JP3142333B2 - 分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法 - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法Info
- Publication number
- JP3142333B2 JP3142333B2 JP03333572A JP33357291A JP3142333B2 JP 3142333 B2 JP3142333 B2 JP 3142333B2 JP 03333572 A JP03333572 A JP 03333572A JP 33357291 A JP33357291 A JP 33357291A JP 3142333 B2 JP3142333 B2 JP 3142333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase shift
- active layer
- electrode
- gainasp
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/10—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
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/10—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
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/10—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
- 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
- H01S5/124—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 incorporating phase shifts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/10—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
- 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
- H01S5/124—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 incorporating phase shifts
- H01S5/1243—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 incorporating phase shifts by other means than a jump in the grating period, e.g. bent waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路に沿って形成
された回折格子によって光帰還を行う分布帰還型半導体
レ−ザ、特に一本の発振線で発振する単一モ−ド分布帰
還型半導体レ−ザに関するものである。
された回折格子によって光帰還を行う分布帰還型半導体
レ−ザ、特に一本の発振線で発振する単一モ−ド分布帰
還型半導体レ−ザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信用の光源として、分布帰還
型半導体レ−ザ（ＤＦＢ(DistributedFeedback) ｌａｓ
ｅｒ）が使用されている。この素子は光導波路に沿って
周期的摂動（回折格子）を設け、その波長選択性により
単一の発振線（単一縦モ−ド）での動作が実現できる。
特に、長距離高速光通信用の光源としてGaInAsP/InP 系
材料を用いてこのＤＦＢレ−ザの実用化が進んでいる。
型半導体レ−ザ（ＤＦＢ(DistributedFeedback) ｌａｓ
ｅｒ）が使用されている。この素子は光導波路に沿って
周期的摂動（回折格子）を設け、その波長選択性により
単一の発振線（単一縦モ−ド）での動作が実現できる。
特に、長距離高速光通信用の光源としてGaInAsP/InP 系
材料を用いてこのＤＦＢレ−ザの実用化が進んでいる。
【０００３】一般に、半導体レ−ザは、その両方の端面
を反射鏡として光のフィ−ドバックをかけている。（Ｆ
Ｐ型：Fabry-Perot （ファブリ・ペロ−）型）。これに
対して、ＤＦＢレ−ザは、波長選択性のある回折格子に
よって光のフィ−ドバックを行っているのが特徴といえ
る。従って、基本的には端面の反射はなくてもよい。し
かし、このレ−ザでは、回折格子の形状や深さ、及び必
然的に形成されてしまう端面での反射の大きさと回折格
子の位相によって単一縦モ−ド発振の実現性がきまる。
従って、必ずしも単一モ−ドでは発振せずその歩留まり
は低い。
を反射鏡として光のフィ−ドバックをかけている。（Ｆ
Ｐ型：Fabry-Perot （ファブリ・ペロ−）型）。これに
対して、ＤＦＢレ−ザは、波長選択性のある回折格子に
よって光のフィ−ドバックを行っているのが特徴といえ
る。従って、基本的には端面の反射はなくてもよい。し
かし、このレ−ザでは、回折格子の形状や深さ、及び必
然的に形成されてしまう端面での反射の大きさと回折格
子の位相によって単一縦モ−ド発振の実現性がきまる。
従って、必ずしも単一モ−ドでは発振せずその歩留まり
は低い。
【０００４】これに対し、位相シフト型のＤＦＢレ−ザ
がある。これは両劈開端面の反射率を低下させ、かつ共
振器中央に回折格子の周期の不連続（位相シフト）部
（管内波長λの１／４に相当する位相だけシフトしてい
る）を有する構造である。このλ／４シフト構造の素子
は縦モ−ドの発振閾値ゲイン差も大きいため、単一モ−
ド動作に極めて有利である。
がある。これは両劈開端面の反射率を低下させ、かつ共
振器中央に回折格子の周期の不連続（位相シフト）部
（管内波長λの１／４に相当する位相だけシフトしてい
る）を有する構造である。このλ／４シフト構造の素子
は縦モ−ドの発振閾値ゲイン差も大きいため、単一モ−
ド動作に極めて有利である。
【０００５】通常、位相シフトを有する回折格子は、ポ
ジ型レジストとネガ型レジストを組み合わせて二光束干
渉露光を行う方法（例えば、宇高他、昭和６０年度春季
応用物理学会講演予稿、２９ｐ−ＺＢ−１５），又は、
位相マスクを用いて二光束干渉露光を行う方法（例え
ば、白崎他、昭和６０年電子情報通信学会、半導体材料
部門大会（秋）３１１、同じく、白崎他、昭和６０年電
子情報通信学会、光量子エレクトロニクス研究会報告、
ＯＱＥ８５−６０）等により形成されている。これらの
方法は、レジストの種類、露光条件等、また、位相マス
クの設計および不要反射の低減等条件の最適化が再現性
に乏しく、位相シフトを有する回折格子の形成方法は困
難である。
ジ型レジストとネガ型レジストを組み合わせて二光束干
渉露光を行う方法（例えば、宇高他、昭和６０年度春季
応用物理学会講演予稿、２９ｐ−ＺＢ−１５），又は、
位相マスクを用いて二光束干渉露光を行う方法（例え
ば、白崎他、昭和６０年電子情報通信学会、半導体材料
部門大会（秋）３１１、同じく、白崎他、昭和６０年電
子情報通信学会、光量子エレクトロニクス研究会報告、
ＯＱＥ８５−６０）等により形成されている。これらの
方法は、レジストの種類、露光条件等、また、位相マス
