JP3173582B2 - Distributed feedback semiconductor laser - Google Patents

Distributed feedback semiconductor laser

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JP3173582B2
JP3173582B2 JP32147797A JP32147797A JP3173582B2 JP 3173582 B2 JP3173582 B2 JP 3173582B2 JP 32147797 A JP32147797 A JP 32147797A JP 32147797 A JP32147797 A JP 32147797A JP 3173582 B2 JP3173582 B2 JP 3173582B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、特にデジタル光伝送システムに用いられるモード安
定性の高い位相シフト分布帰還型(DFB)半導体レー
ザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly, to a phase shift distributed feedback (DFB) semiconductor laser having high mode stability used in a digital optical transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来デジタル光伝送システムには、レー
ザ共振器中央で回折格子の位相を半周期シフトさせたλ
/4位相シフト分布帰還型半導体レーザと呼ばれる単一
モード性の高い半導体レーザが用いられている。λ/4
位相シフト構造は公知の構造で、例えば、「1994
年、オーム社刊、応用物理学会編、半導体レーザ 27
2頁 図12・12」に記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a digital optical transmission system has a λ in which the phase of a diffraction grating is shifted by a half period at the center of a laser resonator.
A semiconductor laser having a high single-mode property called a / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser is used. λ / 4
The phase shift structure is a known structure, for example, “1994”
Published by Ohmsha, Japan Society of Applied Physics, Semiconductor Laser 27
Page 2 FIGS. 12 and 12 ".

【0003】λ/4位相シフト分布帰還型半導体レーザ
は図5に断面図を示すように、第1の回折格子51と第
2の回折格子52の位相を半周期分シフトさせたλ/4
位相シフト構造5をレーザ共振器中央に有している。こ
の構造では、neffを実効屈折率とすると、次式から回
折格子周期Λが決定するブラッグ波長λB mλB=2Λneff (ここで、mは回折格子の次数であり、m=1のときの
Λが1次の回折格子の周期である。)で発振するため、
副モード抑圧比が高くとれるという特徴がある。
As shown in the sectional view of FIG. 5, a λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser is obtained by shifting the phases of a first diffraction grating 51 and a second diffraction grating 52 by a half cycle.
A phase shift structure 5 is provided at the center of the laser resonator. In this structure, assuming that n eff is an effective refractive index, the Bragg wavelength λ BB = 2 す る n eff (where m is the order of the diffraction grating and m = 1 when the diffraction grating period Λ is determined from the following equation) Is the period of the first-order diffraction grating.)
There is a feature that the sub-mode suppression ratio can be set high.

【0004】しかしこの構造では、前方と後方からのレ
ーザ光出力の比が、バイアス電流により変動するため、
前方の光出力を後方からの光出力で監視することができ
ない(トラッキングエラー)という問題があった。ま
た、変調時の波長変動(チャーピング)が大きく、長距
離伝送において符号誤りをひき起こすという問題点があ
った。これらの問題点は、レーザ共振器中央にλ/4位
相シフト構造が存在するため、この位相シフト部で電界
が非常に強くなり、バイアスを高くするにつれて内部の
電界強度分布が極端に不均一になり、キャリア変動によ
る屈折率変化が共振器内の位置により大きく異なるため
に生じる。
However, in this structure, the ratio of the laser light output from the front and the rear changes depending on the bias current.
There is a problem that the front light output cannot be monitored by the rear light output (tracking error). Further, there is a problem that wavelength fluctuation (chirping) at the time of modulation is large and causes a code error in long-distance transmission. These problems are caused by the existence of a λ / 4 phase shift structure in the center of the laser cavity, and the electric field becomes extremely strong in this phase shift portion. As the bias is increased, the internal electric field intensity distribution becomes extremely uneven. This occurs because the change in the refractive index due to the carrier fluctuation greatly differs depending on the position in the resonator.

【0005】また、レーザ共振器中央付近で電界が強く
なり、外部へ光が出力されにくくなるために、電流対光
出力変換効率が低いという問題もあった。
In addition, the electric field becomes strong near the center of the laser resonator, and it becomes difficult to output light to the outside, so that there is a problem that the current-to-light output conversion efficiency is low.

【0006】この問題を解決する方法として、「第13
回アイトリプルイー国際半導体レーザ会議学会予稿集
(13th IEEE International
Semiconductor Laser Confe
rence Digest)1992年218〜219
頁」には、図6(A)にその断面図を示すように、回折
格子61および62は共振器軸上で一定周期を保ちつ
つ、その回折格子の一周期内での山の部分の長さと谷の
部分の長さの合計に対する山の部分の長さの比(ここで
はデューティー比と定義する)を変化させることで、回
折格子による実効的な帰還量を変化させる方法が記載さ
れている。
[0006] As a method for solving this problem, "13th
Proceedings of the 13th IEEE International Conference on Laser Diodes (13th IEEE International
Semiconductor Laser Confe
rence Digest) 1992, 218-219
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6A, the diffraction gratings 61 and 62 have a constant period on the resonator axis and a length of a peak portion within one period of the diffraction grating. A method is described in which the ratio of the length of the peak portion to the sum of the lengths of the valley portion and the valley portion (here, defined as the duty ratio) is changed to change the effective feedback amount by the diffraction grating. .

【0007】この方法では、図6(B)に軸方向での結
合係数の分布を示すように共振器中央付近の帰還量を減
少させることができる。従って、この構造では、前記λ
/4位相シフト分布帰還型半導体レーザに比べて、共振
器の軸方向で電界強度分布が平坦になるという特徴があ
る。
According to this method, the feedback amount near the center of the resonator can be reduced as shown in FIG. 6 (B), which shows the distribution of the coupling coefficient in the axial direction. Therefore, in this structure, the λ
Compared to a / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser, the electric field intensity distribution is flattened in the axial direction of the resonator.

【0008】しかしながら、この方法では、中央付近で
のデューティー比が極端に小さくなりすぎてしまい、そ
の回折格子作製プロセスが非常に困難になるために、量
産時のレーザ素子の歩留まりが低くなる問題があった。
However, in this method, the duty ratio in the vicinity of the center becomes extremely small, and the manufacturing process of the diffraction grating becomes extremely difficult. there were.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザ共振
器の軸方向の電界強度分布を均一にすることにより、バ
イアス電流が変化した場合であっても前方後方出力比が
変動することなく、システム上で光出力をモニターし易
い半導体レーザを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the electric field intensity distribution in the axial direction of the laser resonator is made uniform so that the front-to-back output ratio does not change even when the bias current changes. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser whose light output can be easily monitored on a system.

