JP3255325B2 - 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ - Google Patents
偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用レ−ザなどと
して用いられる偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ
及びその使用法に関する。特に、直交する偏波モ−ド間
で発振制御を可能とする複合共振器型の構成の半導体レ
−ザに関する。
して用いられる偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ
及びその使用法に関する。特に、直交する偏波モ−ド間
で発振制御を可能とする複合共振器型の構成の半導体レ
−ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信用レ−ザである分布帰還型
（ＤＦＢ）半導体レ−ザでは、通常、単一の偏波（ＴＥ
またはＴＭモ−ド）の発振が支配的となる。この様なレ
−ザを用い、これへの駆動電流を変調して光信号出力を
送出する場合、消光比の高い振幅変調信号（ＡＳＫ）を
得る為には比較的大きな変調電流を必要とする。こうし
た場合、変調時のレーザ内キャリア変動にともない、発
振波長のゆらぎ、即ち、通常、数Å程度のいわゆるチャ
−ピングと呼ばれる波長拡がりを生ずる。その為に、通
常のＤＣ駆動では狭い発振線幅を有するレ−ザも、高速
変調時にはチャ−ピングによる波長拡がりの為、線幅が
大きくなり、高密度波長多重通信の光源としては不適と
なる。即ち、この様なレーザを用いて波長多重を行う場
合、その波長間隔を狭められず、波長多重度を上げられ
ないなどの問題を生じる。
（ＤＦＢ）半導体レ−ザでは、通常、単一の偏波（ＴＥ
またはＴＭモ−ド）の発振が支配的となる。この様なレ
−ザを用い、これへの駆動電流を変調して光信号出力を
送出する場合、消光比の高い振幅変調信号（ＡＳＫ）を
得る為には比較的大きな変調電流を必要とする。こうし
た場合、変調時のレーザ内キャリア変動にともない、発
振波長のゆらぎ、即ち、通常、数Å程度のいわゆるチャ
−ピングと呼ばれる波長拡がりを生ずる。その為に、通
常のＤＣ駆動では狭い発振線幅を有するレ−ザも、高速
変調時にはチャ−ピングによる波長拡がりの為、線幅が
大きくなり、高密度波長多重通信の光源としては不適と
なる。即ち、この様なレーザを用いて波長多重を行う場
合、その波長間隔を狭められず、波長多重度を上げられ
ないなどの問題を生じる。
【０００３】この様な直接変調におけるチャーピングの
問題を回避する手段としては、微小電流振幅（数ｍＡ）
でレーザの発振周波数を変調するＦＳＫ伝送方式があ
る。しかし、ＦＳＫ伝送方式は、受信部の構成が振幅変
調（ＡＳＫ）伝送方式に比べて複雑になるなどという問
題点がある。また、半導体レ−ザを直接変調せずＤＣ駆
動させておいて、外部に変調器を設けてチャ−ピングの
小さな振幅変調信号を得る外部変調方式もある。しか
し、この場合は、外部変調器に用いられるＬｉＮｂＯ3
デバイスが高価であり、光結合損失があるなどという問
題がある。更には、この様な外部変調器を半導体レ−ザ
と一体化した集積化光源などが近年開発されているが、
この作製には高度のプロセス技術を必要とし、また歩留
りが悪いなどの問題がある。
問題を回避する手段としては、微小電流振幅（数ｍＡ）
でレーザの発振周波数を変調するＦＳＫ伝送方式があ
る。しかし、ＦＳＫ伝送方式は、受信部の構成が振幅変
調（ＡＳＫ）伝送方式に比べて複雑になるなどという問
題点がある。また、半導体レ−ザを直接変調せずＤＣ駆
動させておいて、外部に変調器を設けてチャ−ピングの
小さな振幅変調信号を得る外部変調方式もある。しか
し、この場合は、外部変調器に用いられるＬｉＮｂＯ3
デバイスが高価であり、光結合損失があるなどという問
題がある。更には、この様な外部変調器を半導体レ−ザ
と一体化した集積化光源などが近年開発されているが、
この作製には高度のプロセス技術を必要とし、また歩留
りが悪いなどの問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】一方、分布帰還型
の半導体レ−ザの変調方法として、２つの直交する偏波
モ−ド間でスイッチングして消光比の高い振幅変調信号
を得るデバイスの提案が特開平２−１５９７８１号明細
書にある。しかしながら、この提案の中には、偏波モー
ドのスイッチングを可能にする為の有効な手段が積極的
に開示されていない。その為、再現性の高い偏波モード
スイッチングデバイスの実現が困難であるなどの問題点
があった。
の半導体レ−ザの変調方法として、２つの直交する偏波
モ−ド間でスイッチングして消光比の高い振幅変調信号
を得るデバイスの提案が特開平２−１５９７８１号明細
書にある。しかしながら、この提案の中には、偏波モー
ドのスイッチングを可能にする為の有効な手段が積極的
に開示されていない。その為、再現性の高い偏波モード
スイッチングデバイスの実現が困難であるなどの問題点
があった。
【０００５】よって、本発明の目的は、上記問題点を解
決した偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ及びその
使用法を提供することにある。
決した偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ及びその
使用法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＴＥモ
−ド又はＴＭモ−ドを支配的に発振可能な、異なる分布
帰還型半導体レ−ザ領域ないし分布帰還部（ＤＦＢ領
域）を直列に配置した複合共振器型の構成を採用する。
そして、適当なバイアス電流制御で、２つの分布帰還型
半導体レ−ザ領域夫々のメイン発振モ−ドであるＴＥモ
−ドとＴＭモ−ドのモ−ド競合を可能にすることによ
り、僅かな制御電流の振幅変化によって、複合共振器と
して発振する偏波モ−ドをスイッチングできるようにし
たものである。
−ド又はＴＭモ−ドを支配的に発振可能な、異なる分布
帰還型半導体レ−ザ領域ないし分布帰還部（ＤＦＢ領
域）を直列に配置した複合共振器型の構成を採用する。
そして、適当なバイアス電流制御で、２つの分布帰還型
半導体レ−ザ領域夫々のメイン発振モ−ドであるＴＥモ
−ドとＴＭモ−ドのモ−ド競合を可能にすることによ
り、僅かな制御電流の振幅変化によって、複合共振器と
して発振する偏波モ−ドをスイッチングできるようにし
たものである。
【０００７】特に、異なるＤＦＢ領域において両偏波モ
ードのブラッグ波長が夫々使用した量子井戸活性層の異
なる量子準位（例えば、ｈｈ遷移、ｌｈ遷移など）に対
応する様に構成してもよい。
ードのブラッグ波長が夫々使用した量子井戸活性層の異
なる量子準位（例えば、ｈｈ遷移、ｌｈ遷移など）に対
応する様に構成してもよい。
【０００８】詳細には、本発明による分布帰還型半導体
レーザは、分布帰還型半導体レーザ構造を有し、該半導
体レーザ構造の共振器方向に、異なる特性を有する２つ
の分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該分布帰還部の夫々
に位相シフト部が設けられ、該２つの分布帰還部を形成
する回折格子の周期は、該２つの分布帰還部において夫
々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的となる為にＴＥモ
ード及びＴＭモードのゲインスペクトルのピークにＴＥ
モード及びＴＭモードのブラッグ波長が一致するよう
に、設定され、更に前記２つの分布帰還部の回折格子は
異なる結合係数を有する構造であって、該結合係数の差
は、前記２つの回折格子の凹凸の深さを変えて生じさせ
ていることを特徴としたり、分布帰還型半導体レーザ構
造を有し、該半導体レーザ構造の共振器方向に、異なる
特性を有する２つの分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該
分布帰還部の夫々に位相シフト部が設けられ、該２つの
分布帰還部を形成する回折格子の周期は、該２つの分布
帰還部において夫々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的
となる為にＴＥモード及びＴＭモードのゲインスペクト
ルのピークにＴＥモード及びＴＭモードのブラッグ波長
が一致するように、設定され、更に前記２つの分布帰還
部の回折格子は異なる結合係数を有する構造であって、
該結合係数の差は、前記２つの回折格子の形成位置を変
えて閉じ込め係数を変えることで生じさせていることを
特徴とする。
レーザは、分布帰還型半導体レーザ構造を有し、該半導
体レーザ構造の共振器方向に、異なる特性を有する２つ
の分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該分布帰還部の夫々
に位相シフト部が設けられ、該２つの分布帰還部を形成
する回折格子の周期は、該２つの分布帰還部において夫
々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的となる為にＴＥモ
ード及びＴＭモードのゲインスペクトルのピークにＴＥ
モード及びＴＭモードのブラッグ波長が一致するよう
に、設定され、更に前記２つの分布帰還部の回折格子は
異なる結合係数を有する構造であって、該結合係数の差
は、前記２つの回折格子の凹凸の深さを変えて生じさせ
ていることを特徴としたり、分布帰還型半導体レーザ構
造を有し、該半導体レーザ構造の共振器方向に、異なる
特性を有する２つの分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該