クの設計および不要反射の低減等条件の最適化が再現性
に乏しく、位相シフトを有する回折格子の形成方法は困
難である。
【０００６】ここで、GaInAsP/InP 系埋め込み構造の位
相シフト型ＤＦＢレ−ザについて、図７を参照して詳細
に説明する。先ず、ｎ型ＩｎＰ基板５０上に二光束干渉
露光法で１次の回折格子５１を形成する。図７（ｂ）の
λ／４位相シフト５２は上述の方法により形成される。
その上にｎ型GaInAsP 導波路層５３（λ＝１．３μｍ帯
組成）、アンド−プGaInAsP 活性層５４（１．５５μｍ
帯組成）、ｐ型InP クラッド層５５、ｐ+ 型GaInAsP オ
−ミックコンタクト層５６（λ＝１．１５μｍ帯組成）
を順次積層し、それらをストライプ状にメサエッチング
する。その後、ストライプの周囲に、ｐ型InP 埋め込み
層５７、ｎ型InP 埋め込み層５８、アンド−プGaInAsP
キャップ層５９（λ＝１．１５μｍ帯組成）を形成し埋
め込む（ＢＨ構造）。次に主面にｐ型電極、裏面にｎ型
電極を形成する。この時、埋め込み領域ではｐｎ逆バイ
アス接合によって電流がブロックされるため、GaInAsP
活性層５４のみに電流が効率よく注入される。また、両
劈開端面の反射率をＡＲ（Anti−reflection）コ−ト６
２により低下させている。
相シフト型ＤＦＢレ−ザについて、図７を参照して詳細
に説明する。先ず、ｎ型ＩｎＰ基板５０上に二光束干渉
露光法で１次の回折格子５１を形成する。図７（ｂ）の
λ／４位相シフト５２は上述の方法により形成される。
その上にｎ型GaInAsP 導波路層５３（λ＝１．３μｍ帯
組成）、アンド−プGaInAsP 活性層５４（１．５５μｍ
帯組成）、ｐ型InP クラッド層５５、ｐ+ 型GaInAsP オ
−ミックコンタクト層５６（λ＝１．１５μｍ帯組成）
を順次積層し、それらをストライプ状にメサエッチング
する。その後、ストライプの周囲に、ｐ型InP 埋め込み
層５７、ｎ型InP 埋め込み層５８、アンド−プGaInAsP
キャップ層５９（λ＝１．１５μｍ帯組成）を形成し埋
め込む（ＢＨ構造）。次に主面にｐ型電極、裏面にｎ型
電極を形成する。この時、埋め込み領域ではｐｎ逆バイ
アス接合によって電流がブロックされるため、GaInAsP
活性層５４のみに電流が効率よく注入される。また、両
劈開端面の反射率をＡＲ（Anti−reflection）コ−ト６
２により低下させている。
【０００７】位相シフト型ＤＦＢレ−ザは、端面反射を
極めて小さくしているため、端面の位相の影響が少な
く、単一縦モ−ドで発振しやすいが、次のような欠点を
もっている。 （１）実際の位相シフトの形成が難しい。 （２）位相シフトはほぼ共振器の中央に位置する必要が
あるが、結晶成長後、その位置が目視できない。
極めて小さくしているため、端面の位相の影響が少な
く、単一縦モ−ドで発振しやすいが、次のような欠点を
もっている。 （１）実際の位相シフトの形成が難しい。 （２）位相シフトはほぼ共振器の中央に位置する必要が
あるが、結晶成長後、その位置が目視できない。
【０００８】これらを解決するために、等価位相シフト
を形成する方法がある。これは、回折格子に実際の位相
シフトを形成する代わりに、導波路の幅や厚さ等の寸法
が周囲と異なる等価位相シフト領域を設けるものであ
る。該等価位相シフト領域の等価屈折率が周囲と異なる
ため、伝搬光はこの領域の通過前後で回折格子に対する
相対位相が変化する。従って、等価的に位相シフトが形
成されたことになり、位相シフトを有する回折格子を形
成することなく、回折格子は均一に形成すれば良い。
を形成する方法がある。これは、回折格子に実際の位相
シフトを形成する代わりに、導波路の幅や厚さ等の寸法
が周囲と異なる等価位相シフト領域を設けるものであ
る。該等価位相シフト領域の等価屈折率が周囲と異なる
ため、伝搬光はこの領域の通過前後で回折格子に対する
相対位相が変化する。従って、等価的に位相シフトが形
成されたことになり、位相シフトを有する回折格子を形
成することなく、回折格子は均一に形成すれば良い。
【０００９】従来の等価位相シフト型ＤＦＢレ−ザを図
８により説明する。GaInAsP 活性層５４の幅を共振器中
央領域で狭くした等価位相シフト領域６３を有するもの
である。これは、ストライプを形成する際に、共振器中
央領域のストライプ幅が狭く変化しているストライプパ
タ−ンマスクを形成し、メサエッチングすることにより
容易に実現できる。特に、位相シフト構造特有の工程は
必要ない上、従来の単純位相シフト構造と同等以上の特
性を実現している（例えば、松山他、平成２年度春季応
用物理学会講演予稿、３０ａ−ＳＡ−１７）。
８により説明する。GaInAsP 活性層５４の幅を共振器中
央領域で狭くした等価位相シフト領域６３を有するもの
である。これは、ストライプを形成する際に、共振器中
央領域のストライプ幅が狭く変化しているストライプパ
タ−ンマスクを形成し、メサエッチングすることにより
容易に実現できる。特に、位相シフト構造特有の工程は
必要ない上、従来の単純位相シフト構造と同等以上の特
性を実現している（例えば、松山他、平成２年度春季応
用物理学会講演予稿、３０ａ−ＳＡ−１７）。
【００１０】しかし、等価位相シフト型ＤＦＢレ−ザに
おいては、ｎ型GaInAsP 導波路層５３及びGaInAsP 活性
層５４の厚さがウェハ毎でばらついた場合に等価屈折率
にばらつきが起こる。その結果、所望のシフト量を実現
するための等価位相シフト領域６３の長さが変化する。
ゆえに、位相シフトの量がばらついてしまう。また、厚
さの変化に対応して等価位相シフト領域長の異なる何種
類かのマスクが必要となる。
おいては、ｎ型GaInAsP 導波路層５３及びGaInAsP 活性
層５４の厚さがウェハ毎でばらついた場合に等価屈折率
にばらつきが起こる。その結果、所望のシフト量を実現
するための等価位相シフト領域６３の長さが変化する。
ゆえに、位相シフトの量がばらついてしまう。また、厚
さの変化に対応して等価位相シフト領域長の異なる何種
類かのマスクが必要となる。
【００１１】ところで、位相シフト型ＤＦＢレ−ザで
は、軸方向のホ−ルバ−ニング現象が起こり、単一縦モ
−ド性が発振後に損なわれることがある。（例えば、雙
田他、電子情報通信学会、光量子エレクトロニクス研究
会 ＯＱＥ８７−７ｐ．４９−５６、１９８６年）つま
り、規格化結合係数κＬ（Ｌ：共振器長）の値が１．２
５より大きい場合（図９（ａ））には、λ／４位相シフ
ト５２の位置に導波光が集中する（実線）。この様な、
共振器軸方向の光強度分布の大きな偏りは、GaInAsP 活
性層５４内の相対キャリア密度の分布を変化させる。つ
まり、光の集中している部分のキャリア密度は減少する
（破線）。更に、この分布に対応して導波路の屈折率が
変化する。この導波路構造の変化により、せっかく大き
い値であった縦モ−ド間のゲイン差が小さくなる。つま
り、単一縦モ−ド性が大きく損なわれる。
は、軸方向のホ−ルバ−ニング現象が起こり、単一縦モ
−ド性が発振後に損なわれることがある。（例えば、雙
田他、電子情報通信学会、光量子エレクトロニクス研究
会 ＯＱＥ８７−７ｐ．４９−５６、１９８６年）つま
り、規格化結合係数κＬ（Ｌ：共振器長）の値が１．２
５より大きい場合（図９（ａ））には、λ／４位相シフ
ト５２の位置に導波光が集中する（実線）。この様な、
共振器軸方向の光強度分布の大きな偏りは、GaInAsP 活
性層５４内の相対キャリア密度の分布を変化させる。つ
まり、光の集中している部分のキャリア密度は減少する
（破線）。更に、この分布に対応して導波路の屈折率が