【0010】また同時にレーザ共振器の軸方向の電界強
度分布を均一にすることにより、変調時の波長変動を低
減し、変調時でも安定動作が可能で、電流対光出力変換
効率の高い半導体レーザを提供することを目的とする。
At the same time, by making the electric field intensity distribution in the axial direction of the laser resonator uniform, wavelength fluctuation during modulation is reduced, stable operation is possible even during modulation, and a semiconductor laser having high current-to-light output conversion efficiency. The purpose is to provide.

【0011】また、本発明は、レーザ発振モードの安定
性を高めることにより、従来の半導体レーザに比べ、デ
ジタル変調時における符号誤り率を低くできる半導体レ
ーザを提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of lowering the bit error rate during digital modulation as compared with a conventional semiconductor laser by improving the stability of the laser oscillation mode.

【0012】さらに本発明は、量産時における作製プロ
セスを容易にし、素子間の特性のばらつきを小さくし、
歩留まりの高い半導体レーザを提供することを目的とす
る。
Further, the present invention facilitates a manufacturing process at the time of mass production, reduces variation in characteristics between elements,
It is an object to provide a semiconductor laser having a high yield.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、回折格子によ
り光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにおいて、この
回折格子が、複数の格子領域に分けられ、レーザ共振器
の中央で1次の回折格子の半周期分だけ位相がシフト
し、レーザ共振器の端面側に設けられた格子領域より、
中心方向に設けられた格子領域の回折格子の次数が高く
なるように、かつ、各格子領域の次数が1次〜4次以上
までの4段階以上で変化するように形成されていること
を特徴とする分布帰還型半導体レーザに関する。
According to the present invention, there is provided a distributed feedback semiconductor laser in which optical feedback is provided by a diffraction grating, wherein the diffraction grating is divided into a plurality of grating regions, and a first-order diffraction grating is provided at the center of the laser resonator. The phase is shifted by a half period of the grating, and the grating region is provided on the end face side of the laser resonator.
The order of the diffraction grating in the grating region provided in the center direction is high , and the order of each grating region is 1st to 4th or higher.
The present invention relates to a distributed feedback semiconductor laser characterized by being formed so as to change in four or more steps up to four steps .

【0014】ここで、回折格子の次数とは、回折格子の
1次の回折格子周期の整数倍の倍率をいい、本発明にお
いては、共振器の両端部に1次の回折格子周期の回折格
子が配置され、共振器端から共振器中央に向かって、軸
方向にそって前後対称に、回折格子の周期が端面付近の
1次の回折格子周期の2倍、3倍と整数倍になるように
形成される。
Here, the order of the diffraction grating means an integral multiple of the period of the first-order diffraction grating of the diffraction grating. In the present invention, the diffraction grating of the first-order diffraction grating period is provided at both ends of the resonator. Is arranged so that the period of the diffraction grating is an integer multiple of twice, three times or more the period of the first-order diffraction grating near the end face in a longitudinally symmetric manner along the axial direction from the resonator end toward the resonator center. Formed.

【0015】また、本発明の異なる態様は、回折格子に
より光帰還を行う分布帰還型半導体レーザにおいて、こ
の回折格子が、複数の格子領域に分けられ、レーザ共振
器の中央で1次の回折格子の半周期分だけ位相がシフト
し、レーザ共振器の端面側に設けられた格子領域より、
中心方向に設けられた格子領域の回折格子の次数が高く
なるように形成され、さらに、複数に分けられたそれぞ
れの格子領域内で、レーザ共振器の端面から中心方向に
向かって結合係数が減少するように、回折格子のデュー
ティー比が設定されていることを特徴とする分布帰還型
半導体レーザに関する。この態様においても、回折格子
の次数とは、回折格子の1次の回折格子周期の整数倍の
倍率をいい、本発明においては、共振器の両端部に1次
の回折格子周期の回折格子が配置され、共振器端から共
振器中央に向かって、軸方向にそって前後対称に、回折
格子の周期が端面付近の1次の回折格子周期の2倍、3
倍と整数倍になるように形成される。
Another aspect of the present invention relates to a diffraction grating.
In distributed feedback semiconductor lasers that provide more optical feedback,
Diffraction grating is divided into multiple grating regions,
Phase shifts by half a period of the first diffraction grating at the center of the detector
Then, from the grating region provided on the end face side of the laser resonator,
High order of diffraction grating in the grating area provided in the center direction
Each of which is formed to be
Within the grating region from the end face of the laser cavity to the center.
Of the grating so that the coupling coefficient decreases toward
Distributed feedback type with tee ratio set
The present invention relates to a semiconductor laser. Also in this embodiment, the diffraction grating
Is an integral multiple of the first diffraction grating period of the diffraction grating.
Magnification: In the present invention, the first order is applied to both ends of the resonator.
A diffraction grating with a period of
Diffraction symmetrically along the axial direction toward the center of the shaker
The grating period is twice the period of the first-order diffraction grating near the end face, 3
It is formed so as to be a multiple and an integral multiple.

【0016】本発明において、回折格子のデューティー
比とは、格子の半値幅と格子の1周期長との比をいうも
のとする。
In the present invention, the duty ratio of the diffraction grating refers to the ratio between the half width of the grating and the length of one period of the grating.

【0017】回折格子の格子部分の形状は、方形波状、
正弦波状、三角波状等の通常回折格子として機能する形
状であれば特に限定はされない。
The shape of the grating portion of the diffraction grating is a square wave,
There is no particular limitation as long as the shape functions as a normal diffraction grating, such as a sine wave or a triangular wave.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】従来のλ/4位相シフト分布帰還
型半導体レーザは、前述のように、光の帰還が中央付近
で強くなり過ぎるため、光が中央付近に集中する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a conventional λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser, as described above, since light feedback becomes too strong near the center, light is concentrated near the center.

【0019】また、通常は回折格子のデューティー比は
50%(方形波状であれば、回折格子の山の部分の長さ
と谷の部分の長さが等しい。)であり、回折格子からの
帰還量を示す指標である結合係数は、共振器軸上で一定
に設定されている。また、このようにデューティー比が
50%の状態のとき、結合係数が最大であり、デューテ
ィー比を50%から高くするかまたは低くすることで、
結合係数を減少させることができる。
In general, the duty ratio of the diffraction grating is 50% (in the case of a square wave, the length of the peak portion and the length of the valley portion of the diffraction grating are equal), and the amount of feedback from the diffraction grating. Is set to be constant on the resonator axis. Also, when the duty ratio is 50%, the coupling coefficient is maximum, and by increasing or decreasing the duty ratio from 50%,
The coupling coefficient can be reduced.