分布帰還部の夫々に位相シフト部が設けられ、該２つの
分布帰還部を形成する回折格子の周期は、該２つの分布
帰還部において夫々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的
となる為にＴＥモード及びＴＭモードのゲインスペクト
ルのピークにＴＥモード及びＴＭモードのブラッグ波長
が一致するように、設定され、更に前記２つの分布帰還
部の回折格子は異なる結合係数を有する構造であって、
該結合係数の差は、前記２つの回折格子の形成位置を変
えて閉じ込め係数を変えることで生じさせていることを
特徴とする。
【０００９】より具体的には、前記２つの分布帰還部は
夫々異なる活性層を有する。異なる活性層の少なくとも
一方には、歪み超格子が用いられていて、この場合、歪
み超格子には引っ張り歪みが導入されていてもよい。ま
た、活性層の少なくとも一部には、量子井戸構造が用い
られる。量子井戸構造を用いる場合、前記量子井戸構造
の活性層の分布帰還部を形成する回折格子の周期は、該
２つの分布帰還部において夫々ＴＥモ−ド及びＴＭモ−
ドが支配的となる為に該量子井戸構造の活性層の異なる
ゲインピ−クにＴＥモ−ドまたはＴＭモ−ドのブラッグ
波長が一致するように、設定されている。前記異なるゲ
インピ−クは該量子井戸構造の活性層の異なる量子準位
に対応するものである。この場合、異なる量子準位は重
い正孔と軽い正孔の遷移に対応するものであったり、異
なる次数の遷移に対応するものであったりする。
夫々異なる活性層を有する。異なる活性層の少なくとも
一方には、歪み超格子が用いられていて、この場合、歪
み超格子には引っ張り歪みが導入されていてもよい。ま
た、活性層の少なくとも一部には、量子井戸構造が用い
られる。量子井戸構造を用いる場合、前記量子井戸構造
の活性層の分布帰還部を形成する回折格子の周期は、該
２つの分布帰還部において夫々ＴＥモ−ド及びＴＭモ−
ドが支配的となる為に該量子井戸構造の活性層の異なる
ゲインピ−クにＴＥモ−ドまたはＴＭモ−ドのブラッグ
波長が一致するように、設定されている。前記異なるゲ
インピ−クは該量子井戸構造の活性層の異なる量子準位
に対応するものである。この場合、異なる量子準位は重
い正孔と軽い正孔の遷移に対応するものであったり、異
なる次数の遷移に対応するものであったりする。
【００１０】また、前記２つの分布帰還部は夫々異なる
量子井戸活性層を有する。この場合、異なる量子井戸活
性層の少なくとも一方に、歪み超格子が用いられてい
る。歪み超格子には引っ張り歪みが導入されていてもよ
い。
量子井戸活性層を有する。この場合、異なる量子井戸活
性層の少なくとも一方に、歪み超格子が用いられてい
る。歪み超格子には引っ張り歪みが導入されていてもよ
い。
【００１１】また、本発明による光送信装置は、上記の
半導体レ−ザの光出力部に偏光子を備えたことを特徴と
する。
半導体レ−ザの光出力部に偏光子を備えたことを特徴と
する。
【００１２】また、本発明による光伝送システムは、上
記の半導体レ−ザを用いた送信器を含むことを特徴とす
る。前記送信器が複数の異なる波長の光信号を送出する
ことができて波長多重型のネットワ−クを構成すること
もできる。
記の半導体レ−ザを用いた送信器を含むことを特徴とす
る。前記送信器が複数の異なる波長の光信号を送出する
ことができて波長多重型のネットワ−クを構成すること
もできる。
【００１３】
【第１実施例】図１は本発明による第１の実施例を示
す。詳細な層構成は後述するとして、本実施例では、ｎ
−ＩｎＰ基板１上に２つのＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂが
存在し、これらが直列に配置されて全体として複合共振
器を構成している。第１ＤＦＢ領域１１ａと第２ＤＦＢ
領域１１ｂの夫々の領域の回折格子２ａ，２ｂには、安
定な単一モ−ド励起が可能となるようにλ／４シフト部
（波長λのｎ±１／４倍（ｎは整数）に相当する位相シ
フト部であるが、代表的にλ／４シフト部と記す）１０
ａ，１０ｂが夫々設けられている。
す。詳細な層構成は後述するとして、本実施例では、ｎ
−ＩｎＰ基板１上に２つのＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂが
存在し、これらが直列に配置されて全体として複合共振
器を構成している。第１ＤＦＢ領域１１ａと第２ＤＦＢ
領域１１ｂの夫々の領域の回折格子２ａ，２ｂには、安
定な単一モ−ド励起が可能となるようにλ／４シフト部
（波長λのｎ±１／４倍（ｎは整数）に相当する位相シ
フト部であるが、代表的にλ／４シフト部と記す）１０
ａ，１０ｂが夫々設けられている。
【００１４】以下、本実施例の層構成について説明す
る。図１において、３はｎ−ＩｎＰクラッド層、４はノ
ンド−プＩｎＧａＡｓＰ活性層、５はｐ−ＩｎＰクラッ
ド層、６はキャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、
７ａ，７ｂ，９は金属電極、８ａ，８ｂは劈開端面に設
けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティング膜、１２は２つ
のＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂを接続する遷移領域であ
る。遷移領域１２は作製上形成されるもので、機能上必
ず必要とされるものではない。遷移領域１２上に電極を
設けて、ここを位相調整領域とすることもできる。
る。図１において、３はｎ−ＩｎＰクラッド層、４はノ
ンド−プＩｎＧａＡｓＰ活性層、５はｐ−ＩｎＰクラッ
ド層、６はキャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、
７ａ，７ｂ，９は金属電極、８ａ，８ｂは劈開端面に設
けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティング膜、１２は２つ
のＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂを接続する遷移領域であ
る。遷移領域１２は作製上形成されるもので、機能上必
ず必要とされるものではない。遷移領域１２上に電極を
設けて、ここを位相調整領域とすることもできる。
【００１５】図１においてはレ−ザの断面構造を示した
が、いうまでもなくレ−ザは横方向に光を閉じ込める構
造も具備している。これはリッジ構造、埋め込み構造な
どで実現されている。図２は、横方向光閉じ込め構造を
代表的構成である埋め込み（ＢＨ）構造とした場合の横
断面図を示している。活性層４を中心にＰＮＰ構造とな
るようにＩｎＰ層２１，２２，２３で埋め込みが行なわ
れ、側部への無効電流が低減できる構成としている。
が、いうまでもなくレ−ザは横方向に光を閉じ込める構
造も具備している。これはリッジ構造、埋め込み構造な
どで実現されている。図２は、横方向光閉じ込め構造を
代表的構成である埋め込み（ＢＨ）構造とした場合の横
断面図を示している。活性層４を中心にＰＮＰ構造とな
るようにＩｎＰ層２１，２２，２３で埋め込みが行なわ
れ、側部への無効電流が低減できる構成としている。
【００１６】以下、第１実施例のデバイスの作製プロセ
スの概略について説明する。ｎ型ＩｎＰ基板１に、まず
フォトレジストを塗布しＨｅ−Ｃｄレ−ザによる２光束
露光により回折格子パタ−ンを形成し、続いて、反応性
イオンビ−ムエッチング（ＲＩＢＥ）により、基板１に
凹凸グレ−ティング２ａ，２ｂを形成する。本実施例に
おいては、第１ＤＦＢ領域１１ａと第２ＤＦＢ領域１１
ｂのグレ−ティング２ａ，２ｂは、異なるグレ−ティン
グ周期Λ1，Λ2、グレ−ティング深さないし位置を有す
る為、夫々、独立のプロセスを連続して行なう必要があ
る。一方の領域のグレ−ティング形成時には他方の領域
をマスクでおおうなどの工程を必要とする。また、各領
域１１ａ，１１ｂのλ／４シフト部１０ａ，１０ｂの形
成は、夫々のグレ−ティング形成時にλ／４シフト部と
なるべき部分を境に２つの領域に分離し、エッチングの
為のマスクパタ−ンを両領域で反転させるなどの方法で
実現することが可能である。
スの概略について説明する。ｎ型ＩｎＰ基板１に、まず
フォトレジストを塗布しＨｅ−Ｃｄレ−ザによる２光束
露光により回折格子パタ−ンを形成し、続いて、反応性
イオンビ−ムエッチング（ＲＩＢＥ）により、基板１に
凹凸グレ−ティング２ａ，２ｂを形成する。本実施例に
おいては、第１ＤＦＢ領域１１ａと第２ＤＦＢ領域１１
ｂのグレ−ティング２ａ，２ｂは、異なるグレ−ティン
グ周期Λ1，Λ2、グレ−ティング深さないし位置を有す
る為、夫々、独立のプロセスを連続して行なう必要があ
る。一方の領域のグレ−ティング形成時には他方の領域
をマスクでおおうなどの工程を必要とする。また、各領
域１１ａ，１１ｂのλ／４シフト部１０ａ，１０ｂの形
成は、夫々のグレ−ティング形成時にλ／４シフト部と
なるべき部分を境に２つの領域に分離し、エッチングの
為のマスクパタ−ンを両領域で反転させるなどの方法で
実現することが可能である。
【００１７】次に、グレ−ティング加工された基板１上
に結晶の再成長を行う。再成長としてはＭＯＣＶＤ法を
用いた。他のＬＰＥ法、ＭＢＥ法などを用いて同様の再
成長ができることは言うまでもない。ＭＯＣＶＤ法によ
り、まず、ｎ−ＩｎＰ層３を形成する。必要に応じて、
再成長を開始する前に、サ−マルクリ−ニングを行なっ
たり超格子バッファ層を挿入するなどの工夫を併用して
もよい。続けて、ノンド−プＩｎＧａＡｓＰ活性層４
（バンドギャップ波長：λg＝１．５μｍ）、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層５、最後にキャップ層としてｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層