変化する。この導波路構造の変化により、せっかく大き
い値であった縦モ−ド間のゲイン差が小さくなる。つま
り、単一縦モ−ド性が大きく損なわれる。
【００１２】また、図９（ｂ）で示すように、κＬの値
が１．２５より小さい場合には、共振器中央部での導波
光の相対密度が減少する（実線）。そのため、中央部で
は相対キャリア密度は増加する（破線）。ゆえに、中央
部の屈折率が小さくなる。この場合も位相シフトの最適
値（λ／４）を打ち消すのでゲイン差が小さくなる。こ
の結果、やはり単一縦モ−ド性が大きく損なわれる。
が１．２５より小さい場合には、共振器中央部での導波
光の相対密度が減少する（実線）。そのため、中央部で
は相対キャリア密度は増加する（破線）。ゆえに、中央
部の屈折率が小さくなる。この場合も位相シフトの最適
値（λ／４）を打ち消すのでゲイン差が小さくなる。こ
の結果、やはり単一縦モ−ド性が大きく損なわれる。
【００１３】次に、ホ−ルバ−ニング現象がレ−ザ特性
に及ぼす影響を説明する。発振後、連続的にスロ−プ効
率が良くなるいわゆるス−パ−リニアなカ−ブを描く。
このような特性の素子は、出力信号に歪が生じるので、
特にアナログ通信には応用できない。直線性の良いＩ−
Ｌ（電流−光出力）特性を持つ素子が望まれている。ま
た、ノンリニアな出力特性を示した後、不連続点である
キンク（ｋｉｎｋ）が生じ、シングルモ−ドから２モ−
ド動作にジャンプしてしまうことが多い。
に及ぼす影響を説明する。発振後、連続的にスロ−プ効
率が良くなるいわゆるス−パ−リニアなカ−ブを描く。
このような特性の素子は、出力信号に歪が生じるので、
特にアナログ通信には応用できない。直線性の良いＩ−
Ｌ（電流−光出力）特性を持つ素子が望まれている。ま
た、ノンリニアな出力特性を示した後、不連続点である
キンク（ｋｉｎｋ）が生じ、シングルモ−ドから２モ−
ド動作にジャンプしてしまうことが多い。
【００１４】幅を狭くした等価位相シフト型ＤＦＢレ−
ザは、等価位相シフト領域での光の閉じ込めが小さく相
対的に等価屈折率変化が小さいため、ホ−ルバ−ニング
の影響が少ないと言われている。（例えば、中野他、昭
和６３年度秋季応用物理学会講演予稿、６ｐ−ＺＣ−
７。）しかし、この効果も十分ではない。
ザは、等価位相シフト領域での光の閉じ込めが小さく相
対的に等価屈折率変化が小さいため、ホ−ルバ−ニング
の影響が少ないと言われている。（例えば、中野他、昭
和６３年度秋季応用物理学会講演予稿、６ｐ−ＺＣ−
７。）しかし、この効果も十分ではない。
【００１５】この軸方向のホ−ルバ−ニングを補償する
方法として、不均一電流注入法が提案されている（例え
ば、宇佐見他、昭和６３年電子情報通信学会秋季全国大
会、Ｃ１５５、１９８８年）。これは、レ−ザの電極
を、独立に電流注入可能な複数の電極に軸方向に対して
分割し、外部から各電極に別々の量の電流を流すもので
ある。ホ−ルバ−ニングにより相対的にキャリア密度が
減少した領域の電極に、この減少分を補償するように電
流を多く注入すれば、光出力のノンリニアティや２モ−
ド化を防ぐことができる。しかし、素子の外部に分割さ
れた電極の数だけ可変抵抗が必要である。それら可変抵
抗の調整を含めて、制御系が複雑であり、モジュ−ルと
してのコストが上がる。
方法として、不均一電流注入法が提案されている（例え
ば、宇佐見他、昭和６３年電子情報通信学会秋季全国大
会、Ｃ１５５、１９８８年）。これは、レ−ザの電極
を、独立に電流注入可能な複数の電極に軸方向に対して
分割し、外部から各電極に別々の量の電流を流すもので
ある。ホ−ルバ−ニングにより相対的にキャリア密度が
減少した領域の電極に、この減少分を補償するように電
流を多く注入すれば、光出力のノンリニアティや２モ−
ド化を防ぐことができる。しかし、素子の外部に分割さ
れた電極の数だけ可変抵抗が必要である。それら可変抵
抗の調整を含めて、制御系が複雑であり、モジュ−ルと
してのコストが上がる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】位相シフト型ＤＦＢレ
−ザは、位相シフトの形成が難しいこと、及び位相シフ
トの位置が共振器中央にあるかどうか目視できない。そ
のため、等価位相シフトを形成する方法があるが、活性
層や導波路層の厚さの変化に対応して位相シフト長の異
なる何種類かのマスクが必要となり、手間がかかる。
−ザは、位相シフトの形成が難しいこと、及び位相シフ
トの位置が共振器中央にあるかどうか目視できない。そ
のため、等価位相シフトを形成する方法があるが、活性
層や導波路層の厚さの変化に対応して位相シフト長の異
なる何種類かのマスクが必要となり、手間がかかる。
【００１７】また、位相シフト型ＤＦＢレ−ザでは、軸
方向のホ−ルバ−ニング現象が起こり、単一縦モ−ド性
が発振後に損なわれることがある。幅を狭くした等価位
相シフト型ＤＦＢレ−ザでも、ホ−ルバ−ニングの影響
の除去は十分ではない。そのため、ホ−ルバ−ニングを
補償する方法として不均一電流注入法がある。しかしな
がら、独立した複数の電極に別々の量の電流を流すため
に、素子の外部に分割された電極の数だけ可変抵抗が必
要となり、制御系が複雑である。
方向のホ−ルバ−ニング現象が起こり、単一縦モ−ド性
が発振後に損なわれることがある。幅を狭くした等価位
相シフト型ＤＦＢレ−ザでも、ホ−ルバ−ニングの影響
の除去は十分ではない。そのため、ホ−ルバ−ニングを
補償する方法として不均一電流注入法がある。しかしな
がら、独立した複数の電極に別々の量の電流を流すため
に、素子の外部に分割された電極の数だけ可変抵抗が必
要となり、制御系が複雑である。
【００１８】それ故、本発明は、軸方向のホ−ルバ−ニ
ングの影響が少ない分布帰還型半導体レ−ザを提供する
と共に、簡単に位相シフト量が制御でき、また素子外部
の制御系に負担をかけないことを目的とするものであ
る。
ングの影響が少ない分布帰還型半導体レ−ザを提供する
と共に、簡単に位相シフト量が制御でき、また素子外部
の制御系に負担をかけないことを目的とするものであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホ−ルバ−ニ
ングの影響を少なくするために、ホ−ルバ−ニングによ
るキャリア密度の相対変化の補償を、次に示すようにす
る。
ングの影響を少なくするために、ホ−ルバ−ニングによ
るキャリア密度の相対変化の補償を、次に示すようにす
る。
【００２０】第一の方法は、ＤＦＢレ−ザにおいてスト
ライプ状にメサエッチングする際、オ−ミックコンタク
ト層の厚さを位相シフト領域と該位相シフト領域外の領
域とで変えることにより、メサエッチング後の導波路及
び活性層の幅を制御するものである。
ライプ状にメサエッチングする際、オ−ミックコンタク
ト層の厚さを位相シフト領域と該位相シフト領域外の領
域とで変えることにより、メサエッチング後の導波路及
び活性層の幅を制御するものである。
【００２１】第二の方法は、位相シフト領域における電
極と活性層の間の抵抗を小さくするものである。ＤＦＢ
レ−ザにおいて埋め込み層が形成された後に、電極−活
性層間の距離を小さくするように、位相シフト領域のオ
−ミックコンタクト層をエッチングしたり、また位相シ
フト領域に不純物の拡散またはイオンの打ち込み等で不
純物濃度を部分的に上げる。
極と活性層の間の抵抗を小さくするものである。ＤＦＢ
レ−ザにおいて埋め込み層が形成された後に、電極−活
性層間の距離を小さくするように、位相シフト領域のオ
−ミックコンタクト層をエッチングしたり、また位相シ
フト領域に不純物の拡散またはイオンの打ち込み等で不