【0020】そこで、回折格子の周期を変化させること
により、共振器内部の電界強度分布を平坦にすることが
考えられる。しかし、回折格子の周期を変化させること
だけで光が中央に集中する問題を解決しようとすると、
中央付近のデューティー比をほぼ100%または0%に
することが必要であり、回折格子の山の部分または谷の
部分が極端に短くなり、回折格子の製造が極めて困難に
なる。
Therefore, it is conceivable to flatten the electric field intensity distribution inside the resonator by changing the period of the diffraction grating. However, if you try to solve the problem that light is concentrated at the center only by changing the period of the diffraction grating,
It is necessary to make the duty ratio near the center approximately 100% or 0%, and the peaks or valleys of the diffraction grating become extremely short, which makes it extremely difficult to manufacture the diffraction grating.

【0021】一方、回折格子の次数が高いほど、結合係
数が減少することが、例えば「アイトリプルイー ジャ
ーナル・オブ・クワンタム・エレクトロニクス(IEE
EJournal of Quantum Electr
onics)vol.QE−12(1976)pp.7
37−739」に記載されている。また、同一共振器全
体にわたり2次の回折格子を用いた例が「アイトリプル
イー ジャーナル・オブ・クワンタム・エレクトロニク
ス(IEEE Journal of Quantum E
lactronics)vol.QE−24No.1,
(1988)pp.73−82」に記載されている。し
かし、これらに記載された構造ではレーザ共振器内の電
界強度を平坦にすることはできない。
On the other hand, the higher the order of the diffraction grating, the lower the coupling coefficient is, for example, as described in “I Triple E Journal of Quantum Electronics (IEEE).
EJournal of Quantum Electr
onics) vol. QE-12 (1976) pp. 7
37-739 ". Further, an example using a second-order diffraction grating over the same resonator is described in "IEEE Journal of Quantum E.
lactronics) vol. QE-24No. 1,
(1988) pp. 73-82 ". However, the structures described therein cannot make the electric field intensity inside the laser cavity flat.

【0022】これに対して本発明では、レーザ共振器の
中心部の方の回折格子の次数が高くなるように形成され
ているため、中心部では結合係数が小さくなり中央付近
での光の帰還量を減少させることができ、内部電界強度
分布を平坦にすることができる。
On the other hand, according to the present invention, since the order of the diffraction grating in the center of the laser resonator is higher, the coupling coefficient becomes smaller in the center, and the feedback of light near the center is performed. The amount can be reduced, and the internal electric field intensity distribution can be flattened.

【0023】また、前記文献には、高次の回折格子を用
いることで、しきい値利得差を大きくできることが記載
されているが、本発明においても同様の効果が得られ、
部分的に高次の回折格子を用いることで、従来例と比較
しても高いしきい値利得差を得ることができる。
Although the above-mentioned document describes that the threshold gain difference can be increased by using a higher-order diffraction grating, the same effect can be obtained in the present invention.
By partially using a higher-order diffraction grating, a higher threshold gain difference can be obtained as compared with the conventional example.

【0024】また、本発明の構造では、中央付近での回
折格子周期は、端面付近の回折格子周期の数倍になるた
め、回折格子の山の部分の長さまたは谷の部分の長さは
十分長く、作製プロセスも容易になる。
Also, in the structure of the present invention, the period of the diffraction grating near the center is several times the period of the diffraction grating near the end face. It is long enough and the fabrication process is easy.

【0025】また、従来のλ/4位相シフト分布帰還型
半導体レーザと同様に、本発明においても、端面付近の
回折格周期によって決定されるブラッグ波長で発振す
る。
Further, like the conventional λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser, the present invention also oscillates at the Bragg wavelength determined by the diffraction period near the end face.

【0026】レーザの主モードがブラッグ波長に等しい
場合には、主モードと副モードの差が最大になるため、
モード安定性の指標であるしきい値利得差は、本構造で
はλ/4位相シフト分布帰還型半導体レーザと同等に高
い値が得られる。
When the main mode of the laser is equal to the Bragg wavelength, the difference between the main mode and the submode is maximized.
In this structure, a threshold gain difference which is an index of mode stability can be as high as that of a λ / 4 phase shift distributed feedback semiconductor laser.

【0027】さらに本発明では、回折格子の次数を変化
させるだけでなく、同時に回折格子のデューティー比を
変化させることで、軸方向上での結合係数をさらに微調
整することができる。これにより、理論的には「アイト
リプルイー フォトニクス・テクノロジー・レターズ
(IEEE Photonics Technology
Letters) vo1.2(1990)pp.17
0−172」に示されているような結合係数の分布を形
成することができ、共振器内部の電界強度分布を完全に
平坦にすることができる。
Further, in the present invention, the coupling coefficient in the axial direction can be further finely adjusted by not only changing the order of the diffraction grating but also changing the duty ratio of the diffraction grating at the same time. Thereby, theoretically, "I Triple Photonics Technology Letters (IEEE Photonics Technology)
Letters) vo1.2 (1990) pp. 17
0-172 "can be formed, and the electric field strength distribution inside the resonator can be completely flattened.

【0028】また本発明では、回折格子部分の導電型
を、その周囲の導電型と反転させて形成した電流ブロッ
ク構造とすると、活性層に注入する電流を制御すること
ができ、軸方向上で任意の利得の分布を得ることができ
る。導電型を反転させた構造については、「第13回ア
イトリプルイー国際半導体レーザ会議学会予稿集(13
th IEEE International Semi
conductor Laser Conference
Digest)1992年 14〜15頁」に記載され
ている。
Further, in the present invention, when the conductivity type of the diffraction grating portion is a current block structure formed by inverting the conductivity type around the diffraction grating portion, the current injected into the active layer can be controlled and the axial direction can be controlled. Any gain distribution can be obtained. Regarding the structure with inverted conductivity type, see the 13th I Triple E International Semiconductor Laser Conference Proceedings (13
the IEEE International Semi
conductor Laser Conference
Digest), 1992, pp. 14-15 ".

