grown by a metal organic chemical vapor deposition method or the like. here,
The thickness and composition of the low-refractive-index layer 25 and the intermediate-refractive-index layer 7 are selected so as to cancel out the components of the refractive index coupling generated due to the uneven shape of the light absorbing layer 6. Then p
A type cladding layer 8 and a p-type contact layer 9 are grown.
Thereafter, mesa etching is performed up to the cladding layer 24, and the n-type buried layer 12 and the n-type contact layer 13 are selectively grown.
Further, electrodes 10, 31 and 1 are respectively provided on the surface of the contact layer 9, the back surface of the substrate 21 and the surface of the contact layer 13.
4 is formed. It is desirable to provide a non-reflective coating or a window structure on both end surfaces of the element to reduce the reflectance.

【0021】この構造において、レーザ発振のための電
流は、コンタクト層9からクラッド層8、中間屈折率層
7、低屈折率層25およびクラッド層24を経由して活
性層3に注入され、さらに、クラッド層22から基板2
1への経路で流れる。光吸収層6へのバイアス電圧は、
コンタクト層9からクラッド層8を介して中間屈折率層
7および低屈折率層25へ、コンタクト層13から埋込
層12へと印加される。
In this structure, a current for laser oscillation is injected from the contact layer 9 into the active layer 3 via the cladding layer 8, the intermediate refractive index layer 7, the low refractive index layer 25 and the cladding layer 24, and From the cladding layer 22 to the substrate 2
Flow on the path to 1. The bias voltage to the light absorbing layer 6 is
The voltage is applied from the contact layer 9 to the intermediate refractive index layer 7 and the low refractive index layer 25 via the cladding layer 8, and from the contact layer 13 to the buried layer 12.

【0022】InP系の場合の各層の組成例を以下に示
す。
An example of the composition of each layer in the case of the InP system is shown below.

【0023】 21 基板 n−InP 22 クラッド層 n−InP 3 活性層 i−InGaAsP(λg =1.3
μm)とi−InGaAsとの多重量子井戸構造等価的
なλg =1.55μm 24 クラッド層 p−InP 25 低屈折率層 p−InGaAsP(λg =1.
1μm) 6 光吸収層 i−InGaAs 7 中間屈折率層 p−InGaAsP(λg =1.3
μm) 8 クラッド層 p−InP 9 コンタクト層 p−InGaAs 10 電極 Cr/Au 31 電極 AuGeNi/Au 12 埋込層 n−InP 13 コンタクト層 n−InGaAs 14 電極 AuGeNi/Au ただし、InGaAs、InGaAsPはInPに格子
整合しており、λgは禁制帯幅に対応する光の波長を表
す。
21 substrate n-InP 22 clad layer n-InP 3 active layer i-InGaAsP (λ g = 1.3
μm) and i-InGaAs multiple quantum well structure equivalent λ g = 1.55 μm 24 cladding layer p-InP 25 low refractive index layer p-InGaAsP (λ g = 1.
1 μm) 6 light absorbing layer i-InGaAs 7 intermediate refractive index layer p-InGaAsP (λ g = 1.3
8 m clad layer p-InP 9 contact layer p-InGaAs 10 electrode Cr / Au 31 electrode AuGeNi / Au 12 buried layer n-InP 13 contact layer n-InGaAs 14 electrode AuGeNi / Au However, InGaAs and InGaAsP are InP. It is lattice matched, lambda g denotes a wavelength of light corresponding to the forbidden band width.

【0024】以上の実施例では、利得結合成分のみによ
る光分布帰還を得るため、光吸収層に低屈折率層と中間
屈折率層とを組み合わせて屈折率結合成分を抑制してい
た。しかし、用途によっては屈折率結合成分を残しても
よい場合があり、そのときには低屈折率層や中間屈折率
層を組み合わせる必要はない。
In the above embodiment, in order to obtain the light distribution feedback by only the gain coupling component, the refractive index coupling component is suppressed by combining the light absorbing layer with the low refractive index layer and the intermediate refractive index layer. However, depending on the application, the refractive index coupling component may be left in some cases. In that case, it is not necessary to combine a low refractive index layer and an intermediate refractive index layer.

【0025】また、以上の説明では基本的な構造例を示
したが、電流を活性層に効率よく注入するために内部電
流狭窄層などを付加してもよい。活性層として単一量子
井戸や混晶を用いてもよく、光吸収層として量子井戸構
造を用いてもよい。p型とn型とを入れ換えても本発明
を実施できる。さらに、GaAs系など他の材料を用い
ても本発明を同様に実施できる。
In the above description, a basic structure example is shown. However, an internal current confinement layer or the like may be added to efficiently inject a current into the active layer. A single quantum well or a mixed crystal may be used as the active layer, and a quantum well structure may be used as the light absorbing layer. The present invention can be implemented even if the p-type and the n-type are exchanged. Further, the present invention can be similarly implemented using other materials such as GaAs.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体分
布帰還型レーザ装置は、光吸収層に逆バイアスを印加す
ることにより、光吸収層で発生したキャリアを効率よく
排除できるようになる。このため、吸収飽和を防止でき
るようになり、高出力まで利得結合の大きさを維持でき
るようになる。したがって、優れた単一モード性などの
利得結合のもつ利点を高出力まで十分に引き出すことが
可能になるとともに、変調動作などの電流対光出力特性
の線形性が要求される分野にも利用できるようになる。
As described above, the semiconductor distributed feedback laser device of the present invention can efficiently eliminate carriers generated in the light absorbing layer by applying a reverse bias to the light absorbing layer. Therefore, absorption saturation can be prevented, and the magnitude of gain coupling can be maintained up to high output. Therefore, it is possible to sufficiently bring out the advantages of gain coupling such as excellent single mode characteristics to a high output, and it can also be used in fields requiring linearity of current-to-optical output characteristics such as modulation operation. Become like