純物濃度を部分的に上げる。
【００２２】第三の方法は、ＤＦＢレ−ザに形成される
注入電極を複数の櫛状電極とし、該櫛状電極の歯の間隔
を変えるものである。櫛の歯の間隔を変化させることに
より電極−活性層間の抵抗値を等価的に変化させる。櫛
の歯の間隔の調整は、この歯の間に入り込んでいる別の
電極指からの電流を注入するかしないかで実効的に行
う。つまり、特性に応じて電極の選択をし、ワイヤボン
ディングをする。外部からは１チャンネルで電流を印加
する。
注入電極を複数の櫛状電極とし、該櫛状電極の歯の間隔
を変えるものである。櫛の歯の間隔を変化させることに
より電極−活性層間の抵抗値を等価的に変化させる。櫛
の歯の間隔の調整は、この歯の間に入り込んでいる別の
電極指からの電流を注入するかしないかで実効的に行
う。つまり、特性に応じて電極の選択をし、ワイヤボン
ディングをする。外部からは１チャンネルで電流を印加
する。
【００２３】換言すれば、活性層に電流を注入するため
の電極が軸方向に複数の独立電極領域に分割され、かつ
それぞれの電極領域がさらに独立な櫛の歯状の複数の電
極に分割され、かつ櫛状電極の指が他の櫛状電極の指の
間に入り込んでいることを特徴とするＤＦＢレ−ザの構
造であり、独立な櫛の歯状の複数の電極指の一部のみを
選択して電流を流すことを特徴とするものである。
の電極が軸方向に複数の独立電極領域に分割され、かつ
それぞれの電極領域がさらに独立な櫛の歯状の複数の電
極に分割され、かつ櫛状電極の指が他の櫛状電極の指の
間に入り込んでいることを特徴とするＤＦＢレ−ザの構
造であり、独立な櫛の歯状の複数の電極指の一部のみを
選択して電流を流すことを特徴とするものである。
【００２４】
【作用】第一の方法によると、オ−ミックコンタクト層
の厚さを位相シフト領域と該位相シフト領域外の領域と
で変えることにより、メサエッチング後に導波路及び活
性層の幅を位相シフト領域と該位相シフト領域外の領域
とで変化させる。それにより、等価屈折率が変わり、等
価的に位相シフト領域を設けたことになる。
の厚さを位相シフト領域と該位相シフト領域外の領域と
で変えることにより、メサエッチング後に導波路及び活
性層の幅を位相シフト領域と該位相シフト領域外の領域
とで変化させる。それにより、等価屈折率が変わり、等
価的に位相シフト領域を設けたことになる。
【００２５】また、位相シフト領域での電極から活性層
までの距離の違いで、活性層への電流注入量が変わるた
め、ホ−ルバニングによるキャリア密度の相対変化を補
償できるものである。更に、従来のように活性層と導波
路の厚さのバラツキにあわせた位相シフトのマスクを用
意することなく、簡単に等価位相型ＤＦＢレ−ザが形成
できる。
までの距離の違いで、活性層への電流注入量が変わるた
め、ホ−ルバニングによるキャリア密度の相対変化を補
償できるものである。更に、従来のように活性層と導波
路の厚さのバラツキにあわせた位相シフトのマスクを用
意することなく、簡単に等価位相型ＤＦＢレ−ザが形成
できる。
【００２６】第二に、位相シフト領域のオ−ミックコン
タクト層を低くすることで、電極と活性層間の距離が小
さくなる。また、位相シフト領域の不純物濃度を上げる
ことにより、電極と活性層の間の抵抗を小さくできる。
発振後は活性層の電位は一定となるので、電極と活性層
間の抵抗値により活性層への電流注入量が変わる。従っ
て、抵抗の小さい箇所にキャリアの注入が増え、軸方向
のホ−ルバ−ニングによるキャリア密度の相対変化を補
償できるものである。
タクト層を低くすることで、電極と活性層間の距離が小
さくなる。また、位相シフト領域の不純物濃度を上げる
ことにより、電極と活性層の間の抵抗を小さくできる。
発振後は活性層の電位は一定となるので、電極と活性層
間の抵抗値により活性層への電流注入量が変わる。従っ
て、抵抗の小さい箇所にキャリアの注入が増え、軸方向
のホ−ルバ−ニングによるキャリア密度の相対変化を補
償できるものである。
【００２７】第三の方法によれば、活性層に電流を注入
するための電極が軸方向に複数の独立した櫛状電極に分
割され、更に、櫛状電極の指が他の櫛状電極の指の間に
入り込んでいることにより、接続する電極を変えること
で、制御良く電極−活性層間の抵抗値を等価的に変化さ
せ活性層への電流注入量を変えることができる。つま
り、等価抵抗の小さい箇所はキャリアの注入が増える。
これにより、軸方向のホ−ルバ−ニングによるキャリア
密度の相対変化を補償できるものである。
するための電極が軸方向に複数の独立した櫛状電極に分
割され、更に、櫛状電極の指が他の櫛状電極の指の間に
入り込んでいることにより、接続する電極を変えること
で、制御良く電極−活性層間の抵抗値を等価的に変化さ
せ活性層への電流注入量を変えることができる。つま
り、等価抵抗の小さい箇所はキャリアの注入が増える。
これにより、軸方向のホ−ルバ−ニングによるキャリア
密度の相対変化を補償できるものである。
【００２８】
【実施例】以下、本発明をGaInAsP/InP 系埋込み型構造
をもつＤＦＢレ−ザに実施した例を、以下図面を参照し
て詳細に説明する。
をもつＤＦＢレ−ザに実施した例を、以下図面を参照し
て詳細に説明する。
【００２９】第一実施例は、等価位相シフト型ＤＦＢレ
−ザに適用した例である。図１は、活性層ストライプの
幅を共振器中央で狭くした等価位相シフト領域１００を
有する本発明によるメサストライプの斜視図である。等
価位相シフト領域１００上のオ−ミックコンタクト層凸
部１１０は、等価位相シフト領域１００外上のＰ+ 型Ga
InAsP オ−ミックコンタクト層１５より厚く形成されて
いる。
−ザに適用した例である。図１は、活性層ストライプの
幅を共振器中央で狭くした等価位相シフト領域１００を
有する本発明によるメサストライプの斜視図である。等
価位相シフト領域１００上のオ−ミックコンタクト層凸
部１１０は、等価位相シフト領域１００外上のＰ+ 型Ga
InAsP オ−ミックコンタクト層１５より厚く形成されて
いる。
【００３０】それらのオ−ミックコンタクト層の段差
は、ストライプ状にメサエッチングする前に、ウェハを
適当なマスクで選択的にＰ+ 型GaInAsP オ−ミックコン
タクト層１５をエッチングすることで容易に形成でき
る。この段差の寸法はエッチング時間で制御される。
は、ストライプ状にメサエッチングする前に、ウェハを
適当なマスクで選択的にＰ+ 型GaInAsP オ−ミックコン
タクト層１５をエッチングすることで容易に形成でき
る。この段差の寸法はエッチング時間で制御される。
【００３１】オ−ミックコンタクト層凸部１１０とＰ+
型GaInAsP オ−ミックコンタクト層１５上に同じ幅のス
トライプパタ−ンマスクをしてメサエッチングを行う場
合、（１１１）Ａ面に沿って逆三角形断面形状でエッチ
ングが進む。従ってGaInAsP活性層１３側面を（１１
１）Ａ面に形成する場合は、オ−ミックコンタクト層が
厚い等価位相シフト領域１００の方が他の領域より、ｎ
型GaInAsP 導波路層１２＋GaInAsP 活性層１３は幅が狭
くなる（図２（ａ））。つまり、ｎ型GaInAsP 導波路層
１２＋GaInAsP 活性層１３の幅の差は、オ−ミックコン
タクト層凸部１１０とＰ+ 型GaInAsP オ−ミックコンタ
クト層１５の段差で決まる。
型GaInAsP オ−ミックコンタクト層１５上に同じ幅のス
トライプパタ−ンマスクをしてメサエッチングを行う場
合、（１１１）Ａ面に沿って逆三角形断面形状でエッチ
ングが進む。従ってGaInAsP活性層１３側面を（１１
１）Ａ面に形成する場合は、オ−ミックコンタクト層が