【0029】本発明においては、理論的には「ヘールト
・モルティエル著博士論文 ゲント大学1991年 図
4.3.5」に記載されているように、共振器軸方向上
で、活性層利得と結合係数の両者を分布させることによ
り、内部電界強度分布を完全に平坦にすることができ
る。しかしながら前記構造を実現するためには結合係数
が実数であることが必要であるため、本発明において
は、その回折格子部分とその周囲とで光吸収係数が等し
くなるように回折格子部分のキャリア密度をそれぞれ設
定する。
In the present invention, as described in "Hart Mortier's doctoral dissertation, Ghent University, 1991, FIG. By distributing both coefficients, the internal electric field intensity distribution can be completely flattened. However, in order to realize the above structure, it is necessary for the coupling coefficient to be a real number. Are set respectively.

【0030】以上のように本発明によれば、回折格子の
次数とデューティー比を変化させるだけで、単一モード
性が高く、共振器内部の電界強度分布が平坦で、変調時
の波長変動が小さいレーザを実現できる。
As described above, according to the present invention, only by changing the order and the duty ratio of the diffraction grating, the single mode property is high, the electric field intensity distribution inside the resonator is flat, and the wavelength fluctuation during modulation is small. A small laser can be realized.

【0031】[0031]

【実施例】[実施例1]図1(A)は、実施例1の30
0ミクロン共振器の半導体レーザ10の構造図(断面
図)である。
[Embodiment 1] FIG.
FIG. 2 is a structural view (cross-sectional view) of a semiconductor laser 10 having a 0-micron resonator.

【0032】この半導体レーザを形成するには、周知の
エピタキシャル成長により、n型InP半導体基板1上
に、n型InPクラッド層2を1ミクロン、多重量子井
戸層3を層厚0.2ミクロン、p型InGaAsP光ガ
イド層4を層厚0.1ミクロン、回折格子形成のためp
型InGaAsP層を0.03ミクロン成長した後、周
知の電子ビーム露光法および周知のリソグラフィーによ
り前記p型InGaAsP層をエッチングすることで回
折格子11〜18および位相シフト構造5を同一平面上
に形成する。
In order to form this semiconductor laser, the n-type InP cladding layer 2 is 1 μm thick, the multiple quantum well layer 3 is 0.2 μm thick, and the -Type InGaAsP light guide layer 4 having a thickness of 0.1 μm and having a thickness of p for forming a diffraction grating.
After growing a p-type InGaAsP layer by 0.03 μm, the p-type InGaAsP layer is etched by a known electron beam exposure method and a known lithography to form diffraction gratings 11 to 18 and a phase shift structure 5 on the same plane. .

【0033】さらに、p型InPクラッド層6を層厚3
ミクロン、p型InGaAsPキャップ層7を層厚0.
2ミクロン形成し、周知の電極形成法によりp型InG
aAsPキャップ層7上にp型電極8、そしてn型In
P半導体基板1下にn型電極9を形成する。
Further, the p-type InP cladding layer 6 has a thickness of 3
A micron, p-type InGaAsP cap layer 7 having a thickness of 0.
2 μm and p-type InG
a-type electrode 8 on n-type In
An n-type electrode 9 is formed under the P semiconductor substrate 1.

【0034】また、半導体レーザ10の両端面には、無
反射コーティングを施す。ここでは、回折格子11〜1
8を形成する際のエッチングの深さは、分布帰還結合係
数κが約70cmー1となるように0.03ミクロンとし
た。
In addition, anti-reflection coating is applied to both end surfaces of the semiconductor laser 10. Here, the diffraction gratings 11 to 1
The etching depth at the time of forming 8 was set to 0.03 μm so that the distributed feedback coupling coefficient κ was about 70 cm −1 .

【0035】回折格子11〜18については、図1
(B)に次数の分布を示す通り、第1の回折格子11は
次数が1すなわち、周期が202ナノメートルで片方の
端面から20ミクロンの長さに形成され;第2の回折格
子12は次数が2すなわち周期が404ナノメートルで
30ミクロンの長さであり、第1の回折格子11と位相
が連続するように接続され;第3の回折格子13は次数
が3すなわち周期が606ナノメートルで50ミクロン
の長さであり、第2の回折格子12と位相が連続するよ
うに接続され;第4の回折格子14は次数が4すなわち
周期が808ナノメートルで50ミクロンの長さであ
り、第3の回折格子13と位相が連続するように接続さ
れている。
The diffraction gratings 11 to 18 are shown in FIG.
As shown in the distribution of the orders in (B), the first diffraction grating 11 has the order of 1, that is, is formed to have a period of 202 nanometers and a length of 20 μm from one end face; Is 2 or 404 nanometers long and 30 microns long and is connected in phase with the first diffraction grating 11; the third diffraction grating 13 has an order of 3 or a period 606 nanometers The fourth diffraction grating 14 is 50 microns long and 50 microns long with a fourth order, i.e., a period of 808 nanometers, which is 50 microns long and connected in phase with the second diffraction grating 12; The third diffraction grating 13 is connected so that the phase is continuous.

【0036】第4の回折格子14と第5の回折格子15
との間には、位相が第1の回折格子11の周期の半周期
だけシフトするような位相シフト構造5を配置させ、第
5の回折格子15は次数が4すなわち周期が808ナノ
メートルで50ミクロンの長さであり;第6の回折格子
16は次数が3すなわち周期が606ナノメートルで5
0ミクロンの長さに形成され、第5の回折格子15と位
相が連続するように接続され;第7の回折格子17は次
数が2すなわち周期が404ナノメートルで30ミクロ
ンの長さであり、第6の回折格子16と位相が連続する
ように接続され;第8の回折格子18は次数が1すなわ
ち周期が202ナノメートルで20ミクロンの長さであ
り、第7の回折格子17と位相が連続するように接続さ
れている。
Fourth diffraction grating 14 and fifth diffraction grating 15
The phase shift structure 5 whose phase is shifted by a half period of the period of the first diffraction grating 11 is disposed between the fifth diffraction grating 15 and the fifth diffraction grating 15. The sixth diffraction grating 16 is of order 3 or 5 with a period of 606 nanometers.
Formed to a length of 0 microns and connected in phase with the fifth diffraction grating 15; the seventh diffraction grating 17 has an order of 2 or a period of 404 nanometers and is 30 microns long; The eighth diffraction grating 18 is connected to the sixth diffraction grating 16 so as to be continuous in phase; the eighth diffraction grating 18 has an order of 1, that is, a period of 202 nanometers and a length of 20 microns, and the eighth diffraction grating 18 has the same phase as the seventh diffraction grating 17. They are connected so as to be continuous.