【0027】また、光吸収層に順バイアスを印加した場
合には、積極的に吸収飽和を生じさせ、光吸収層の吸収
係数を制御抑制することで利得結合係数を制御できる。
このような使用方法は、利得結合係数の最適化に利用で
きるだけでなく、短パルスの発生などへの応用が可能で
ある。
Further, when a forward bias is applied to the light absorbing layer, the gain coupling coefficient can be controlled by positively causing absorption saturation and controlling and suppressing the absorption coefficient of the light absorbing layer.
Such a method of use can be used not only for optimizing the gain coupling coefficient, but also for generating a short pulse.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第一実施例の半導体分布帰還型レーザ装
置を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部を
切り欠いて示す図。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a first embodiment of the present invention, with a part cut away to show the internal structure.

【図2】第一実施例の光軸方向を横切る断面における電
流、電圧の方向を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing current and voltage directions in a cross section of the first embodiment which crosses the optical axis direction.

【図3】本発明第二実施例の半導体分布帰還型レーザ装
置を示す斜視図であり、内部構造がわかるように一部を
切り欠いて示す図。
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a second embodiment of the present invention, with a portion cut away to show the internal structure.

【図4】第二実施例の光軸方向を横切る断面における電
流、電圧の方向を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing current and voltage directions in a cross section transverse to the optical axis direction of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21 基板 2、4、22、24 クラッド層 3 活性層 5、25 低屈折率層 6 光吸収層 7 中間屈折率層 8 クラッド層 9、13 コンタクト層 10、11、14、31 電極 12 埋込層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21 Substrate 2, 4, 22, 24 Cladding layer 3 Active layer 5, 25 Low refractive index layer 6 Light absorption layer 7 Intermediate refractive index layer 8 Cladding layer 9, 13 Contact layer 10, 11, 14, 31 Electrode 12 embedding Layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−35581(JP,A) 特開 昭62−173786(JP,A) 特開 昭62−84583(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-3-35581 (JP, A) JP-A-62-173786 (JP, A) JP-A-62-84583 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00 JICST file (JOIS)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電流注入により誘導放出光を発生する活
性層と、 この活性層の発生した誘導放出光をその光軸方向に周期
的に吸収してその誘導放出光に利得結合による光分布帰
還を与える光吸収層とを備えた半導体分布帰還型レーザ
装置において、 前記光吸収層に接してp型層とn型層とを備え、 前記電流注入に伴うバイアス電圧とは別のバイアス電圧
をこのp型層とn型層との間に印加する手段が設けられ
たことを特徴とする半導体分布帰還型レーザ装置。
1. An active layer for generating stimulated emission light by current injection, and a light distribution feedback by gain coupling to the stimulated emission light generated by the active layer periodically in the optical axis direction. A distributed absorption laser device having a light absorbing layer for providing a p-type layer and an n-type layer in contact with the light absorbing layer, and applying a bias voltage different from the bias voltage accompanying the current injection to the semiconductor device. A semiconductor distributed feedback laser device characterized by comprising means for applying a voltage between a p-type layer and an n-type layer.
【請求項2】 p型層とn型層とは光吸収層を挟んで配
置された請求項1記載の半導体分布帰還型レーザ装置。
2. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, wherein the p-type layer and the n-type layer are arranged with the light absorbing layer interposed therebetween.
【請求項3】 p型層とn型層とは、一方が光吸収層に
積層され、他方がこの光吸収層を埋め込む層として形成
された請求項1記載の半導体分布帰還型レーザ装置。
3. The distributed feedback laser device according to claim 1, wherein one of the p-type layer and the n-type layer is stacked on the light absorption layer, and the other is formed as a layer burying the light absorption layer.
【請求項4】 光吸収層の屈折率の周期変化を実質的に
相殺するような屈折率および形状で組み合わされた層構
造を備え、 この層構造の少なくとも一部が前記p型層およびn型層
の少なくとも一方により形成された請求項1ないし3の
いずれか記載の半導体分布帰還型レーザ装置。
4. A light-absorbing layer having a layer structure combined with a refractive index and a shape such that the periodic change of the refractive index of the light-absorbing layer is substantially canceled, and at least a part of the layer structure includes the p-type layer and the n-type. 4. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, wherein the laser is formed by at least one of the layers.
【請求項5】 印加する手段は、光吸収層内のキャリア
を排除することによりその吸収飽和を防止する逆バイア
ス手段を含む請求項1ないし4のいずれか記載の半導体
分布帰還型レーザ装置。
5. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, wherein said applying means includes a reverse bias means for preventing absorption saturation by eliminating carriers in the light absorbing layer.
【請求項6】 印加する手段は、光吸収層内にキャリア
を注入してその吸収係数を抑制する順バイアス手段を含
む請求項1ないし4のいずれか記載の半導体分布帰還型
レーザ装置。
6. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, wherein the means for applying includes a forward bias means for injecting carriers into the light absorbing layer to suppress the absorption coefficient.
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