厚い等価位相シフト領域１００の方が他の領域より、ｎ
型GaInAsP 導波路層１２＋GaInAsP 活性層１３は幅が狭
くなる（図２（ａ））。つまり、ｎ型GaInAsP 導波路層
１２＋GaInAsP 活性層１３の幅の差は、オ−ミックコン
タクト層凸部１１０とＰ+ 型GaInAsP オ−ミックコンタ
クト層１５の段差で決まる。
【００３２】従って、活性層等の厚さに応じてオ−ミッ
クコンタクト層の段差を制御し（従って幅を制御し）、
等価位相シフト量が制御できる。そのため、ストライプ
マスクの種類も等価位相シフト領域長を変える必要がな
く、一種類で済む。
クコンタクト層の段差を制御し（従って幅を制御し）、
等価位相シフト量が制御できる。そのため、ストライプ
マスクの種類も等価位相シフト領域長を変える必要がな
く、一種類で済む。
【００３３】この場合、等価位相シフト領域１００で、
GaInAsP 活性層１３の幅が狭く、また電極との距離の大
きいため、抵抗が大きくなる。ゆえに、発振後の等価位
相シフト領域１００への電流注入量が相対的に減少す
る。κＬ（規格化結合係数）の値が１．２５より小さく
位相シフト部での相対光強度が小さいときに、ホ−ルバ
−ニングを抑えるのに有効である。
GaInAsP 活性層１３の幅が狭く、また電極との距離の大
きいため、抵抗が大きくなる。ゆえに、発振後の等価位
相シフト領域１００への電流注入量が相対的に減少す
る。κＬ（規格化結合係数）の値が１．２５より小さく
位相シフト部での相対光強度が小さいときに、ホ−ルバ
−ニングを抑えるのに有効である。
【００３４】また、逆に等価位相シフト領域１００のオ
−ミックコンタクト層をへこませた場合は、GaInAsP 活
性層１３の幅が広く、また電極との距離も小さいので、
抵抗が小さくなる。ゆえに、発振後は位相シフト領域へ
の電流注入量が相対的に増加する。このため、κＬの値
が１．２５より大きく位相シフト部のキャリア密度が相
対的に減少するときに、ホ−ルバ−ニングを抑えるのに
有効である。しかし、GaInAsP 活性層１３の幅が相対的
に広くなることで光の閉じ込め係数が大きくなり屈折率
の変化が大きくなる。これとの兼ね合いがホ−ルバ−ニ
ングが抑制のポイントである。
−ミックコンタクト層をへこませた場合は、GaInAsP 活
性層１３の幅が広く、また電極との距離も小さいので、
抵抗が小さくなる。ゆえに、発振後は位相シフト領域へ
の電流注入量が相対的に増加する。このため、κＬの値
が１．２５より大きく位相シフト部のキャリア密度が相
対的に減少するときに、ホ−ルバ−ニングを抑えるのに
有効である。しかし、GaInAsP 活性層１３の幅が相対的
に広くなることで光の閉じ込め係数が大きくなり屈折率
の変化が大きくなる。これとの兼ね合いがホ−ルバ−ニ
ングが抑制のポイントである。
【００３５】上記第一実施例は、メサの括れの上に（１
１１）Ａ面を側面として活性層を形成する場合である。
これに対して、メサの括れの下の末広がりの部分に活性
層側面を形成する場合は、図２（ｂ）に示すように、等
価位相シフト領域の方が活性層等の幅は広くなる。
１１）Ａ面を側面として活性層を形成する場合である。
これに対して、メサの括れの下の末広がりの部分に活性
層側面を形成する場合は、図２（ｂ）に示すように、等
価位相シフト領域の方が活性層等の幅は広くなる。
【００３６】次に、第二実施例を図３より示す。図３
は、位相シフト型ＤＦＢレ−ザにおいてストライプ状に
メサエッチンングをし、ストライプの両側にＰ型InP 埋
め込み層１６、ｎ型InP 埋め込み層１７、GaInAsP キャ
ップ層１８を順次形成したものである。その後、位相シ
フトを有する共振器中央領域上のＰ+ 型GaInAsP オ−ミ
ックコンタクト層１５にエッチングが施され凹領域１２
０が形成される。このため、位相シフト領域の抵抗は周
囲より小さくなる。従って、電流が補償されるように注
入されるので、ホ−ルバ−ニングが抑制され、単一縦モ
−ド動作で直線性の良い光出力−電流特性が数１０ｍＷ
まで得られる。
は、位相シフト型ＤＦＢレ−ザにおいてストライプ状に
メサエッチンングをし、ストライプの両側にＰ型InP 埋
め込み層１６、ｎ型InP 埋め込み層１７、GaInAsP キャ
ップ層１８を順次形成したものである。その後、位相シ
フトを有する共振器中央領域上のＰ+ 型GaInAsP オ−ミ
ックコンタクト層１５にエッチングが施され凹領域１２
０が形成される。このため、位相シフト領域の抵抗は周
囲より小さくなる。従って、電流が補償されるように注
入されるので、ホ−ルバ−ニングが抑制され、単一縦モ
−ド動作で直線性の良い光出力−電流特性が数１０ｍＷ
まで得られる。
【００３７】更に、第三実施例を図４より示す。第二実
施例と同様GaInAsP キャップ層１８まで形成した位相シ
フト型ＤＦＢレ−ザに、位相シフトのある共振器中央領
域に不純物、例えば亜鉛を選択拡散して亜鉛拡散領域１
３０を形成する。同図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ亜
鉛拡散領域１３０を有する共振器中央部と共振器端部の
断面図である。
施例と同様GaInAsP キャップ層１８まで形成した位相シ
フト型ＤＦＢレ−ザに、位相シフトのある共振器中央領
域に不純物、例えば亜鉛を選択拡散して亜鉛拡散領域１
３０を形成する。同図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ亜
鉛拡散領域１３０を有する共振器中央部と共振器端部の
断面図である。
【００３８】亜鉛を高濃度に拡散した領域は抵抗が低く
なり、さらに広めに拡散しているためいっそう低抵抗化
している。拡散部は未拡散部の半分以下の抵抗値である
（共振器長３００μｍで全体の抵抗は約４Ωである）。
従って、キャリア密度の減る共振器中央部に電流が補償
されるように注入されるので、ホ−ルバ−ニングが抑制
され、単一縦モ−ド動作で直進性の良い光出力−電流特
性が１００ｍＷまで得られる。
なり、さらに広めに拡散しているためいっそう低抵抗化
している。拡散部は未拡散部の半分以下の抵抗値である
（共振器長３００μｍで全体の抵抗は約４Ωである）。
従って、キャリア密度の減る共振器中央部に電流が補償
されるように注入されるので、ホ−ルバ−ニングが抑制
され、単一縦モ−ド動作で直進性の良い光出力−電流特
性が１００ｍＷまで得られる。
【００３９】この素子のκＬの値は２．５である。この
値において、従来の不純物拡散領域がない素子では、２
０ｍＷ以下で光出力−電流特性が飽和傾向を示し、モ−
ドジャンプを起こして２モ−ドになっていた。しかしな
がら、第二及び第三実施例のように位相シフト領域の低
抵抗化を図ることにより、いちじるしくＩ−Ｌ特性が向
上することができる。
値において、従来の不純物拡散領域がない素子では、２
０ｍＷ以下で光出力−電流特性が飽和傾向を示し、モ−
ドジャンプを起こして２モ−ドになっていた。しかしな
がら、第二及び第三実施例のように位相シフト領域の低
抵抗化を図ることにより、いちじるしくＩ−Ｌ特性が向
上することができる。
【００４０】最後に、第四実施例を図５より示す。同図
は、GaInAsP/InP 系埋込み構造を有する位相シフト型Ｄ
ＦＢレ−ザにおける、ｐ型電極の電極構造の平面図と共
振器軸方向の断面図である。電極は共振器軸方向に対し
て３つの領域に分割されている（領域１、２、３）。そ
れぞれの領域は共振軸を中心に向かい合う櫛の歯を有す
る櫛状の二つ電極（櫛状電極：２１−１ａ，２１−１
ｂ、２１−２ａ，２１−２ｂ、２１−３ａ，２１−３
ｂ）で構成されている。例えば、領域１は電極２１−１