【0037】回折格子の次数をこのように分布させるこ
とにより、図1(C)に示されるような結合係数の分布
を得ることができる。
By distributing the orders of the diffraction grating in this way, a distribution of the coupling coefficient as shown in FIG. 1C can be obtained.

【0038】図4中の曲線(A)は、本発明の第1の実
施例による半導体レーザ10の内部の電界強度分布を示
したものである。内部の電界強度の最小値と最大値の比
は0.95となり、図4中の曲線(D)に示す従来のλ
/4位相シフト分布帰還型レーザの0.33よりも内部
の電界強度分布の平坦性が増大していることがわかる。
また、レーザのモード安走性を示すしきい値利得差に
ついては、本発明の第1の実施例の構造では約0.78
が得られた。これは、従来のλ/4位相シフト分布帰還
型レーザの0.77よりも高い。
A curve (A) in FIG. 4 shows an electric field intensity distribution inside the semiconductor laser 10 according to the first embodiment of the present invention. The ratio between the minimum value and the maximum value of the internal electric field strength is 0.95, and the conventional λ shown in a curve (D) in FIG.
It can be seen that the flatness of the internal electric field intensity distribution is greater than 0.33 of the / 4 phase shift distributed feedback laser.
In addition, the threshold gain difference indicating the mode running property of the laser is about 0.78 in the structure of the first embodiment of the present invention.
was gotten. This is higher than 0.77 of the conventional λ / 4 phase shift distributed feedback laser.

【0039】また本実施例においては、レーザの発振波
長は第1の回折格子11の周期によって決定されるブラ
ッグ波長である1.3ミクロンで発振する。
In this embodiment, the laser oscillates at a wavelength of 1.3 μm, which is the Bragg wavelength determined by the period of the first diffraction grating 11.

【0040】また、本実施例においては、レーザ共振器
の長さを300ミクロンとしたが、特にこれに制限され
るものではない。
Further, in the present embodiment, the length of the laser resonator is set to 300 μm, but is not particularly limited to this.

【0041】また、本実施例においては、Lをレーザ共
振器長とすると、規格化結合係数κ×Lを約2と設定し
た(回折格子11〜18において分布帰還結合係数κを
約70cmー1と設定した)が、2から4が望ましい。規
格化結合係数を大きく設定するに伴い、共振器中央付近
の光分布帰還量を減少させる必要があり、共振器軸上で
の次数の段数を増加させて、共振器中央付近での回折格
子の次数を大きくすることで結合係数をさらに減少させ
ることができる。規格化結合係数が大きいほど、レーザ
発振モードが安定し、レーザ劈開時に第1の回折格子1
1および第8の回折格子18の長さが設計と異なるレー
ザ装置が得られることがあっても、その影響を小さくす
ることができる。
In this embodiment, when L is the laser cavity length, the normalized coupling coefficient κ × L is set to about 2 (the distributed feedback coupling coefficient κ in the diffraction gratings 11 to 18 is about 70 cm −1). 2 to 4 are desirable. As the normalized coupling coefficient is set to a large value, it is necessary to reduce the amount of light distribution feedback near the center of the resonator.By increasing the number of orders on the resonator axis, the diffraction grating near the center of the resonator is required. Increasing the order can further reduce the coupling coefficient. As the normalized coupling coefficient increases, the laser oscillation mode becomes more stable, and the first diffraction grating 1
Even if a laser device in which the lengths of the first and eighth diffraction gratings 18 are different from the design can be obtained, the influence can be reduced.

【0042】[実施例2]図2(A)は、第2の実施例
の300ミクロン共振器の半導体レーザ20の構造図
(断面図)である。
[Embodiment 2] FIG. 2A is a structural view (cross-sectional view) of a semiconductor laser 20 having a 300-micron resonator according to a second embodiment.

【0043】この半導体レーザは、第1の実施例と同様
に、n型InGaAsP半導体基板1上に周知のエピタ
キシャル成長および周知の電極形成法により各層を積層
し、周知の電子ビーム露光法および周知のリソグラフィ
ーにより回折格子21〜28および位相シフト構造5を
同一平面上に形成する。回折格子21〜28は本発明の
実施例1と同様に周期を設定し、回折格子の次数の分布
は図1(B)と同一である。
In this semiconductor laser, as in the first embodiment, each layer is laminated on an n-type InGaAsP semiconductor substrate 1 by a known epitaxial growth and a known electrode forming method, and a known electron beam exposure method and a known lithography method are used. To form the diffraction gratings 21 to 28 and the phase shift structure 5 on the same plane. The periods of the diffraction gratings 21 to 28 are set similarly to the first embodiment of the present invention, and the distribution of the order of the diffraction grating is the same as that in FIG.

【0044】また、半導体レーザ20の両端面には、無
反射コーティングが施されている。回折格子21〜28
を形成する際のエッチングの深さは、分布帰還結合係数
κが約70cmー1となるように0.03ミクロンとす
る。
In addition, both end surfaces of the semiconductor laser 20 are provided with an anti-reflection coating. Diffraction gratings 21 to 28
Is formed at 0.03 μm so that the distributed feedback coupling coefficient κ is about 70 cm −1 .

【0045】図2(B)に回折格子21〜28のデュー
ティー比の分布を示す通り、回折格子21〜28はそれ
ぞれ、中心方向に向かってデューティー比が減少するよ
うに設定されている。このようにすることで、図2
(C)に示されるように共振器全体における結合係数の
分布をなめらかに変化させることができ、内部電界分布
を完全に平坦にすることができる。
As shown in FIG. 2B, the distribution of the duty ratio of the diffraction gratings 21 to 28 is set so that the duty ratio of each of the diffraction gratings 21 to 28 decreases toward the center. By doing so, FIG.
As shown in (C), the distribution of the coupling coefficient in the entire resonator can be smoothly changed, and the internal electric field distribution can be completely flattened.