６を形成して、一連の再成長エピタキシャルプロセスを
完結する。次に、チャンネル導波路を形成する為、フォ
トリソグラフィーによりストライプマスクを形成し、Ｒ
ＩＢＥによってメサ形状のチャンネルストライプを形成
する。
に結晶の再成長を行う。再成長としてはＭＯＣＶＤ法を
用いた。他のＬＰＥ法、ＭＢＥ法などを用いて同様の再
成長ができることは言うまでもない。ＭＯＣＶＤ法によ
り、まず、ｎ−ＩｎＰ層３を形成する。必要に応じて、
再成長を開始する前に、サ−マルクリ−ニングを行なっ
たり超格子バッファ層を挿入するなどの工夫を併用して
もよい。続けて、ノンド−プＩｎＧａＡｓＰ活性層４
（バンドギャップ波長：λg＝１．５μｍ）、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層５、最後にキャップ層としてｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層
６を形成して、一連の再成長エピタキシャルプロセスを
完結する。次に、チャンネル導波路を形成する為、フォ
トリソグラフィーによりストライプマスクを形成し、Ｒ
ＩＢＥによってメサ形状のチャンネルストライプを形成
する。
【００１８】次に、ストライプ周辺のみをＭＯＣＶＤ法
により選択成長させ、図２のようにｐ−ＩｎＰ層２１、
ｎ−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３を埋め込む。この
際、活性層４側部にｎ−ＩｎＰ層２２が接するようにし
て、側部に漏れる無効電流を低減できる。最後に、基板
１を所望の厚さにラッピング研磨した後、上部電極７
ａ，７ｂ、下部電極９用の金属膜Ａｕ／Ａｕ−Ｚｎを蒸
着し、これらをアロイ処理しオ−ミック化を行なう。最
終的にはバ−状に劈閉し、前後端面のＡＲ膜８ａ，８ｂ
をＳｉＯxのＥＢ蒸着により形成し、チップ化し、ステ
ムにダイボンディング、ワイヤボンディングを施し、半
導体レ−ザデバイスが完成する。
により選択成長させ、図２のようにｐ−ＩｎＰ層２１、
ｎ−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３を埋め込む。この
際、活性層４側部にｎ−ＩｎＰ層２２が接するようにし
て、側部に漏れる無効電流を低減できる。最後に、基板
１を所望の厚さにラッピング研磨した後、上部電極７
ａ，７ｂ、下部電極９用の金属膜Ａｕ／Ａｕ−Ｚｎを蒸
着し、これらをアロイ処理しオ−ミック化を行なう。最
終的にはバ−状に劈閉し、前後端面のＡＲ膜８ａ，８ｂ
をＳｉＯxのＥＢ蒸着により形成し、チップ化し、ステ
ムにダイボンディング、ワイヤボンディングを施し、半
導体レ−ザデバイスが完成する。
【００１９】本実施例の半導体レ−ザの基本動作につい
て説明する。各ＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂでは、夫々、
適当な電流注入状態でＴＥモ−ド及びＴＭモ−ド発振が
夫々のゲインスペクトルのピ−ク波長において支配的と
なるように、グレ−ティング周期Λ1，Λ2の設定が行な
われている。
て説明する。各ＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂでは、夫々、
適当な電流注入状態でＴＥモ−ド及びＴＭモ−ド発振が
夫々のゲインスペクトルのピ−ク波長において支配的と
なるように、グレ−ティング周期Λ1，Λ2の設定が行な
われている。
【００２０】図３は、用いたＩｎＧａＡｓＰ活性層４の
ＴＥ及びＴＭモ−ドのモ−ダルゲインを模式的に示した
ものである。ここで、ＴＥモ−ドのゲインは波長λ1、
ＴＭモ−ドのゲインは波長λ2にピ−クゲインを有する
ものとする。このピ−ク波長は電流の注入量によって変
わるが、ここでの電流注入量は、おおむね、両ＤＦＢ−
ＬＤ１１ａ，１１ｂの発振しきい値が近接しＴＥ／ＴＭ
両モ−ドの競合が顕著となる注入レべルと考える。ＤＦ
Ｂ領域１１ａ，１１ｂのグレ−ティング周期Λ1，Λ
2は、夫々、各領域でのＴＥ及びＴＭモ−ドの規格化伝
搬定数（等価屈折率）をＮ1、Ｎ2として、以下の様なブ
ラッグ条件で規定される（即ち、ＴＥ及びＴＭモ−ドに
おけるブラッグ波長が、夫々、ＴＥ及びＴＭモ−ドのピ
−クゲイン波長に一致する様にされている）。 Λ1＝λ1／２Ｎ1 （１） Λ2＝λ2／２Ｎ2 （２） ここでさらに、ＴＥ／ＴＭモ−ドの競合を生じさせる為
には両ＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂにおけるしきい値ゲイ
ンを近付けておく必要がある。その為の工夫としては幾
つかの方法があるが、基本的には結合係数（グレ−ティ
ングと導波路間の）を各モ−ドに対して調整すればよ
い。結合係数を調整する為には多種多様な方法がある。
例えば （１）グレ−ティングの深さ （２）グレ−ティングと導波路の位置関係 （３）グレ−ティングと導波路の屈折率の構成 （４）閉じ込め係数 などの調整がある（これらは互いに関係し合ってい
る）。例えば、予めグレ−ティングの深さをゲインの高
いモ−ド（図３の例ではＴＥモード）で小さく、ゲイン
の低いモ−ド（図３の例ではＴＭモード）で大きくして
おくことにより、夫々の偏波モ−ドの結合係数を接近さ
せることが可能である。本実施例においては、両モ−ド
のしきい値ゲインを近接させる為、モ−ダルゲインの大
きなＴＥモ−ドの第１ＤＦＢ発振領域１１ａにおいては
ＴＭモ−ドの第２ＤＦＢ発振領域１１ｂよりもグレ−テ
ィングの深さを浅くして、両モ−ドのしきい値ゲインの
バランスをとっている（図１においては誇張して表現し
てある）。
ＴＥ及びＴＭモ−ドのモ−ダルゲインを模式的に示した
ものである。ここで、ＴＥモ−ドのゲインは波長λ1、
ＴＭモ−ドのゲインは波長λ2にピ−クゲインを有する
ものとする。このピ−ク波長は電流の注入量によって変
わるが、ここでの電流注入量は、おおむね、両ＤＦＢ−
ＬＤ１１ａ，１１ｂの発振しきい値が近接しＴＥ／ＴＭ
両モ−ドの競合が顕著となる注入レべルと考える。ＤＦ
Ｂ領域１１ａ，１１ｂのグレ−ティング周期Λ1，Λ
2は、夫々、各領域でのＴＥ及びＴＭモ−ドの規格化伝
搬定数（等価屈折率）をＮ1、Ｎ2として、以下の様なブ
ラッグ条件で規定される（即ち、ＴＥ及びＴＭモ−ドに
おけるブラッグ波長が、夫々、ＴＥ及びＴＭモ−ドのピ
−クゲイン波長に一致する様にされている）。 Λ1＝λ1／２Ｎ1 （１） Λ2＝λ2／２Ｎ2 （２） ここでさらに、ＴＥ／ＴＭモ−ドの競合を生じさせる為
には両ＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂにおけるしきい値ゲイ
ンを近付けておく必要がある。その為の工夫としては幾
つかの方法があるが、基本的には結合係数（グレ−ティ
ングと導波路間の）を各モ−ドに対して調整すればよ
い。結合係数を調整する為には多種多様な方法がある。
例えば （１）グレ−ティングの深さ （２）グレ−ティングと導波路の位置関係 （３）グレ−ティングと導波路の屈折率の構成 （４）閉じ込め係数 などの調整がある（これらは互いに関係し合ってい
る）。例えば、予めグレ−ティングの深さをゲインの高
いモ−ド（図３の例ではＴＥモード）で小さく、ゲイン
の低いモ−ド（図３の例ではＴＭモード）で大きくして
おくことにより、夫々の偏波モ−ドの結合係数を接近さ
せることが可能である。本実施例においては、両モ−ド
のしきい値ゲインを近接させる為、モ−ダルゲインの大
きなＴＥモ−ドの第１ＤＦＢ発振領域１１ａにおいては
ＴＭモ−ドの第２ＤＦＢ発振領域１１ｂよりもグレ−テ
ィングの深さを浅くして、両モ−ドのしきい値ゲインの
バランスをとっている（図１においては誇張して表現し
てある）。
【００２１】次に本デバイスの変調について説明する。
２つのＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂに注入する電流Ｉａ，
Ｉｂと発振モ−ドの関係には，おおむね、図４に示す様
な固有の領域がある。発振しきい値以上でこの２つの電
流の組み合わせ（Ｉａ，Ｉｂ）を選べば、所望の偏波モ
−ド（ＴＥまたはＴＭモ−ド）の出力を得ることが可能
となる。例えば、図４において○印のポイントに両電流
値Ｉａ，Ｉｂをバイアスしておくと、ＴＥモ−ド発振と
なる。この状態で、第２ＤＦＢ領域１１ｂに注入する電
流Ｉｂに僅かに電流を加算し変調を加えると、×印のポ
イントにバイアスされ、瞬時にＴＭモ−ド発振となる。
すなわち、Ｉｂに変調電流ΔＩｂを重畳することによ
り、本デバイスの出力信号が偏波変調される。この変調
電流ΔＩｂは、ＦＳＫ変調と同等の数ｍＡ程度である。
これで、大きな消光比を実現することができ、チャ−ピ
ングも極めて少ない動作を可能とする。
２つのＤＦＢ領域１１ａ，１１ｂに注入する電流Ｉａ，
Ｉｂと発振モ−ドの関係には，おおむね、図４に示す様
な固有の領域がある。発振しきい値以上でこの２つの電
流の組み合わせ（Ｉａ，Ｉｂ）を選べば、所望の偏波モ
−ド（ＴＥまたはＴＭモ−ド）の出力を得ることが可能
となる。例えば、図４において○印のポイントに両電流
値Ｉａ，Ｉｂをバイアスしておくと、ＴＥモ−ド発振と
なる。この状態で、第２ＤＦＢ領域１１ｂに注入する電
流Ｉｂに僅かに電流を加算し変調を加えると、×印のポ
イントにバイアスされ、瞬時にＴＭモ−ド発振となる。
すなわち、Ｉｂに変調電流ΔＩｂを重畳することによ
り、本デバイスの出力信号が偏波変調される。この変調
電流ΔＩｂは、ＦＳＫ変調と同等の数ｍＡ程度である。
これで、大きな消光比を実現することができ、チャ−ピ
ングも極めて少ない動作を可能とする。
【００２２】偏波変調されたレ−ザからの光信号出力
は、レ−ザ出力端に偏光板、偏光プリズムなどの偏波選
択素子を設けて所望の偏波のみを出力させることによ
り、振幅変調（ＡＳＫ）された信号とされる。
は、レ−ザ出力端に偏光板、偏光プリズムなどの偏波選
択素子を設けて所望の偏波のみを出力させることによ
り、振幅変調（ＡＳＫ）された信号とされる。
【００２３】図５（ａ）は光伝送の機能ブロック図を示
している。送信部３５で送出された信号は光ファイバ３
２で伝送され、受信部３６で検出される。波長多重シス
テムにおいては、必要に応じて光検出器３４の前に波長
フィルタ３３を設けておく。このように、本デバイス３
０を用いて偏波変調を行ないその偏波変調出力を偏光子
３１によって選択することにより、極めて消光比が高く
チャ−ピングが少ないＡＳＫ信号を得ることができる。
チャ−ピングが少ない特性は、本デバイスを高密度の波
長多重システムに適用することを可能にするものであ
り、その潜在性は極めて高いものがある。
している。送信部３５で送出された信号は光ファイバ３
２で伝送され、受信部３６で検出される。波長多重シス
テムにおいては、必要に応じて光検出器３４の前に波長
フィルタ３３を設けておく。このように、本デバイス３
０を用いて偏波変調を行ないその偏波変調出力を偏光子
３１によって選択することにより、極めて消光比が高く
チャ−ピングが少ないＡＳＫ信号を得ることができる。
チャ−ピングが少ない特性は、本デバイスを高密度の波
長多重システムに適用することを可能にするものであ
り、その潜在性は極めて高いものがある。
【００２４】図５（ｂ）に実際に偏波変調の為の電流注
入法を示し、本発明の半導体レーザを用いて強度変調信
号を伝送し、受信する光伝送系のブロック図を示す。符
号は、図５（ａ）と同じものは同一部材を示す。信号
は、バイアスＴなどの重畳回路を通して、固定のバイア
ス電流に加算され、半導体レーザ３０の電極７ａに印加
されている。この様に本発明のデバイスを光伝送系に用
いることについては、以下の実施例でも全く同じであ
る。
入法を示し、本発明の半導体レーザを用いて強度変調信
号を伝送し、受信する光伝送系のブロック図を示す。符
号は、図５（ａ）と同じものは同一部材を示す。信号
は、バイアスＴなどの重畳回路を通して、固定のバイア
ス電流に加算され、半導体レーザ３０の電極７ａに印加
されている。この様に本発明のデバイスを光伝送系に用
いることについては、以下の実施例でも全く同じであ
る。
【００２５】
【第２実施例】図６に本発明による第２の実施例を示す
デバイス断面図を示す。第１実施例においてはグレーテ
ィング形成位置を導波路に対して下側（基板側）に設け
たが、本実施例においては、導波路の上部に設けてい
る。また、第１実施例においては両ＤＦＢ領域で同一の
活性層を用いたが、本実施例においては、夫々、対応す
る偏波モードが有効なゲインを得られるように、２つの
ＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂで異なる活性層４３ａ，４３
ｂの構成とした。この様な工夫により、グレーティング
４４ａ，４４ｂの凹凸深さを大きく変えることなく、両
者のしきい値ゲインが近接するように配慮した。
デバイス断面図を示す。第１実施例においてはグレーテ
ィング形成位置を導波路に対して下側（基板側）に設け
たが、本実施例においては、導波路の上部に設けてい
る。また、第１実施例においては両ＤＦＢ領域で同一の
活性層を用いたが、本実施例においては、夫々、対応す
る偏波モードが有効なゲインを得られるように、２つの
ＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂで異なる活性層４３ａ，４３
ｂの構成とした。この様な工夫により、グレーティング
４４ａ，４４ｂの凹凸深さを大きく変えることなく、両
者のしきい値ゲインが近接するように配慮した。
【００２６】図７は、本実施例のＤＦＢレーザに用いら
れた２つの領域の活性層４３ａ，４３ｂのゲインスペク
トルを示す。実線はＴＥモード、破線はＴＭモードのゲ
インスペクトルである。第１実施例と同様、第１ＤＦＢ
領域４９ａではＴＥモ−ド、第２ＤＦＢ領域４９ｂでは
ＴＭモ−ドが支配的となるように、夫々の偏波モードの
ゲインピーク位置にブラッグ波長λ1，λ2を設定する。
この様に決定されたブラッグ波長λ1，λ2に応じてグレ
−ティング４４ａ，４４ｂの周期Λ1，Λ2の設定が行な
われている。
れた２つの領域の活性層４３ａ，４３ｂのゲインスペク
トルを示す。実線はＴＥモード、破線はＴＭモードのゲ
インスペクトルである。第１実施例と同様、第１ＤＦＢ
領域４９ａではＴＥモ−ド、第２ＤＦＢ領域４９ｂでは
ＴＭモ−ドが支配的となるように、夫々の偏波モードの
ゲインピーク位置にブラッグ波長λ1，λ2を設定する。
この様に決定されたブラッグ波長λ1，λ2に応じてグレ
−ティング４４ａ，４４ｂの周期Λ1，Λ2の設定が行な
われている。
【００２７】ここで、活性層４３ａでは通常のＩｎＧａ
ＡｓＰ系の活性構造を用いたが、活性層４３ｂではＴＭ
モードのゲインを大きくする為にＩｎＧａＡｓ系の歪超
格子を有する活性構造（井戸層またはバリア層に歪超格
子を使用）を用いた。作製は、ＣＢＥ法による選択成長
を用いた。図７では原理を分かりやすく説明する為に２
つの活性層４３ａ，４３ｂのゲインスペクトルを意識的
に分離して表現しているが、実際には充分に接近させる
のが望ましい。λ1，λ2の設定ブラッグ波長が両偏波モ
ードの有効屈折率Ｎ1，Ｎ2の差に相当する様にすれば、
式（１）、（２）に従い両ＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂの
グレーティング周期を等しくする（Λ1＝Λ2）ような構
成も可能となる。その様な条件下においては、グレーテ
ィングの形成プロセスは１回で済む為、作製が極めて容
易となり、再現性の向上につながることになる。本実施
例の実際の動作／駆動方法は、第１実施例とまったく同
様である。
ＡｓＰ系の活性構造を用いたが、活性層４３ｂではＴＭ
モードのゲインを大きくする為にＩｎＧａＡｓ系の歪超
格子を有する活性構造（井戸層またはバリア層に歪超格
子を使用）を用いた。作製は、ＣＢＥ法による選択成長
を用いた。図７では原理を分かりやすく説明する為に２
つの活性層４３ａ，４３ｂのゲインスペクトルを意識的
に分離して表現しているが、実際には充分に接近させる
のが望ましい。λ1，λ2の設定ブラッグ波長が両偏波モ
ードの有効屈折率Ｎ1，Ｎ2の差に相当する様にすれば、
式（１）、（２）に従い両ＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂの
グレーティング周期を等しくする（Λ1＝Λ2）ような構
成も可能となる。その様な条件下においては、グレーテ
ィングの形成プロセスは１回で済む為、作製が極めて容
易となり、再現性の向上につながることになる。本実施
例の実際の動作／駆動方法は、第１実施例とまったく同
様である。
【００２８】尚、図６において、４１はｎ−ＩｎＰ基
板、４２はｎ−ＩｎＰクラッド層、４５はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、４６はキャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、４８ａ，４８ｂ，５１は金属電極、４７ａ，４７
ｂは劈開端面に設けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティン
グ膜、５０は２つのＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂを接続す
る遷移領域、５２はガイド層である。
板、４２はｎ−ＩｎＰクラッド層、４５はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、４６はキャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、４８ａ，４８ｂ，５１は金属電極、４７ａ，４７
ｂは劈開端面に設けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティン
グ膜、５０は２つのＤＦＢ領域４９ａ，４９ｂを接続す
る遷移領域、５２はガイド層である。
【００２９】
【第３実施例】図８は本発明による第３の実施例を示
す。図８において、８１はｎ−ＩｎＰ基板、８２ａ，８
２ｂは回折格子、８３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長：λg＝１．３μｍ）ガイド
層、８４は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）からなる活性
層、８５は０．５μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、８６は
キャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、８７ａ，８
７ｂ，８９は金属電極、８８ａ，８８ｂは劈開端面に設
けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティング膜、９０ａ，９
０ｂはλ／４シフト部、９２は２つのＤＦＢ領域９１
ａ，９１ｂの電流注入を分離する為の遷移領域である。
活性層８４は６ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓ井戸層、１０ｎｍ
厚のＩｎＧａＡｓ（バンドギャップ波長：λg＝１．３
μｍ）バリア層からなり、これらの８対から構成され、
何れの層もノンドープである。
す。図８において、８１はｎ−ＩｎＰ基板、８２ａ，８
２ｂは回折格子、８３は０．２μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（バンドギャップ波長：λg＝１．３μｍ）ガイド
層、８４は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）からなる活性
層、８５は０．５μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、８６は
キャップ層としてのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、８７ａ，８
７ｂ，８９は金属電極、８８ａ，８８ｂは劈開端面に設
けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティング膜、９０ａ，９
０ｂはλ／４シフト部、９２は２つのＤＦＢ領域９１
ａ，９１ｂの電流注入を分離する為の遷移領域である。
活性層８４は６ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓ井戸層、１０ｎｍ
厚のＩｎＧａＡｓ（バンドギャップ波長：λg＝１．３
μｍ）バリア層からなり、これらの８対から構成され、
何れの層もノンドープである。
【００３０】図８においてはレ−ザの断面構造を示した
が、横方向に光を閉じ込める構造は第１実施例と同じで
ある（図２参照）。また、第３実施例のデバイスの作製
プロセスも実質的に第１実施例と同じである。
が、横方向に光を閉じ込める構造は第１実施例と同じで
ある（図２参照）。また、第３実施例のデバイスの作製
プロセスも実質的に第１実施例と同じである。
【００３１】次に本実施例の半導体レーザの基本動作に
ついて説明する。まず、用いた量子井戸活性層８４のゲ
インスペクトルについて考えると、図９に示すように、
低電流注入状態では価電子帯のｈｈ（重い正孔）と伝導
帯の電子間の遷移を中心としたゲインピークが１．５８
μｍ近傍に存在する。従って、この波長域でＴＥモード
が支配的となる。さらに高電流注入状態にすると、ｌｈ
（軽い正孔）と電子の遷移を中心としたゲインピークが
１．５６μｍ近傍に現われ、これに伴いこの波長近傍で
ＴＭモードのゲインが増大してくる。
ついて説明する。まず、用いた量子井戸活性層８４のゲ
インスペクトルについて考えると、図９に示すように、
低電流注入状態では価電子帯のｈｈ（重い正孔）と伝導
帯の電子間の遷移を中心としたゲインピークが１．５８
μｍ近傍に存在する。従って、この波長域でＴＥモード
が支配的となる。さらに高電流注入状態にすると、ｌｈ
（軽い正孔）と電子の遷移を中心としたゲインピークが
１．５６μｍ近傍に現われ、これに伴いこの波長近傍で
ＴＭモードのゲインが増大してくる。
【００３２】図１０はＴＥ／ＴＭモードに分離したゲイ
ンスペクトルである。ＴＥモードではｈｈの遷移波長に
ピークが存在し、ＴＭモードではｌｈの遷移波長にピー
クが存在している。これらのピーク位置はデバイス温
度、注入電流の大きさによって変化するが、夫々のピー
ク近傍に第１及び第２ＤＦＢ領域９１ａ，９１ｂのブラ
ッグ波長を選定することによって各領域での支配的な偏
波モードが決まってくる。
ンスペクトルである。ＴＥモードではｈｈの遷移波長に
ピークが存在し、ＴＭモードではｌｈの遷移波長にピー
クが存在している。これらのピーク位置はデバイス温
度、注入電流の大きさによって変化するが、夫々のピー
ク近傍に第１及び第２ＤＦＢ領域９１ａ，９１ｂのブラ
ッグ波長を選定することによって各領域での支配的な偏
波モードが決まってくる。
【００３３】そこで、第１ＤＦＢ領域９１ａにおいては
ＴＥモードが支配的となるようｈｈの遷移に対応した波
長λ1をブラッグ波長とし、同時に第２ＤＦＢ領域９１
ｂにおいてはＴＭモードが支配的となるようｌｈの遷移
に対応した波長λ2をブラッグ波長とするように、各回
折格子８２ａ，８２ｂの周期Λ1，Λ2を以下のように決
める。 Λ1＝λ1／２ｎTE Λ2＝λ2／２ｎTM ここでｎTE、ｎTMは各領域９１ａ，９１ｂでのＴＥ及び
ＴＭモードの等価屈折率である。
ＴＥモードが支配的となるようｈｈの遷移に対応した波
長λ1をブラッグ波長とし、同時に第２ＤＦＢ領域９１
ｂにおいてはＴＭモードが支配的となるようｌｈの遷移
に対応した波長λ2をブラッグ波長とするように、各回
折格子８２ａ，８２ｂの周期Λ1，Λ2を以下のように決
める。 Λ1＝λ1／２ｎTE Λ2＝λ2／２ｎTM ここでｎTE、ｎTMは各領域９１ａ，９１ｂでのＴＥ及び
ＴＭモードの等価屈折率である。
【００３４】図１１はＴＥ／ＴＭモードのしきい値ゲイ
ンを模式的に示したものである。複合共振器の場合これ
らの関数のかけ算となるが、ＴＥ／ＴＭモードの競合を
効果的に実現する為には、これらのしきい値ゲインが互
いに均衡していることが必要で、本実施例においては、
ＴＥモードに対する第１ＤＦＢ領域９１ａのグレーティ
ング結合係数を小さくし、実効的なＴＥモードのしきい
値ゲインを、他方の第２ＤＦＢ領域９１ｂのＴＭモード
に対して、大きくしている。グレーティング結合係数を
小さくする手段としては、図８に模式的に示してあるよ
うにグレーティング８２ａの凹凸深さを相対的に小さい
ものにする手段がある。結合係数を調整する為の方法は
第１実施例で述べた。
ンを模式的に示したものである。複合共振器の場合これ
らの関数のかけ算となるが、ＴＥ／ＴＭモードの競合を
効果的に実現する為には、これらのしきい値ゲインが互
いに均衡していることが必要で、本実施例においては、
ＴＥモードに対する第１ＤＦＢ領域９１ａのグレーティ
ング結合係数を小さくし、実効的なＴＥモードのしきい
値ゲインを、他方の第２ＤＦＢ領域９１ｂのＴＭモード
に対して、大きくしている。グレーティング結合係数を
小さくする手段としては、図８に模式的に示してあるよ
うにグレーティング８２ａの凹凸深さを相対的に小さい
ものにする手段がある。結合係数を調整する為の方法は
第１実施例で述べた。
【００３５】図１１においては、ＴＭモードのしきい値
ゲインが低く、全体としてＴＭモードの発振が支配的と
なる。図１２は、両ＤＦＢ領域９１ａ，９１ｂの注入電
流のバランスを変えてＴＥモードのしきい値ゲインを低
くして、全体としてＴＥモードの発振が支配的となるよ
うに調整した状態を示す。高注入の状態では、ｈｈの遷
移でのゲインが飽和し、ｌｈの遷移でのゲインが増大す
る傾向にあるので、高注入の領域で電流注入状態を変化
させることにより、ＴＭモードに対する発振を制御する
ことが可能となり、図１１、図１２に示す様な両偏波モ
ード間のスイッチングを可能にする。
ゲインが低く、全体としてＴＭモードの発振が支配的と
なる。図１２は、両ＤＦＢ領域９１ａ，９１ｂの注入電
流のバランスを変えてＴＥモードのしきい値ゲインを低
くして、全体としてＴＥモードの発振が支配的となるよ
うに調整した状態を示す。高注入の状態では、ｈｈの遷
移でのゲインが飽和し、ｌｈの遷移でのゲインが増大す
る傾向にあるので、高注入の領域で電流注入状態を変化
させることにより、ＴＭモードに対する発振を制御する
ことが可能となり、図１１、図１２に示す様な両偏波モ
ード間のスイッチングを可能にする。
【００３６】図１３は、２つのＤＦＢ領域９１ａ，９１
ｂに流す電流ｉ1，ｉ2と発振する偏波モードの関係を示
したものである。バイアス点を同図のＡ点またはＢ点に
置き、電流ｉ2に変調成分Δｉ2を重畳することにより、
ＴＥ、ＴＭモード間のスイッチングが可能となる。この
Δｉ2の幅は数ｍＡ程度で、実効的に２０ｄＢ以上の消
光比（偏波モードのパワー比）が得られた。変調された
信号はそのままでは偏波が変調されているにすぎないの
で、強度信号に変換する為に半導体レーザの前面に偏波
板を設置し、所望の偏波モードの軸方向（ＴＥまたはＴ
Ｍの電界方向）に合わせておくと、高い消光比の強度変
調信号が得られる。
ｂに流す電流ｉ1，ｉ2と発振する偏波モードの関係を示
したものである。バイアス点を同図のＡ点またはＢ点に
置き、電流ｉ2に変調成分Δｉ2を重畳することにより、
ＴＥ、ＴＭモード間のスイッチングが可能となる。この
Δｉ2の幅は数ｍＡ程度で、実効的に２０ｄＢ以上の消
光比（偏波モードのパワー比）が得られた。変調された
信号はそのままでは偏波が変調されているにすぎないの
で、強度信号に変換する為に半導体レーザの前面に偏波
板を設置し、所望の偏波モードの軸方向（ＴＥまたはＴ
Ｍの電界方向）に合わせておくと、高い消光比の強度変
調信号が得られる。
【００３７】本実施例の半導体レーザの偏波変調時のチ
ャーピングは極めて少なく、ＴＥモード出力のみを観測
したところ１Å以下であることが認められた。また、偏
波変調の変調周波数帯域も５００ＭＨｚ以上であること
が示された。
ャーピングは極めて少なく、ＴＥモード出力のみを観測
したところ１Å以下であることが認められた。また、偏
波変調の変調周波数帯域も５００ＭＨｚ以上であること
が示された。
【００３８】
【第４実施例】図１４に本発明による第４の実施例のデ
バイス断面図を示す。第３実施例においてはグレーティ
ング形成位置を導波路に対して下側（基板側）に設けた
が、本実施例においては、導波路の上部に設けている。
また、第３実施例においては同一の活性層を用いたが、
本実施例においては、夫々、対応する偏波モードが有効
なゲインを得られるように、異なる活性層の構成とし
た。この様な工夫により、第２実施例と同様に、グレー
ティングの凹凸深さを大きく変えることなく、両者の活
性層１４３ａ，１４３ｂのしきい値ゲインが近接するよ
うに配慮した。
バイス断面図を示す。第３実施例においてはグレーティ
ング形成位置を導波路に対して下側（基板側）に設けた
が、本実施例においては、導波路の上部に設けている。
また、第３実施例においては同一の活性層を用いたが、
本実施例においては、夫々、対応する偏波モードが有効
なゲインを得られるように、異なる活性層の構成とし
た。この様な工夫により、第２実施例と同様に、グレー
ティングの凹凸深さを大きく変えることなく、両者の活
性層１４３ａ，１４３ｂのしきい値ゲインが近接するよ
うに配慮した。
【００３９】基本的層構成については第３実施例に準ず
る。図１４において、１４１はｎ−ＩｎＰ基板、１４２
はｎ−ＩｎＰクラッド層、１４３ａ，１４３ｂは活性
層、１４４はＩｎＧａＡｓＰガイド層、１４４ａ，１４
４ｂは回折格子、１４５はｐ−ＩｎＰクラッド層、１４
６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、１４７ａ，１４７
ｂは劈開端面に設けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティン
グ膜、１４８ａ，１４８ｂ，１５１は金属電極、１５２
ａ，１５２ｂはλ／４シフト部、１５０は２つのＤＦＢ
領域１４９ａ，１４９ｂの電流注入を分離する為の遷移
領域である。
る。図１４において、１４１はｎ−ＩｎＰ基板、１４２
はｎ−ＩｎＰクラッド層、１４３ａ，１４３ｂは活性
層、１４４はＩｎＧａＡｓＰガイド層、１４４ａ，１４
４ｂは回折格子、１４５はｐ−ＩｎＰクラッド層、１４
６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、１４７ａ，１４７
ｂは劈開端面に設けられた反射防止（ＡＲ）コ−ティン
グ膜、１４８ａ，１４８ｂ，１５１は金属電極、１５２
ａ，１５２ｂはλ／４シフト部、１５０は２つのＤＦＢ
領域１４９ａ，１４９ｂの電流注入を分離する為の遷移
領域である。
【００４０】ここでは異なる偏波モードのゲインをほぼ
等価にする為、第１ＤＦＢ領域１４９ａでは、第３実施
例と同じノンドープの歪みのない格子整合系の井戸層Ｉ
ｎＧａＡｓ／バリア層ＩｎＧａＡｓＰの多重量子井戸構
造１４３ａを用い、一方、第２ＤＦＢ領域１４９ｂで
は、ノンドープの歪み超格子からなる多重量子井戸構造
１４３ｂを用いた。歪み超格子１４３ｂとしては、厚さ
６ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸層（引っ張り歪み１％）、厚
さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰバリア層（λg＝１．３μ
ｍ）からなる多重量子井戸構造とし、８対のペアから構
成される。歪み超格子活性層１４３ｂの伝導帯のエネル
ギの模式図を図１５に示す。
等価にする為、第１ＤＦＢ領域１４９ａでは、第３実施
例と同じノンドープの歪みのない格子整合系の井戸層Ｉ
ｎＧａＡｓ／バリア層ＩｎＧａＡｓＰの多重量子井戸構
造１４３ａを用い、一方、第２ＤＦＢ領域１４９ｂで
は、ノンドープの歪み超格子からなる多重量子井戸構造
１４３ｂを用いた。歪み超格子１４３ｂとしては、厚さ
６ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸層（引っ張り歪み１％）、厚
さ１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰバリア層（λg＝１．３μ
ｍ）からなる多重量子井戸構造とし、８対のペアから構
成される。歪み超格子活性層１４３ｂの伝導帯のエネル
ギの模式図を図１５に示す。
【００４１】図１６は、第１ＤＦＢ領域１４９ａの活性
層１４３ａのＴＥモード、ＴＭモードのゲインスペクト
ルを夫々実線と破線で示したものである。対応する第１
ＤＦＢ領域１４９ａのブラッグ波長λ1はＴＥモードの
ゲインピークに設定してある。その為、ｈｈの遷移波長
近傍にブラッグ波長λ1を設定すべく回折格子１４４ａ
の周期を決定する。
層１４３ａのＴＥモード、ＴＭモードのゲインスペクト
ルを夫々実線と破線で示したものである。対応する第１
ＤＦＢ領域１４９ａのブラッグ波長λ1はＴＥモードの
ゲインピークに設定してある。その為、ｈｈの遷移波長
近傍にブラッグ波長λ1を設定すべく回折格子１４４ａ
の周期を決定する。
【００４２】一方、歪みの入った活性層１４３ｂでは、
ｌｈに対応する遷移波長が引っ張り歪みが入るに従って
ｈｈに対応する遷移波長に接近し、ＴＭモードのゲイン
が増大する傾向にある。図１７は図１６と同様、歪み活
性層１４３ｂのゲインスペクトルを示したもので、Ｔ
Ｅ、ＴＭモードに対し夫々実線と破線でゲインを表わし
た。対応する第２ＤＦＢ領域１４９ｂのブラッグ波長λ
2はＴＭモードのゲインピークであるｌｈの遷移波長近
傍に設定すべく、回折格子１４４ｂの周期を決定する。
ｌｈに対応する遷移波長が引っ張り歪みが入るに従って
ｈｈに対応する遷移波長に接近し、ＴＭモードのゲイン
が増大する傾向にある。図１７は図１６と同様、歪み活
性層１４３ｂのゲインスペクトルを示したもので、Ｔ
Ｅ、ＴＭモードに対し夫々実線と破線でゲインを表わし
た。対応する第２ＤＦＢ領域１４９ｂのブラッグ波長λ
2はＴＭモードのゲインピークであるｌｈの遷移波長近
傍に設定すべく、回折格子１４４ｂの周期を決定する。
【００４３】歪みの導入の仕方によってｌｈとｈｈの波
長的な位置関係が決まるので、ＴＥモードとＴＭモード
のブラッグ波長λ1，λ2を接近させることが可能であ
る。従って、例えば、各偏波モードの伝搬定数ｎTE、ｎ
TMの差のみを考慮し、同一のグレーティング周期Λ＝Λ
1＝Λ2で上記のデバイスを実現することも可能である。
すなわち λ1／ｎTE＝λ2／ｎTM なる関係であればよい。
長的な位置関係が決まるので、ＴＥモードとＴＭモード
のブラッグ波長λ1，λ2を接近させることが可能であ
る。従って、例えば、各偏波モードの伝搬定数ｎTE、ｎ
TMの差のみを考慮し、同一のグレーティング周期Λ＝Λ
1＝Λ2で上記のデバイスを実現することも可能である。
すなわち λ1／ｎTE＝λ2／ｎTM なる関係であればよい。
【００４４】第２実施例と同様、同一の周期のグレーテ
ィングでデバイスの作製が実現できれば、作製の歩留り
が極めて向上することになる。本デバイスにおいても、
第１実施例に示すごとく、２つの電極１４８ａ，１４８
ｂへの注入バイアスを適当に選び、少なくともどちらか
一方へ変調信号を加えることにより、消光比の高い偏波
変調動作が可能となる（図５参照））。
ィングでデバイスの作製が実現できれば、作製の歩留り
が極めて向上することになる。本デバイスにおいても、
第１実施例に示すごとく、２つの電極１４８ａ，１４８
ｂへの注入バイアスを適当に選び、少なくともどちらか
一方へ変調信号を加えることにより、消光比の高い偏波
変調動作が可能となる（図５参照））。
【００４５】
【第５実施例】本実施例では、多重量子井戸構造を活性
層とする例において、基底の０次の遷移に加えて１次以
上のｈｈまたはｌｈの遷移ピークを利用する例について
述べる。ＤＦＢ構造についてはこれまでの実施例と同様
であるので省略する。
層とする例において、基底の０次の遷移に加えて１次以
上のｈｈまたはｌｈの遷移ピークを利用する例について
述べる。ＤＦＢ構造についてはこれまでの実施例と同様
であるので省略する。
【００４６】図１８（ａ）は、やや井戸幅の広い量子井
戸活性層１６０ａのエネルギーバンド構造を示し、１次
量子準位ｈｈ1，ｌｈ1が適当な注入キャリア密度で励起
され、対応する波長域にゲインを生ずる。図１８（ｂ）
は、これまで第４実施例で説明した歪み量子井戸活性層
１６０ｂのエネルギーバンド構造を示し、ｌｈ0遷移の
波長でＴＭモードのゲインがピークとなる。この様な２
つの活性層１６０ａ，１６０ｂを用い（図１８（ａ）、
（ｂ）では単一の井戸で説明しているが、多重化井戸で
あってもかまわない）、２つのＤＦＢ領域を設ける。夫
々、ＴＥモード領域では、その回折格子の周期を適当に
設定して活性層１６０ａの１次の量子準位であるｈｈ1
遷移波長をブラッグ波長λ1（図１９）とし、ＴＭモー
ド領域では、同じくその回折格子の周期を適当に設定し
て活性層１６０ｂのｌｈ0遷移波長をブラッグ波長λ
2（図２０）とすることができる。
戸活性層１６０ａのエネルギーバンド構造を示し、１次
量子準位ｈｈ1，ｌｈ1が適当な注入キャリア密度で励起
され、対応する波長域にゲインを生ずる。図１８（ｂ）
は、これまで第４実施例で説明した歪み量子井戸活性層
１６０ｂのエネルギーバンド構造を示し、ｌｈ0遷移の
波長でＴＭモードのゲインがピークとなる。この様な２
つの活性層１６０ａ，１６０ｂを用い（図１８（ａ）、
（ｂ）では単一の井戸で説明しているが、多重化井戸で
あってもかまわない）、２つのＤＦＢ領域を設ける。夫
々、ＴＥモード領域では、その回折格子の周期を適当に
設定して活性層１６０ａの１次の量子準位であるｈｈ1
遷移波長をブラッグ波長λ1（図１９）とし、ＴＭモー
ド領域では、同じくその回折格子の周期を適当に設定し
て活性層１６０ｂのｌｈ0遷移波長をブラッグ波長λ
2（図２０）とすることができる。
【００４７】この様に、２つのＤＦＢ領域で、夫々Ｔ
Ｅ、ＴＭモードの発振が支配的となるよう注入バイアス
を選び、バイアス電流を僅かに変調することによりＴＥ
／ＴＭモードのスイッチングが可能となる。本実施例の
場合、活性層１６０ａでの０次量子準位の遷移による自
然放出光が多く発生するが（図１９参照）、これはフィ
ルタ等を用いて除去することが可能である。こうして、
消光比の低下は小さく抑えることができる。
Ｅ、ＴＭモードの発振が支配的となるよう注入バイアス
を選び、バイアス電流を僅かに変調することによりＴＥ
／ＴＭモードのスイッチングが可能となる。本実施例の
場合、活性層１６０ａでの０次量子準位の遷移による自
然放出光が多く発生するが（図１９参照）、これはフィ
ルタ等を用いて除去することが可能である。こうして、
消光比の低下は小さく抑えることができる。
【００４８】
【第６実施例】図２１は、本発明のデバイスを、波長多
重型のシステム構成時にスター型のトポロジーにおいて
使用したシステム例を示す。
重型のシステム構成時にスター型のトポロジーにおいて
使用したシステム例を示す。
【００４９】図２１において、１６１−１〜１６１−ｎ
は本発明の偏波変調レーザ（分布帰還型半導体レーザ）
と偏光子からなる送信部であり、１７１−１〜１７１−
ｎは波長フィルタと光検出器で構成される受信部である
（図５参照）。
は本発明の偏波変調レーザ（分布帰還型半導体レーザ）
と偏光子からなる送信部であり、１７１−１〜１７１−
ｎは波長フィルタと光検出器で構成される受信部である
（図５参照）。
【００５０】本発明の偏波変調レーザの出力波長を変え
るには、通常のＤＦＢ−ＬＤと同様にその注入電流バイ
アスを制御してやれば良い。本実施例では、１Åずつ並
べた送信器１６１より１０波（ｎ＝１０）の波長多重を
実現した。受信器１７１の波長フィルタとしては、この
波長多重度に対応させたＤＦＢ型の導波型フィルタ（半
値全巾＜０．５Å）を用いることにより、所望の波長の
光信号を選択的に受信することが可能となる。
るには、通常のＤＦＢ−ＬＤと同様にその注入電流バイ
アスを制御してやれば良い。本実施例では、１Åずつ並
べた送信器１６１より１０波（ｎ＝１０）の波長多重を
実現した。受信器１７１の波長フィルタとしては、この
波長多重度に対応させたＤＦＢ型の導波型フィルタ（半
値全巾＜０．５Å）を用いることにより、所望の波長の
光信号を選択的に受信することが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれ
ば、、共振器方向に２つの異なるＤＦＢ−ＬＤ構造を有
し、しかも夫々のＤＦＢ領域は位相シフト部ないしλ／
４シフト部を具備し、夫々のＤＦＢ領域でＴＥ及びＴＭ
モードが支配的となるようにグレーティング周期、活性
層構造を工夫することにより、再現性良く偏波モード間
のスイッチングを可能にすることができる。
ば、、共振器方向に２つの異なるＤＦＢ−ＬＤ構造を有
し、しかも夫々のＤＦＢ領域は位相シフト部ないしλ／
４シフト部を具備し、夫々のＤＦＢ領域でＴＥ及びＴＭ
モードが支配的となるようにグレーティング周期、活性
層構造を工夫することにより、再現性良く偏波モード間
のスイッチングを可能にすることができる。
【００５２】特に、活性層を量子井戸構造で形成すれ
ば、ＴＥ／ＴＭモードのゲイン極値を与える異なる量子
準位からの遷移波長を、各ＤＦＢ領域でのＴＥ及びＴＭ
モードのブラッグ波長に一致させることによって、ＴＥ
／ＴＭモード間の競合を制御することもできる。また、
偏波変調レーザと出力部に設けた偏光選択素子の組み合
わせにより、少ない電流変調で大きな消光比のＡＳＫ信
号が得られ、かつ変調時のスペクトル拡がり（チャーピ
ング）を極めて小さくできる。これにより、従来、ＦＳ
Ｋ方式あるいは外部変調方式でのみ実現可能とされてい
た高密度波長多重化が可能となる。
ば、ＴＥ／ＴＭモードのゲイン極値を与える異なる量子
準位からの遷移波長を、各ＤＦＢ領域でのＴＥ及びＴＭ
モードのブラッグ波長に一致させることによって、ＴＥ
／ＴＭモード間の競合を制御することもできる。また、
偏波変調レーザと出力部に設けた偏光選択素子の組み合
わせにより、少ない電流変調で大きな消光比のＡＳＫ信
号が得られ、かつ変調時のスペクトル拡がり（チャーピ
ング）を極めて小さくできる。これにより、従来、ＦＳ
Ｋ方式あるいは外部変調方式でのみ実現可能とされてい
た高密度波長多重化が可能となる。
【図１】本発明の第１実施例を示すデバイス断面図。
【図２】代表的なレーザの横閉じ込め構造であるＢＨ構
造を示す横断面図。
造を示す横断面図。
【図３】２つのＤＦＢ領域の回折格子周期で決まるブラ
ッグ波長を夫々偏波モードのゲインピークに設定するこ
とを説明する為のゲインスペクトルの模式図。
ッグ波長を夫々偏波モードのゲインピークに設定するこ
とを説明する為のゲインスペクトルの模式図。
【図４】注入電流と発振モード（ＴＥ／ＴＭ）領域分離
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図５】本発明のレーザを光伝送系に用いた例及び偏光
子を挿入して強度変調方式の伝送を行う例を示すブロッ
ク図。
子を挿入して強度変調方式の伝送を行う例を示すブロッ
ク図。
【図６】本発明の第２実施例を示すデバイス断面図。
【図７】２つのＤＦＢ領域の夫々の偏波モードのゲイン
スペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長との関
係を示す模式図。
スペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長との関
係を示す模式図。
【図８】本発明の第３実施例を示すデバイス断面図。
【図９】量子井戸活性層のゲインスペクトルを示す図。
【図１０】量子井戸活性層の偏波モードに分離したゲイ
ンスペクトルを示す図。
ンスペクトルを示す図。
【図１１】各偏波モードのしきい値ゲインの関係を示す
図。
図。
【図１２】各偏波モードのしきい値ゲインの関係を示す
図。
図。
【図１３】電流注入による発振モード（ＴＥ／ＴＭ）の
変化の様子を示す図。
変化の様子を示す図。
【図１４】本発明の歪み超格子を利用した第４実施例を
示すデバイス断面図。
示すデバイス断面図。
【図１５】第４実施例の歪み超格子活性層の伝導帯のエ
ネルギーバンド構造図。
ネルギーバンド構造図。
【図１６】第４実施例の１つの活性層の偏波モードのゲ
インスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長と
の関係を示す模式図。
インスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長と
の関係を示す模式図。
【図１７】第４実施例の歪み超格子活性層の偏波モード
のゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波
長との関係を示す模式図。
のゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波
長との関係を示す模式図。
【図１８】本発明の第５実施例の２つの活性層（１つは
量子井戸活性層、１つは歪み超格子活性層）のエネルギ
ーバンド構造を示す図。
量子井戸活性層、１つは歪み超格子活性層）のエネルギ
ーバンド構造を示す図。
【図１９】第５実施例の量子井戸活性層の偏波モードの
ゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長
との関係を示す模式図。
ゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波長
との関係を示す模式図。
【図２０】第４実施例の歪み超格子活性層の偏波モード
のゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波
長との関係を示す模式図。
のゲインスペクトルと回折格子周期で決まるブラッグ波
長との関係を示す模式図。
【図２１】本発明のレーザを用いた波長多重伝送システ
ムを示すブロック図。
ムを示すブロック図。
１，４１，８１，１４１・・・・・ 基板 ２ａ，２ｂ，４４ａ，４４ｂ，８２ａ，８２ｂ，１４４
ａ，１４４ｂ・・・・・グレーティング ３，４２，８３，１４２・・・・・ 下部クラッド層 ５２，１４４・・・・・ 光ガイド層 ４，４３ａ，４３ｂ，８４，１４３ａ，１４３ｂ，１６
０ａ，１６０ｂ・・・・・ 活性層 ５，４５，８５，１４５・・・・・ 上部クラッド層 ６，４６，８６，１４６・・・・・ キャップ層 ７ａ，７ｂ，９，４８ａ，４８ｂ，５１，８７ａ，８７
ｂ，８９，１４８ａ，１４８ｂ，１５１・・・・・ 電
極 ８ａ，８ｂ，４７ａ，４７ｂ，８８ａ，８８ｂ，１４７
ａ，１４７ｂ・・・・・反射防止膜 １０ａ，１０ｂ，９０ａ，９０ｂ，１５２ａ，１５２ｂ
・・・・・ 位相シフト部 １１ａ，１１ｂ，９１ａ，９１ｂ，１４９ａ，１４９ｂ
・・・・・ ＤＦＢ領域 １２，５０，９２，１５０・・・・・ 遷移領域 ２１，２２，２３・・・・・ 埋め込み層 ３０・・・・・ 本発明の半導体レ−ザ ３１・・・・ 偏光子 ３２・・・・・ 光ファイバ ３３・・・・・ フィルタ ３４・・・・・ 光検出器 ３５，１６１・・・・・ 光送信部 ３６，１７１・・・・・ 受信部
ａ，１４４ｂ・・・・・グレーティング ３，４２，８３，１４２・・・・・ 下部クラッド層 ５２，１４４・・・・・ 光ガイド層 ４，４３ａ，４３ｂ，８４，１４３ａ，１４３ｂ，１６
０ａ，１６０ｂ・・・・・ 活性層 ５，４５，８５，１４５・・・・・ 上部クラッド層 ６，４６，８６，１４６・・・・・ キャップ層 ７ａ，７ｂ，９，４８ａ，４８ｂ，５１，８７ａ，８７
ｂ，８９，１４８ａ，１４８ｂ，１５１・・・・・ 電
極 ８ａ，８ｂ，４７ａ，４７ｂ，８８ａ，８８ｂ，１４７
ａ，１４７ｂ・・・・・反射防止膜 １０ａ，１０ｂ，９０ａ，９０ｂ，１５２ａ，１５２ｂ
・・・・・ 位相シフト部 １１ａ，１１ｂ，９１ａ，９１ｂ，１４９ａ，１４９ｂ
・・・・・ ＤＦＢ領域 １２，５０，９２，１５０・・・・・ 遷移領域 ２１，２２，２３・・・・・ 埋め込み層 ３０・・・・・ 本発明の半導体レ−ザ ３１・・・・ 偏光子 ３２・・・・・ 光ファイバ ３３・・・・・ フィルタ ３４・・・・・ 光検出器 ３５，１６１・・・・・ 光送信部 ３６，１７１・・・・・ 受信部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−42593（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−159781（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−198888（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117190（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−169132（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202342（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−162088（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−505363（ＪＰ，Ａ) 国際公開92−14174（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (14)
- 【請求項１】 分布帰還型半導体レーザ構造を有し、該
半導体レーザ構造の共振器方向に、異なる特性を有する
２つの分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該分布帰還部の
夫々に位相シフト部が設けられ、該２つの分布帰還部を
形成する回折格子の周期は、該２つの分布帰還部におい
て夫々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的となる為にＴ
Ｅモード及びＴＭモードのゲインスペクトルのピークに
ＴＥモード及びＴＭモードのブラッグ波長が一致するよ
うに設定され、更に前記２つの分布帰還部の回折格子は
異なる結合係数を有する構造であって、該結合係数の差
は、前記２つの回折格子の凹凸の深さを変えて生じさせ
ていることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項２】 分布帰還型半導体レーザ構造を有し、該
半導体レーザ構造の共振器方向に、異なる特性を有する
２つの分布帰還部（ＤＦＢ）を具備し、該分布帰還部の
夫々に位相シフト部が設けられ、該２つの分布帰還部を
形成する回折格子の周期は、該２つの分布帰還部におい
て夫々ＴＥモード及びＴＭモードが支配的となる為にＴ
Ｅモード及びＴＭモードのゲインスペクトルのピークに
ＴＥモード及びＴＭモードのブラッグ波長が一致するよ
うに設定され、更に前記２つの分布帰還部の回折格子は
異なる結合係数を有する構造であって、該結合係数の差
は、前記２つの回折格子の形成位置を変えて閉じ込め係
数を変えることで生じさせていることを特徴とする分布
帰還型半導体レーザ。 - 【請求項３】前記２つの分布帰還部は夫々異なる活性層
を有することを特徴とする請求項１または２記載の分布
帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項４】前記異なる活性層の少なくとも一方に、歪
み超格子が用いられていることを特徴とする請求項３記
載の分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項５】活性層の少なくとも一部に、量子井戸構造
の活性層が用いられていて、該量子井戸構造の活性層を
持つ分布帰還部を形成する回折格子の周期は、該２つの
分布帰還部において夫々ＴＥモ−ド及びＴＭモ−ドが支
配的となる為に該量子井戸構造の活性層の異なるゲイン
ピ−クにＴＥモ−ドまたはＴＭモ−ドのブラッグ波長が
一致するように設定されていることを特徴とする請求項
１または２記載の分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項６】前記異なるゲインピ−クは該量子井戸構造
の活性層の異なる量子準位に対応するものであることを
特徴とする請求項５記載の分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項７】前記異なる量子準位は重い正孔と軽い正孔
の遷移に対応するものであることを特徴とする請求項６
記載の分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項８】前記異なる量子準位は異なる次数の遷移に
対応するものであることを特徴とする請求項６記載の分
布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項９】前記２つの分布帰還部は夫々異なる量子井
戸活性層を有することを特徴とする請求項５記載の分布
帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項１０】前記異なる量子井戸活性層の少なくとも
一方に、歪み超格子が用いられていることを特徴とする
請求項９記載の分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項１１】前記歪み超格子には引っ張り歪みが導入
されていることを特徴とする請求項４または１０記載の
分布帰還型半導体レ−ザ。 - 【請求項１２】請求項１乃至１１の何れかに記載の半導
体レ−ザの光出力部に偏光子を備えたことを特徴とする
光送信装置。 - 【請求項１３】請求項１乃至１１の何れかに記載の半導
体レ−ザを用いた送信器を含むことを特徴とする光伝送
システム。 - 【請求項１４】前記送信器が複数の異なる波長の光信号
を送出することができて波長多重型のネットワ−クを構
成することを特徴とする請求項１３記載の光伝送システ
ム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05120594A JP3255325B2 (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ |
| DE69521157T DE69521157T2 (de) | 1994-02-18 | 1995-02-16 | Polarisationsselektiver Halbleiterlaser, Lichtsender und optisches Kommunikationssystem unter Verwendung dieses Lasers |
| EP95102173A EP0668641B1 (en) | 1994-02-18 | 1995-02-16 | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser |
| US08/972,728 US5901166A (en) | 1994-02-18 | 1997-11-18 | Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05120594A JP3255325B2 (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235718A JPH07235718A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3255325B2 true JP3255325B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=12880405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05120594A Expired - Fee Related JP3255325B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-23 | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255325B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0969671A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Canon Inc | 偏波変調可能な分布帰還型半導体レーザ |
| JP3387746B2 (ja) * | 1996-07-31 | 2003-03-17 | キヤノン株式会社 | 屈曲チャンネルストライプの偏波変調可能な半導体レーザ |
| US6075799A (en) * | 1996-08-28 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Polarization selective semiconductor laser, optical transmitter using the same, optical communication system using the same and fabrication method of the same |
| JP4374862B2 (ja) * | 2003-02-06 | 2009-12-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ、半導体レーザの駆動方法および波長変換素子 |
| WO2010024259A1 (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 日本電気株式会社 | 光送信装置、光通信装置および光送信方法 |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP05120594A patent/JP3255325B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07235718A (ja) | 1995-09-05 |
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