ａ，２１−１ｂにより構成されており、電極２１−１ａ
の櫛の歯（電極指）は電極２１−１ｂの電極指の間に入
り込んでおり、それらの噛み合わせ部分は少なくともス
トライプ部分上を含んでいる。
は、GaInAsP/InP 系埋込み構造を有する位相シフト型Ｄ
ＦＢレ−ザにおける、ｐ型電極の電極構造の平面図と共
振器軸方向の断面図である。電極は共振器軸方向に対し
て３つの領域に分割されている（領域１、２、３）。そ
れぞれの領域は共振軸を中心に向かい合う櫛の歯を有す
る櫛状の二つ電極（櫛状電極：２１−１ａ，２１−１
ｂ、２１−２ａ，２１−２ｂ、２１−３ａ，２１−３
ｂ）で構成されている。例えば、領域１は電極２１−１
ａ，２１−１ｂにより構成されており、電極２１−１ａ
の櫛の歯（電極指）は電極２１−１ｂの電極指の間に入
り込んでおり、それらの噛み合わせ部分は少なくともス
トライプ部分上を含んでいる。
【００４１】単独の電極指の間隔は、GaInAsP 活性層１
３に電流が流れる際に、全面電極と比べて等価的な抵抗
が大きくなるような値に設定する。つまりGaInAsP 活性
層１３付近では電流が広がっているが、電極指直下では
電流は電極指の幅に依存して狭い。それに対して、噛み
合っている電極指が両方とも機能するときには、全面電
極に近い抵抗値を示す。
３に電流が流れる際に、全面電極と比べて等価的な抵抗
が大きくなるような値に設定する。つまりGaInAsP 活性
層１３付近では電流が広がっているが、電極指直下では
電流は電極指の幅に依存して狭い。それに対して、噛み
合っている電極指が両方とも機能するときには、全面電
極に近い抵抗値を示す。
【００４２】κＬ値が１．２５より大きい場合は、λ／
４位相シフト位置３０に導波光が集中し、キャリア密度
は減少する。この場合には、電極２１−１ａと２１−３
ａを除いた他の４つの電極にのみ電流が流れるようにワ
イヤボンディングする。外部からは一チャンネルで電流
を印加する。これを動作させると、領域１と３では対に
なっている電極の一方、つまり電極２１−１ｂと２１−
３ｂしか機能していないため、抵抗が大きくなる。一
方、領域２では対電極２１−２ａ，２１−２ｂの両方が
機能しており、抵抗は小さい。従って、ホ−ルバ−ニン
グによりキャリア密度が相対的に減少している共振器中
央部に多くの電流が流れる。これにより、ホ−ルバ−ニ
ングによる相対キャリア密度の減少を補償できる。
４位相シフト位置３０に導波光が集中し、キャリア密度
は減少する。この場合には、電極２１−１ａと２１−３
ａを除いた他の４つの電極にのみ電流が流れるようにワ
イヤボンディングする。外部からは一チャンネルで電流
を印加する。これを動作させると、領域１と３では対に
なっている電極の一方、つまり電極２１−１ｂと２１−
３ｂしか機能していないため、抵抗が大きくなる。一
方、領域２では対電極２１−２ａ，２１−２ｂの両方が
機能しており、抵抗は小さい。従って、ホ−ルバ−ニン
グによりキャリア密度が相対的に減少している共振器中
央部に多くの電流が流れる。これにより、ホ−ルバ−ニ
ングによる相対キャリア密度の減少を補償できる。
【００４３】この場合のＩ−Ｌ特性は、図６の実線に示
されるように直線性のよいものである。破線に示される
全面電極の場合のように不連続点であるキンクが生じる
ことなく、変化の少ない安定なシングルモ−ドが得られ
ている。
されるように直線性のよいものである。破線に示される
全面電極の場合のように不連続点であるキンクが生じる
ことなく、変化の少ない安定なシングルモ−ドが得られ
ている。
【００４４】また、κＬ値が１．２５より小さい場合
は、共振器中央部での導波光の相対密度が減少し、相対
キャリア密度が増加する。この場合には、電極指２１−
２ａを除いた他の５つの電極にのみ電流が流れるように
ワイヤボンディングする。これを動作させると、領域２
では対電極の一方しか機能しないため、抵抗が大きくな
る。一方、領域１、３では対電極の両方が機能し、抵抗
は小さい。従って、ホ−ルバ−ニングにより相対キャリ
ア密度が増加する共振器中央部に流れる電流を少なくで
き、ホ−ルバ−ニングによるキャリア密度の相対変化を
補償できる。
は、共振器中央部での導波光の相対密度が減少し、相対
キャリア密度が増加する。この場合には、電極指２１−
２ａを除いた他の５つの電極にのみ電流が流れるように
ワイヤボンディングする。これを動作させると、領域２
では対電極の一方しか機能しないため、抵抗が大きくな
る。一方、領域１、３では対電極の両方が機能し、抵抗
は小さい。従って、ホ−ルバ−ニングにより相対キャリ
ア密度が増加する共振器中央部に流れる電流を少なくで
き、ホ−ルバ−ニングによるキャリア密度の相対変化を
補償できる。
【００４５】このように、素子の特性により、機能させ
る電極を選択すればよいので、任意のκＬ値でもホ−ル
バ−ニングの悪影響の少ない素子が得られる。また、ホ
−ルバ−ニングの程度により、電極指の幅を変えたり、
３領域に分けるだけでなく、３領域以上に分けることに
より選択する幅が広がる。
る電極を選択すればよいので、任意のκＬ値でもホ−ル
バ−ニングの悪影響の少ない素子が得られる。また、ホ
−ルバ−ニングの程度により、電極指の幅を変えたり、
３領域に分けるだけでなく、３領域以上に分けることに
より選択する幅が広がる。
【００４６】本発明は、GaInAsP/InP 系埋込み構造をも
つ位相シフト型ＤＦＢレ−ザに限らず、他の材料、他の
ストライプ構造にも適用可能である。また、位相シフト
型だけでなく端面に光パワ−が集中する分布帰還型半導
体レ−ザ構造にも適用可能である。
つ位相シフト型ＤＦＢレ−ザに限らず、他の材料、他の
ストライプ構造にも適用可能である。また、位相シフト
型だけでなく端面に光パワ−が集中する分布帰還型半導
体レ−ザ構造にも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、いずれの方法でもホ−
ルバ−ニングを抑えて高い光出力まで単一縦モ−ドを維
持できる素子を提供できる。その上、オ−ミックコンタ
クト層の厚さを共振器中央領域で変えることにより、活
性層厚さがウェハ毎にばらついた場合でも、所望の位相
シフト量を簡単に制御できる。
ルバ−ニングを抑えて高い光出力まで単一縦モ−ドを維
持できる素子を提供できる。その上、オ−ミックコンタ
クト層の厚さを共振器中央領域で変えることにより、活
性層厚さがウェハ毎にばらついた場合でも、所望の位相
シフト量を簡単に制御できる。
【００４８】また、電極の形状を複数の独立した櫛状電
極の噛み合わせにすることにより、素子の特性に応じて
それらの櫛状電極を接続することにより一チャンネルで
電流注入ができる。そのため、外部回路にあらたな負担
は生じることなく、複雑な制御を要しない。
極の噛み合わせにすることにより、素子の特性に応じて
それらの櫛状電極を接続することにより一チャンネルで
電流注入ができる。そのため、外部回路にあらたな負担
は生じることなく、複雑な制御を要しない。
【図１】本発明による第一実施例のGaInAsP/InP 系埋込
み構造の等価位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライ
プの斜視図である。
み構造の等価位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライ
プの斜視図である。
【図２】図１における等価位相シフト領域及び他の領域
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明による第二実施例のGaInAsP/InP 系埋込