【0046】図4中の曲線(B)は、本発明の第2の実
施例による半導体レーザ20の内部の電界強度分布を示
したものである。内部の電界強度の最小値と最大値の比
は約1.0となり、図4中の曲線(D)に示す従来のλ
/4位相シフト分布帰還型レーザの0.33よりも内部
の電界強度分布の平坦性が増大していることがわかる。
また、レーザのモード安定性を示すしきい値利得差に
ついては、第2の実施例の構造では約0.8が得られ
た。これは、従来のλ/4位相シフト分布帰還型レーザ
の0.77よりも高い。
A curve (B) in FIG. 4 shows an electric field intensity distribution inside the semiconductor laser 20 according to the second embodiment of the present invention. The ratio between the minimum value and the maximum value of the internal electric field strength is about 1.0, and the conventional λ shown in the curve (D) in FIG.
It can be seen that the flatness of the internal electric field intensity distribution is greater than 0.33 of the / 4 phase shift distributed feedback laser.
Further, about the threshold gain difference indicating the mode stability of the laser, about 0.8 was obtained in the structure of the second embodiment. This is higher than 0.77 of the conventional λ / 4 phase shift distributed feedback laser.

【0047】また、本実施例においては、レーザ発振波
長は、全ての回折格子に対する平均の周期によって決定
されるブラッグ波長である1.3ミクロンで発振する。
In this embodiment, the laser oscillation wavelength is 1.3 μm, which is the Bragg wavelength determined by the average period of all the diffraction gratings.

【0048】また、本実施例においては、レーザ共振器
の長さを300ミクロンとしたが、特にこれに制限され
るものではない。
Further, in the present embodiment, the length of the laser resonator is set to 300 μm, but is not particularly limited to this.

【0049】また、本実施例においては、Lをレーザ共
振器長とすると、規格化結合係数κ×Lを約2と設定し
た(回折格子21〜28において分布帰還結合係数κを
約70cmー1と設定した)が、2から4が望ましい。規
格化結合係数を大きく設定するに伴い、共振器中央付近
の光分布帰還量を減少させる必要があり、共振器軸上で
の次数の段数を増加させて、共振器中央付近での回折格
子の次数を大きくすることで結合係数をさらに減少させ
ることができる。規格化結合係数が大きいほど、レーザ
発振モードが安定し、レーザ劈開時に第1の回折格子2
1および第8の回折格子28の長さが設計と異なるレー
ザ装置が得られることがあっても、その影響を小さくす
ることができる。
In this embodiment, when L is the length of the laser resonator, the normalized coupling coefficient κ × L is set to about 2 (the distributed feedback coupling coefficient κ in the diffraction gratings 21 to 28 is about 70 cm −1). 2 to 4 are desirable. As the normalized coupling coefficient is set to a large value, it is necessary to reduce the amount of light distribution feedback near the center of the resonator.By increasing the number of orders on the resonator axis, the diffraction grating near the center of the resonator is required. Increasing the order can further reduce the coupling coefficient. As the normalized coupling coefficient increases, the laser oscillation mode becomes more stable, and the first diffraction grating 2
Even if a laser device in which the length of the first and eighth diffraction gratings 28 is different from the design can be obtained, the effect can be reduced.

【0050】[実施例3]図3(A)は、第3の実施例
の300ミクロン共振器の半導体レーザ30の構造図
(断面図)である。
Embodiment 3 FIG. 3A is a structural view (cross-sectional view) of a semiconductor laser 30 having a 300-micron resonator according to a third embodiment.

【0051】この半導体レーザは、本発明の第1の実施
例と同様に、n型InGaAsP半導体基板1上に周知
のエピタキシャル成長および周知の電極形成法により各
層を積層し、周知の電子ビーム露光法および周知のリソ
グラフィーにより回折格子31〜36および位相シフト
構造5を同一平面上に形成する。回折格子31〜36は
本発明の実施例1と同様に、端面から中心に向かって次
数が増加するように設定する。
In this semiconductor laser, as in the first embodiment of the present invention, each layer is laminated on an n-type InGaAsP semiconductor substrate 1 by a known epitaxial growth and a well-known electrode forming method. The diffraction gratings 31 to 36 and the phase shift structure 5 are formed on the same plane by well-known lithography. The diffraction gratings 31 to 36 are set so that the order increases from the end face toward the center, similarly to the first embodiment of the present invention.

【0052】ただし、本実施例では、回折格子31〜3
6を形成するのに、n型InGaAsP層を成長した後
にエッチングすることで形成する。即ち、回折格子の導
電型が、その周囲に配置されているp型InGaAsP
光ガイド層5およびp型InPクラッド層6と導電型が
反対になっている。
However, in this embodiment, the diffraction gratings 31 to 3 are used.
6 is formed by growing an n-type InGaAsP layer and then etching it. That is, the conductivity type of the diffraction grating is the same as that of the p-type InGaAsP
The conductivity type is opposite to the light guide layer 5 and the p-type InP clad layer 6.

【0053】また、回折格子31〜36を形成している
n型InGaAsP層のキャリア密度は2×1017cm
ー3程度であり、また、その周囲に配置されているp型I
nPクラッド層6のキャリア密度は、5×1017cm-3
程度である。このようにキャリア濃度を変えることによ
り、導電型の異なる回折格子とその周囲の光吸収係数が
等しくなるように調整することが好ましい。
The carrier density of the n-type InGaAsP layer forming the diffraction gratings 31 to 36 is 2 × 10 17 cm.
-3 , and the p-type I
The carrier density of the nP cladding layer 6 is 5 × 10 17 cm −3
It is about. By changing the carrier concentration in this way, it is preferable to make adjustments so that the diffraction gratings of different conductivity types and the surrounding light absorption coefficients are equal.

【0054】また、半導体レーザ30の両端面には、無
反射コーティングが施されている。回折格子31〜36
を形成する際のエッチングの深さは、分布帰還結合係数
κが約70cmー1となるように0.03ミクロンとす
る。
The semiconductor laser 30 has an anti-reflection coating on both end faces. Diffraction gratings 31-36
Is formed at 0.03 μm so that the distributed feedback coupling coefficient κ is about 70 cm −1 .

【0055】図3(B)に回折格子31〜36の結合係
数の分布を示す通り、中心方向に向かって結合係数が減
少するように設定されている。また、回折格子31〜3
6は周囲と電気導電型が反転しているため、活性層に注
入される電流をブロックし、回折格子のデューティー比
が位置により異なるため、図3(C)に示されるような
活性層利得の分布を得ることができる。
As shown in FIG. 3B, the distribution of the coupling coefficients of the diffraction gratings 31 to 36 is set so that the coupling coefficient decreases toward the center. Also, the diffraction gratings 31 to 3
6 blocks the current injected into the active layer because the electrical conductivity type is inverted with respect to the surroundings. Since the duty ratio of the diffraction grating varies depending on the position, the gain of the active layer as shown in FIG. A distribution can be obtained.

【0056】このようにすることで、結合係数および活
性層利得変化させることができ、内部電界分布を完全に
平坦にすることができる。
By doing so, the coupling coefficient and the active layer gain can be changed, and the internal electric field distribution can be completely flattened.

【0057】図4中の曲線(C)は、本発明の第3の実
施例による半導体レーザ30の内部の電界強度分布を示
したものである。内部の電界強度の最小値と最大値の比
は約1.0となり、図4中の曲線(D)に示す従来のλ
/4位相シフト分布帰還型レーザの0.33よりも内部
の電界強度分布の平坦性が増大していることがわかる。
また、レーザ単一モード性を示すしきい値利得差につ
いては、本発明の第3の実施例では約0.8が得られ
た。これは、従来のλ/4位相シフト分布帰還型レーザ
の0.77よりも高い。また、本実施例においては、レ
ーザ発振波長は、全ての回折格子に対する平均の周期に
よって決定されるブラッグ波長である1.3ミクロンで
発振する。
A curve (C) in FIG. 4 shows an electric field intensity distribution inside the semiconductor laser 30 according to the third embodiment of the present invention. The ratio between the minimum value and the maximum value of the internal electric field strength is about 1.0, and the conventional λ shown in the curve (D) in FIG.
It can be seen that the flatness of the internal electric field intensity distribution is greater than 0.33 of the / 4 phase shift distributed feedback laser.
Further, about the threshold gain difference indicating the laser single mode property, about 0.8 was obtained in the third embodiment of the present invention. This is higher than 0.77 of the conventional λ / 4 phase shift distributed feedback laser. In this embodiment, the laser oscillation wavelength is 1.3 μm, which is the Bragg wavelength determined by the average period for all the diffraction gratings.

【0058】また、本実施例においては、レーザ共振器
の長さを300ミクロンとしたが、特にこれに制限され
るものではない。
Further, in the present embodiment, the length of the laser resonator is set to 300 μm, but is not particularly limited to this.

【0059】また、本実施例においては、回折格子の存
在する長さLが300ミクロンであり、規格化結合係数
κ×Lを約2と設定した(回折格子31〜36において
分布帰還結合係数κを約70cmー1と設定した)が、こ
れは2から4が望ましい。規格化結合係数を大きく設定
するに伴い、活性層利得分布を共振器中央付近でより利
得を増大させる必要がある。このことにより、レーザ発
振モードがより安定化し、レーザ劈開時に第1の回折格
子31および第6の回折格子36の長さが設計と異なる
レーザ装置が得られることがあっても、その影響を小さ
くすることができる。
In this embodiment, the length L of the diffraction grating is 300 microns, and the normalized coupling coefficient κ × L is set to about 2 (the distributed feedback coupling coefficient κ in the diffraction gratings 31 to 36). Was set to about 70 cm -1 ), but this is preferably 2 to 4. As the normalized coupling coefficient is set large, it is necessary to increase the gain of the active layer gain distribution near the center of the resonator. As a result, the laser oscillation mode is further stabilized, and even if a laser device in which the lengths of the first diffraction grating 31 and the sixth diffraction grating 36 are different from the design at the time of laser cleavage may be obtained, the effect is reduced. can do.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、レーザ共振器の軸方向
の電界強度分布を均一にすることにより、バイアス電流
が変化した場合であっても前方後方出力比が変動するこ
となく、システム上で光出力をモニターし易い半導体レ
ーザを提供することができる。また同時にレーザ共振器
の軸方向の電界強度分布を均一にすることにより、変調
時の波長変動を低減し、変調時でも安定動作が可能で、
電流対光出力変換効率の高い半導体レーザを提供するこ
とができる。
According to the present invention, the electric field intensity distribution in the axial direction of the laser resonator is made uniform, so that the front-to-back output ratio does not change even when the bias current changes, and the Thus, a semiconductor laser whose light output can be easily monitored can be provided. At the same time, by making the electric field intensity distribution in the axial direction of the laser resonator uniform, wavelength fluctuations during modulation are reduced, and stable operation is possible even during modulation.
A semiconductor laser having high current-to-light output conversion efficiency can be provided.

【0061】また、本発明によれば、レーザ発振モード
の安定性を高めることにより、従来の半導体レーザに比
べ、デジタル変調時における符号誤り率を低くできる半
導体レーザを提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser capable of lowering the bit error rate during digital modulation as compared with a conventional semiconductor laser by increasing the stability of the laser oscillation mode.

【0062】さらに本発明によれば、量産時における作
製プロセスを容易にし、素子間の特性のばらつきを小さ
くし、歩留まりの高い半導体レーザを提供することがで
きる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser having a high yield by facilitating a manufacturing process in mass production, reducing variations in characteristics between elements.

【0063】このように本発明を用いることにより、光
通信において大容量の伝送が可能となり、加入者数の増
大、通信サービスの拡大を実現できる。さらにまた、加
入者向けの低コストな光通信システムを実現できる。
As described above, by using the present invention, large-capacity transmission is possible in optical communication, and the number of subscribers and communication service can be increased. Furthermore, a low-cost optical communication system for subscribers can be realized.

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

【図1】本発明の第1の実施例の半導体レーザ装置を示
す図である。 (A)構造図(断面図) (B)回折格子次数の分布 (C)結合係数の分布
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. (A) Structure diagram (cross-sectional view) (B) Distribution of diffraction grating order (C) Distribution of coupling coefficient

【図2】本発明の第2の実施例の半導体レーザ装置を示
す図である。 (A)構造図(断面図) (B)回折格子デューティー比の分布 (C)結合係数の分布
FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention. (A) Structural diagram (cross-sectional view) (B) Distribution of diffraction grating duty ratio (C) Distribution of coupling coefficient

【図3】本発明の第3の実施例の半導体レーザ装置を示
す図である。 (A)構造図(断面図) (B)結合係数の分布 (C)活性層利得の分布
FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention. (A) Structure diagram (cross-sectional view) (B) Distribution of coupling coefficient (C) Distribution of active layer gain

【図4】半導体レーザ装置の内部の電界強度分布を示す
図である。 曲線(A):第1の実施例 曲線(B):第2の実施例 曲線(C):第3の実施例 曲線(D):従来例
FIG. 4 is a diagram showing an electric field intensity distribution inside a semiconductor laser device. Curve (A): First embodiment Curve (B): Second embodiment Curve (C): Third embodiment Curve (D): Conventional example

【図5】第1の従来例であるλ/4位相シフト型DFB
レーザの構造図である。
FIG. 5 is a first conventional example of a λ / 4 phase shift type DFB.
It is a structural diagram of a laser.

【図6】第2の従来例である半導体レーザ装置の構造図
(A)と、その回折格子のデューティー比の分布(B)
と、その結合係数の分布(C)を示した図である。
FIG. 6A is a structural view of a semiconductor laser device according to a second conventional example, and FIG. 6B is a distribution of the duty ratio of the diffraction grating (B).
FIG. 4 is a diagram showing a distribution (C) of the coupling coefficient.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型InP半導体基板 2 n型InPクラッド層 3 多重量子井戸層 4 p型InGaAsP光ガイド層 5 位相シフト構造 6 p型InPクラッド層 7 p型InGaAsPキャップ層 8 p型電極 9 n型電極 10 半導体レーザ 11 第1の回折格子 12 第2の回折格子 13 第3の回折格子 14 第4の回折格子 15 第5の回折格子 16 第6の回折格子 17 第7の回折格子 18 第8の回折格子 20 半導体レーザ 21 第1の回折格子 22 第2の回折格子 23 第3の回折格子 24 第4の回折格子 25 第5の回折格子 26 第6の回折格子 27 第7の回折格子 28 第8の回折格子 30 半導体レーザ 31 第1の回折格子 32 第2の回折格子 33 第3の回折格子 34 第4の回折格子 35 第5の回折格子 36 第6の回折格子 Reference Signs List 1 n-type InP semiconductor substrate 2 n-type InP cladding layer 3 multiple quantum well layer 4 p-type InGaAsP light guide layer 5 phase shift structure 6 p-type InP cladding layer 7 p-type InGaAsP cap layer 8 p-type electrode 9 n-type electrode 10 semiconductor Laser 11 First diffraction grating 12 Second diffraction grating 13 Third diffraction grating 14 Fourth diffraction grating 15 Fifth diffraction grating 16 Sixth diffraction grating 17 Seventh diffraction grating 18 Eighth diffraction grating 20 Semiconductor laser 21 first diffraction grating 22 second diffraction grating 23 third diffraction grating 24 fourth diffraction grating 25 fifth diffraction grating 26 sixth diffraction grating 27 seventh diffraction grating 28 eighth diffraction grating Reference Signs List 30 semiconductor laser 31 first diffraction grating 32 second diffraction grating 33 third diffraction grating 34 fourth diffraction grating 35 fifth diffraction grating 36 sixth diffraction grating

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回折格子により光帰還を行う分布帰還型
半導体レーザにおいて、 この回折格子が、複数の格子領域に分けられ、レーザ共
振器の中央で1次の回折格子の半周期分だけ位相がシフ
トし、レーザ共振器の端面側に設けられた格子領域よ
り、中心方向に設けられた格子領域の回折格子の次数が
高くなるように、かつ、各格子領域の次数が1次〜4次
以上までの4段階以上で変化するように形成されている
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
In a distributed feedback semiconductor laser that performs optical feedback by means of a diffraction grating, the diffraction grating is divided into a plurality of grating regions, and the phase is shifted by a half period of the primary diffraction grating at the center of the laser resonator. The grating region is shifted so that the order of the diffraction grating of the grating region provided in the center direction is higher than that of the grating region provided on the end face side of the laser resonator , and the order of each grating region is 1st to 4th order.
A distributed feedback semiconductor laser characterized by being formed so as to change in four or more stages .
【請求項2】 回折格子により光帰還を行う分布帰還型
半導体レーザにおいて、 この回折格子が、複数の格子領域に分けられ、レーザ共
振器の中央で1次の回折格子の半周期分だけ位相がシフ
トし、レーザ共振器の端面側に設けられた格子領域よ
り、中心方向に設けられた格子領域の回折格子の次数が
高くなるように形成され、 さらに、 複数に分けられたそれぞれの格子領域内で、レ
ーザ共振器の端面から中心方向に向かって結合係数が減
少するように、回折格子のデューティー比が設定されて
いることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
2. A distributed feedback type in which optical feedback is performed by a diffraction grating.
In a semiconductor laser, this diffraction grating is divided into a plurality of grating regions,
At the center of the shaker, the phase shifts by half the period of the primary diffraction grating.
From the grating region provided on the end face side of the laser resonator.
The order of the diffraction grating in the grating region provided in the center direction is
Is formed so as to be higher, further, within each grating region divided into a plurality, as the coupling coefficient toward the center from the end surface of the laser resonator is reduced, the duty ratio of the diffraction grating is set the distribution feedback type semiconductor laser you, characterized in that.
【請求項3】 前記の回折格子のデューティー比は50
%以下であって、複数に分けられたそれぞれの格子領域
内で、レーザ共振器の端面から中心方向に向かって小さ
くなるように設定されていることを特徴とする請求項2
記載の分布帰還型半導体レーザ。
3. The duty ratio of the diffraction grating is 50.
% Or less, and is set so as to decrease from the end face of the laser resonator toward the center in each of the plurality of divided grating regions.
The distributed feedback semiconductor laser as described in the above.
【請求項4】 前記回折格子は、格子部分の導電型がそ
の周囲の導電型と反転している電流ブロック構造を有
し、格子部分とその周囲とでキャリア密度が異なること
を特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の分布
帰還型半導体レーザ。
4. The diffraction grating has a current block structure in which the conductivity type of the grating portion is inverted from the conductivity type around the grating portion, and the carrier density is different between the grating portion and the periphery thereof. Item 4. The distributed feedback semiconductor laser according to any one of Items 2 and 3 .
【請求項5】 前記回折格子は、前記格子部分とその周
囲とで光吸収係数が等しくなるようにキャリア密度がそ
れぞれ設定されていることを特徴とする請求項4記載の
分布帰還型半導体レーザ。
5. The distributed feedback semiconductor laser according to claim 4, wherein said diffraction grating has a carrier density set so that a light absorption coefficient is equal between said grating portion and its periphery.
【請求項6】 前記回折格子の導電型がn型で、その周
囲の導電型がp型である請求項4または5に記載の分布
帰還型半導体レーザ。
6. The distributed feedback semiconductor laser according to claim 4, wherein the conductivity type of the diffraction grating is n-type, and the conductivity type around the diffraction grating is p-type.
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