み構造の位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの
斜視図である。
み構造の位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの
斜視図である。
【図４】本発明による第三実施例のGaInAsP/InP 系埋込
み構造の位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの
斜視図及び部分断面図である。
み構造の位相シフト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの
斜視図及び部分断面図である。
【図５】本発明による第四実施例のGaInAsP/InP 系埋込
み型構造をもつ位相シフトＤＦＢレ−ザのｐ側電極の平
面図と共振器軸方向の断面図である。
み型構造をもつ位相シフトＤＦＢレ−ザのｐ側電極の平
面図と共振器軸方向の断面図である。
【図６】第四実施例の動作特性を表す電流−光出力（Ｉ
−Ｌ）特性を示す図である。
−Ｌ）特性を示す図である。
【図７】従来のGaInAsP/InP 系埋込み構造の位相シフト
型ＤＦＢレ−ザチップの斜視図及びＡ−Ａ断面図であ
る。
型ＤＦＢレ−ザチップの斜視図及びＡ−Ａ断面図であ
る。
【図８】従来のGaInAsP/InP 系埋込み構造の等価位相シ
フト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの斜視図である。
フト型ＤＦＢレ−ザのメサストライプの斜視図である。
【図９】図７に示されるレ−ザの軸方向の相対光強度及
び相対キャリア密度を示す図である。
び相対キャリア密度を示す図である。
１０…ｎ型ＩｎＰ基板、１１…回折格子、１２…ｎ型Ga
InAsP 導波路層、１３…GaInAsP 活性層、１４…ｐ型In
P クラッド層、１５…ｐ+ 型GaInAsP オ−ミックコンタ
クト層、１６…ｐ型InP 埋め込み層、１７…ｎ型InP 埋
め込み層、１８…GaInAsP キャップ層、２１−ＮＸ
（Ｎ：１，２，３，Ｘ：ａ，ｂ）…ｐ電極、２２…ｎ電
極、２３…ＡＲコ−ト、３０…λ／４位相シフト。
InAsP 導波路層、１３…GaInAsP 活性層、１４…ｐ型In
P クラッド層、１５…ｐ+ 型GaInAsP オ−ミックコンタ
クト層、１６…ｐ型InP 埋め込み層、１７…ｎ型InP 埋
め込み層、１８…GaInAsP キャップ層、２１−ＮＸ
（Ｎ：１，２，３，Ｘ：ａ，ｂ）…ｐ電極、２２…ｎ電
極、２３…ＡＲコ−ト、３０…λ／４位相シフト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−152086（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231388（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266781（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−11391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 G02B 6/12
Claims (2)
- 【請求項１】 活性層を含む導波路構造に沿って周期構
造を有し、メサストライプ状の上記導波路構造の周囲を
上記導波路より屈折率の低い半導体層で埋め込んで形成
される埋め込み分布帰還型半導体レ−ザにおいて、相対
光密度が増加する領域の抵抗が周囲より小さく、かつ上
記活性層の幅が上記メサストライプ状の導波路構造の最
上層に形成された凹凸形状に応じた幅であることを特徴
とする分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項２】 活性層を含む導波路構造に沿って周期構
造を有し、メサストライプ状の上記導波路構造の周囲を
上記導波路より屈折率の低い半導体層で埋め込んで形成
される埋め込み分布帰還型半導体レ−ザにおいて、相対
光密度が増加する領域の抵抗が周囲より小さく、かつ上
記領域における上記メサストライプ状の導波路構造の最
上層が凹部であることを特徴とする分布帰還型半導体レ
−ザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03333572A JP3142333B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法 |
| US07/991,276 US5321716A (en) | 1991-12-17 | 1992-12-16 | Distributed Feedback semiconductor laser with controlled phase shift |
| KR1019920024562A KR960005581B1 (ko) | 1991-12-17 | 1992-12-17 | 분포귀환형 반도체레이저 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03333572A JP3142333B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05167195A JPH05167195A (ja) | 1993-07-02 |
| JP3142333B2 true JP3142333B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18267545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03333572A Expired - Fee Related JP3142333B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5321716A (ja) |
| JP (1) | JP3142333B2 (ja) |
| KR (1) | KR960005581B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770791B2 (ja) * | 1992-12-22 | 1995-07-31 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| FR2737353B1 (fr) * | 1995-07-25 | 1997-09-05 | Delorme Franck | Laser a reflecteur de bragg distribue et a reseau echantillonne, tres largement accordable par variation de phase, et procede d'utilisation de ce laser |
| JP2950302B2 (ja) * | 1997-11-25 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| JP3778260B2 (ja) * | 2000-08-16 | 2006-05-24 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザとこれを用いたデジタル光通信システムと方法 |
| SE522802C2 (sv) * | 2000-12-13 | 2004-03-09 | Ericsson Telefon Ab L M | Elektrooptisk anordning med fördelad återkoppling för likformig förstärkning i vågledarens längdriktning |
| GB2371405B (en) * | 2001-01-23 | 2003-10-15 | Univ Glasgow | Improvements in or relating to semiconductor lasers |
| EP1282208A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Semiconductor laser structure and method of manufacturing same |
| CA2463502C (en) * | 2001-10-09 | 2011-09-20 | Infinera Corporation | Digital optical network architecture |
| EP1718123A4 (en) | 2004-02-16 | 2013-01-16 | Japan Science & Tech Agency | LIGHT-EMITTING TRANSISTOR |
| JP2007311522A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP5418359B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-02-19 | 沖電気工業株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61171190A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Res Dev Corp Of Japan | 分布反射形レ−ザ |
| JPS61202487A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| FR2598862B1 (fr) * | 1986-05-16 | 1994-04-08 | Bouley Jean Claude | Laser a semi-conducteur a reaction distribuee et a longueur d'onde continument accordable. |
| JP2732604B2 (ja) * | 1988-09-06 | 1998-03-30 | 株式会社東芝 | 分布帰還型レーザ |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP03333572A patent/JP3142333B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-16 US US07/991,276 patent/US5321716A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-17 KR KR1019920024562A patent/KR960005581B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05167195A (ja) | 1993-07-02 |
| KR930015220A (ko) | 1993-07-24 |
| KR960005581B1 (ko) | 1996-04-26 |
| US5321716A (en) | 1994-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5770466A (en) | Semiconductor optical integrated circuits and method for fabricating the same | |
| JP3285426B2 (ja) | 半導体光集積素子及びその製造方法 | |
| US7242699B2 (en) | Wavelength tunable semiconductor laser apparatus | |
| JP3142333B2 (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ及びその駆動方法 | |
| US6327413B1 (en) | Optoelectronic device and laser diode | |
| US5703974A (en) | Semiconductor photonic integrated circuit and fabrication process therefor | |
| JP2701569B2 (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| US5684816A (en) | Light Interactive semiconductor device including wire connection at internal light distribution maximum | |
| JPH01319986A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2002084033A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
| US6643309B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| JP2882335B2 (ja) | 光半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3264321B2 (ja) | 導波路型半導体光集積素子およびその製造方法 | |
| JPS58114476A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP3169202B2 (ja) | 連続波長可変半導体レーザ | |
| JP7071646B2 (ja) | 波長可変レーザ | |
| CN115280609A (zh) | 光学器件 | |
| JPS6079785A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH0470794B2 (ja) | ||
| JP3479925B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US20230035055A1 (en) | Electroabsorption Modulated Laser | |
| US20030072346A1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser | |
| JP2917787B2 (ja) | 埋め込み構造半導体光導波路素子およびその製造方法 | |
| JP3321800B2 (ja) | 半導体光集積素子の設計方法 | |
| JP2932690B2 (ja) | 光半導体素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071222 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |