JPH01319986A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

Info

Publication number
JPH01319986A
JPH01319986A JP63153241A JP15324188A JPH01319986A JP H01319986 A JPH01319986 A JP H01319986A JP 63153241 A JP63153241 A JP 63153241A JP 15324188 A JP15324188 A JP 15324188A JP H01319986 A JPH01319986 A JP H01319986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
layer
optical waveguide
thickness
well
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.)
Granted
Application number
JP63153241A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH069280B2 (ja
Inventor
Masato Ishino
正人 石野
Yoichi Sasai
佐々井　洋一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63153241A priority Critical patent/JPH069280B2/ja
Priority to US07/296,020 priority patent/US4961198A/en
Publication of JPH01319986A publication Critical patent/JPH01319986A/ja
Publication of JPH069280B2 publication Critical patent/JPH069280B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • H01S5/10—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
    • H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265—Intensity modulators
    • 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
    • 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
    • H01S5/1021—Coupled cavities
    • 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
    • H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/3434—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer comprising at least both As and P as V-compounds
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • 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
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/06—LPE
    • 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
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced
    • 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
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
    • 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
    • H01S5/2272—Buried mesa structure ; Striped active layer grown by a mask induced selective growth
    • 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
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は長距離大容量光伝送、コヒーレント通信等に必
要な光源である高性能半導体レーザ装置に関する。
従来の技術 近年、光通信の長距離大容量化に伴い、光源として高速
でかつ変調によるチャーピングの少ない高性能の半導体
レーザの開発が望まれている。さらに将来の光通信技術
といわれているコヒーレント通信においては非常に狭い
スペクトル幅のレーザが必要となる。分布帰還型レーザ
（ＤＦＢ−ＬＤ）は高速変調時においても安定な単一軸
モード発振が得られ、従来のファプリーペロ型レーザに
比べて伝送特性に大きな改善を果たしてきた。しかしな
がらＤＦＢ−ＬＤにおいてもチャーピング抑制、スペク
トル幅は十分でない。この問題を解決する方法として光
導波路（外部変調器）をモノリシックに一体化したＤＦ
Ｂ−ＬＤが注目されている。第３図はこの一体化素子の
光軸方向の断面基本構造を示すものである。これはＨ−
ＩｎＰ基板１上の第１の領域２１にＩｎＧａＡｓＰ活性
層１３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３．１）−ＩｎＰ
クラッド層４、Ｉ）−ＩｎＧａＡｓＰ：＋：／タクト層
５、り型電極６を含み、第２の領域２２において光導波
層８、ｐ−ＩｎＰクラッド層９、ｐ−ＩｎＧａＡｓ　ｐ
：＋ンタクト層１０、ｐ型電極１１を含む構造である。
ここで活性（発光）域である第１の領域２１における光
導波層３上にはレーザ発振に必要な回折格子７が、Ｉｎ
Ｐ基板１の裏面にはｎ型電極１２が形成されている。ま
た光変調域である第２の領域２２の光導波層８は第１の
領域２１からの出射光１０と同一光軸上に位置し、両領
域は分離領域１３により電気的に分離されている。第１
の領域２１からの出射光１０は第２の領域２２の光導波
層を低損失で伝搬される。ここで発光域２１の電極６−
１２間に順方向電流を流してレーザ発振をさせた状態で
、光変調域２２の電極１１−１２間に逆バイアス印加す
るとフランツ−ケルデイシュ効果により導波光の変調を
行なうことができる。また光導波層８が多重量子井戸（
ＭＱＷ）構造であれば量子閉じ込めシュタルク効果が利
用できより大きい光変調効果を得る事ができる。このよ
うな外部変調器一体化ＬＤではＬＤの直接変調時に問題
となる注入キャリヤ変化による変調光のチャーピングや
スペクトル幅の拡がりは大きく抑圧できる。
しかしながらこのような素子は、活性域の活性層３と光
変調域の光導波層は異なるバンドギャプを有するエピタ
キシャル層である必要があり、通常は複数回のエピタキ
シャル成長を含む非常に複雑な工程によってのみ作製で
きるものである。このような複雑な工程は素子作製の歩
留まりのみならず素子特性に悪影響を及ぼす。特に複数
回のエピタキシャル成長によって生じる境界部での異常
成長や再成長層の軸ずれ等により発光域と光変調載量の
光波の結合効率は小さく、光出力の低下等の問題がある
。
一方、低チャーピングΦ狭スペクトル幅のＬＤとしては
他に分布ブラッグ反射型レーザ（ＤＢＲ−ＬＤ）がある
。第４図はその基本構造の光軸方向の断面図である。そ
の層構造は第３図の外部変調型ＤＦＢ−ＬＤとほとんど
同一であるが、この素子においては回折格子７は光帰還
域（ＤＢＲ域）２３の光導波層８上に形成されている。
このＬＤは活性域２１に電流注入することにより、光導
波域２２の回折格子で決まる波長で発振が得られる。
従って変調による注入キャリヤの変化によるチャーピン
グは小さく、またＤＢＲ域２３からの光のフィードバッ
クによる狭スペクトルを得ることができる。またこの素
子の場合、ＤＢＲ域２３に別個の電極１１を形成し電流
注入等の手段で光導波層８の屈折率を変化させることに
より波長を可変にすることができる。
しかしながら、ＤＢＲ−ＬＤの場合も外部変調型ＤＦＢ
−ＬＤの場合と同じく複数回のエビ成長を含む、複雑な
作製プロセスを必要とし、各領域間での十分な光波の結
合効率が得られず発振しきい値の上昇等の特性の劣化が
問題となる。
発明が解決しようとする課題 以上、従来の技術における半導体レーザにおいては、工
程の複雑さや境界部の不連続性等により十分な特性が得
られなかった。
課題を解決するための手段 本発明は上述の問題点を克服すべく、第１の導電型の同
一半導体基板上に活性層、回折格子、第２の導電型のエ
ピタキシャル層、第２の導電型の第１の電極を含む第１
の領域と前記第１の領域から発した光に対する光導波層
を含む第２の領域を有し、前記第１の領域において活性
層と前記第２の領域の光導波層が同一成長層の多重量子
井戸層で構成され、かつ第１の領域における前記量子井
戸層の井戸層厚が第２の領域における井戸層厚よりも大
きいこ呂を特徴とする半導体レーザ装置であり、また第
１の導電型の同一半導体基板上に活性層と第２の導電型
のエピタキシャル層と第２の導電型の第１の電極を含む
第１の領域と前記第１の領域から発した光に対する光導
波層と回折格子を含む第２の領域を有し、前記第１の領
域における活性層と前記第２の領域の光導波層が同一成
長層の多重量子井戸層で構成され、かつ第１の領域にお
ける前記量子井戸層の井戸層厚が第２の領域における井
戸層厚よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ装置
である。
作用 上述の手段により、非常に安易な作製プロセスで高性能
の外部変調型ＤＦＢレーザおよびＤＢＲレーザを得るこ
とができる。
実施例 以下、本発明の実施例をＩｎＧａＡｓＰ／ｌｎＰ系材料
を用いた場合について述べる。
第１図は本発明による第１の実施例としてのＤＦＢレー
ザの光軸方向の断面基板構造図を示す。
この素子は発光機能と波長選択機能を有する活性領域２
１と光変調機能を有する光変調領域２２で構成される。
ここで、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はＩｎＧ、ａＡｓＰ多
重量子井戸（ＭＱＷ）層、３はＩｎＧａＡｓＰ光導波層
、４はｐ−ＩｎＰクラッド層、５はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
コアタクト層、６および１１はｐ型電極、および１２は
ｎ型電極−である。ここで活性領域２１内の先導彼層上
にはピッチ４００ＯＡの回折格子が形成されている。主
だ活性領域２１と光変調領域２２間はプロトン注入層１
３により電気的に分離されている。ＭＱＷ層２は活性領
域２１においては井戸層厚（Ｌ　ｚ　）光変調領域２２
においては井戸層厚（Ｌｚ）が１００Ａ障壁層厚１００
Ａと領域２１と２２で膜厚が異なる。量子シフト量の差
異によりＭＱＷ層のバンドギャップ波長は領域２１で１
．２９μｍであるのに対し、領域２２においては１．２
７μｍと各領域で異なっている。このようなウェハー内
で同一成長層の膜厚を変化させることは領域間で幅の異
なるメサストライプの形成された基板上に液相エピタキ
シャル成長を行なうことにより可能で、ストライブ幅に
よって制御性良く井戸層厚を変化させることができる。
この場合ＩｎＰ基板１の光変調域２２にのみ光軸方向に
沿って幅８μｍのメサストライプを形成して成長を行な
った。
ここで領域１の電極６−１２間に順方向直流電流を印加
すると波長１．３０μｍのレーザー発振が得られる。光
変調領域２２内のＭＱＷ光導波層２においてはこのレー
ザー光はほとんど吸収されず１ｃｍ”以下の低損失で導
波できる。なぜならＭＱＷ構造においては吸収端はバル
ク構造に比べ急峻であり、導波光がバンドギャップ波長
より３０ｎｍも長波側に位置すれば吸収できる損失はほ
とんどないからである。
一方、光変調領域２２の電極１１−１２間に逆バイアス
を印加することにより、光変調を行なうことができる。
ＭＱＷ層においては量子閉じ込めシュタルク効果等によ
り通常のバルクよりも大きい電界印加光吸収効果を有し
、光変調領域長を２００μｍとしてＩＶの電圧印加で１
００％変調を行なうことができる。また活性層と光導波
層が同−ＭＱＷ層２で構成されているので結合部でのレ
ーザー光の散乱や軸ずれがなく９０％以上の高い結合効
率が得られるので、一体化による光出力の低下はほとん
どない。またこの素子においては活性領域と光変調領域
が分離されているので直接変調の場合に問題となる変調
時の注入キャリヤ変化によるチャーピングやスペクトル
幅り拡がりはほとんどなく、高速変調によって高品質の
レーザー光を得ることができる。さらに本構造は基本的
：こ−回のエピタキシャル成長という非常に簡単なプロ
セスで作製でき高い歩留まりが期待できる。
次に本発明の第２の実施例としてのＤＢＲレーザについ
て述べる。第２図はこの素子の光軸方向の基本断面構成
図である。この素子は活性域２１と帰還域２３で構成さ
れる。層構造および電極構造は第１図におけるＤＦＢレ
ーザと同一であるが、この素子においては回折格子は帰
還域２２の光導波層上に形成されている。またこの場合
もＭＱＷ層２は活性領域２１において井戸層厚（Ｌｚ）
が帰還領域２２においては井戸層厚（Ｌｚ）が１０異な
り、光帰還域において低損失で高結合効率の先導波路が
得られる。
ここで活性域２１の電極６−１２間に順方向電流を印加
することにより、光帰還域２３の回折格子で決まる波長
レーザ発振が得られる。光波の結合効率および導波損失
の改善により光の帰還量が増大し、１５ｍＡ以下のしき
い値で発振が得られている。またこの素子においては発
振スペクトルは基本的に不活性な光帰還域によって決ま
るので活性域での直接変調によっても低チャーピング・
狭スペクトル特性が得られている。さらにとのＤＢＲレ
ーザーの光帰還域２２の電極１１−１２間に電流注入も
しくは電界印加によって光導波路の屈折率を変化させる
ことにより、光出力の大きな変化なく最大３０ｎｍの広
範囲にわたって連続的に発振波長を変化させることがで
きる。
発明の効果 以上、本発明は第１の導電型の同一半導体基板上に活性
層、回折格子、第２の導電型のエピタキシャル、層、第
２の導電型の第１の電極を含む第１の領域と前記第１の
領域から発した光に対する光導波層を含む第２の領域を
有し、前記第１の領域において活性層と前記第２の領域
の光導波層が同一成長層の多重量子井戸層で構成され、
かつ第１の領域における前記量子井戸層の井戸層厚が第
２の領域における井戸層厚よりも大きいことを特徴とす
るという構造により、非常に簡単な構造プロセスで良好
な発振特性・変調特性を有する分布帰還型レーザを高歩
留まりで提供できるものである。
さらに本発明はまた第１の導電型の同一半導体基板上に
活性層と第２の導電型のエピタキシャル層と第２の導電
型の第１の電極を含む第１の領域と前記第１の領域から
発した光に対する光導波層と回折格子を含む第２の領域
を有し、前記第１の領域における活性層と前記第２の領
域の光導波層が同一成長層の多重量子井戸層で構成され
、かつ第１の領域における前記量子井戸層の井戸層厚が
第２の領域における井戸層厚よりも大きいことを特徴と
する構造により、非常に簡単な構造プロセスで良好な発
振特性・変調特性を有する分布ブラック反射型レーザを
歩留まりで提供できるものである。
このように本発明による半導体レーザは長距離・大容量
光通信およびコヒーレント光通信用光源としてその実用
的価値は大きい。
尚、本発明における使用材料、製造法はこれに限定され
るものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例によるＤＦＢ−ＬＤの断
面基本構造図、第２図は本発明の第２の実施例によるＤ
ＢＲ−ＬＤの断面基本構造図、第３図は実施例における
外部変調型ＤＦＢ−ＬＤの断面基本構造図、第４図は従
来例におけるＤＢＲ−ＬＤの断面基本構造図である。 １＠１１＠ＩｎＰ基板、　２−−−ＭＱＷ層、　７・・
・回折格子、２１１・・活性領域、２２Φ・・光変調領
域、２３・拳・光帰還域。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 ｚＭＱＷ層 第２図 活性域　　　　　先湯遺域 〈−２１２３−〉 第３図 殆＋！Ｅ域　　　尤費凋域 ←−？ｌ−−−→〈−２２−→ ３　１ｎＧａＡｓＰ光導波１ 第４図 ／３　　　／　　　　／２

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の導電型の同一半導体基板上に活性層、回折
    格子、第２の導電型のエピタキシャル層、第２の導電型
    の第１の電極を含む第１の領域と前記第１の領域から発
    した光に対する光導波層を含む第２の領域を有し、前記
    第１の領域において活性層と前記第２の領域の光導波層
    が同一成長層の多重量子井戸層で構成され、かつ第１の
    領域における前記量子井戸層の井戸厚が第２の領域にお
    ける井戸層厚より大きいことを特徴とする半導体レーザ
    装置。
  2. （２）第１の導電型の同一半導体基板上に活性層と第２
    の導電型のエピタキシャル層と第２の導電型の第１の電
    極を含む第１の領域と前記第１の領域から発した光に対
    する光導波層と回折格子を含む第２の領域を有し、前記
    第１の領域における活性層と前記第２の領域の光導波層
    が同一成長層の多重量子井戸層で構成され、かつ第１の
    領域における前記量子井戸層の井戸層厚が第２の領域に
    おける井戸層厚よりも大きいことを特徴とする半導体レ
    ーザ装置。
  3. （３）第２の領域において、第２の導電型の第２の電極
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
    ２項記載の半導体レーザ装置。
  4. （４）第１、第２の領域の境界域に電気的分離機能を有
    する第３の領域を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ装置。
JP63153241A 1988-01-14 1988-06-21 半導体レーザ装置 Expired - Fee Related JPH069280B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63153241A JPH069280B2 (ja) 1988-06-21 1988-06-21 半導体レーザ装置
US07/296,020 US4961198A (en) 1988-01-14 1989-01-12 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63153241A JPH069280B2 (ja) 1988-06-21 1988-06-21 半導体レーザ装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20455596A Division JP2776381B2 (ja) 1996-08-02 1996-08-02 半導体レーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01319986A true JPH01319986A (ja) 1989-12-26
JPH069280B2 JPH069280B2 (ja) 1994-02-02

Family

ID=15558144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63153241A Expired - Fee Related JPH069280B2 (ja) 1988-01-14 1988-06-21 半導体レーザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH069280B2 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01321677A (ja) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型半導体光素子の製造方法
JPH0391282A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nec Corp 半導体光集積素子とその製造方法
JPH03284891A (ja) * 1990-03-30 1991-12-16 Fujitsu Ltd 光半導体素子
JPH04105383A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Nec Corp 半導体光集積素子の製造方法
EP0643461A2 (en) * 1990-08-24 1995-03-15 Nec Corporation Method for fabricating an optical semiconductor device
EP0687043A1 (en) * 1994-06-08 1995-12-13 AT&T Corp. Article comprising an integrated laser/modulator combination
WO1999026325A1 (en) * 1997-11-17 1999-05-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ii-vi laser diode with facet degradation reduction structure
US5987046A (en) * 1993-08-31 1999-11-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
US6151351A (en) * 1994-09-28 2000-11-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same
JP2006066586A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Oki Electric Ind Co Ltd モード同期半導体レーザ装置及びモード同期半導体レーザ装置の波長制御方法
US7130325B2 (en) 2003-05-02 2006-10-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Sampled grating distributed feedback wavelength tunable semiconductor laser integrated with sampled grating distributed Bragg reflector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192379A (ja) * 1984-03-12 1985-09-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
JPS61168980A (ja) * 1985-01-22 1986-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体発光素子
JPS6215875A (ja) * 1985-07-12 1987-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPS6235592A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Omron Tateisi Electronics Co 量子井戸半導体レ−ザ
JPS6364384A (ja) * 1986-09-05 1988-03-22 Hitachi Ltd 光半導体集積装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192379A (ja) * 1984-03-12 1985-09-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
JPS61168980A (ja) * 1985-01-22 1986-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体発光素子
JPS6215875A (ja) * 1985-07-12 1987-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPS6235592A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Omron Tateisi Electronics Co 量子井戸半導体レ−ザ
JPS6364384A (ja) * 1986-09-05 1988-03-22 Hitachi Ltd 光半導体集積装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01321677A (ja) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型半導体光素子の製造方法
JPH0391282A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nec Corp 半導体光集積素子とその製造方法
JPH03284891A (ja) * 1990-03-30 1991-12-16 Fujitsu Ltd 光半導体素子
EP0643461A3 (en) * 1990-08-24 1996-01-03 Nec Corp Method for manufacturing an optical semiconductor device.
EP0643461A2 (en) * 1990-08-24 1995-03-15 Nec Corporation Method for fabricating an optical semiconductor device
JPH04105383A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Nec Corp 半導体光集積素子の製造方法
US5987046A (en) * 1993-08-31 1999-11-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
US6238943B1 (en) 1993-08-31 2001-05-29 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and a method of manufacturing the same
EP0687043A1 (en) * 1994-06-08 1995-12-13 AT&T Corp. Article comprising an integrated laser/modulator combination
US6151351A (en) * 1994-09-28 2000-11-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same
WO1999026325A1 (en) * 1997-11-17 1999-05-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ii-vi laser diode with facet degradation reduction structure
US5974070A (en) * 1997-11-17 1999-10-26 3M Innovative Properties Company II-VI laser diode with facet degradation reduction structure
US7130325B2 (en) 2003-05-02 2006-10-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Sampled grating distributed feedback wavelength tunable semiconductor laser integrated with sampled grating distributed Bragg reflector
JP2006066586A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Oki Electric Ind Co Ltd モード同期半導体レーザ装置及びモード同期半導体レーザ装置の波長制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH069280B2 (ja) 1994-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5825047A (en) Optical semiconductor device
US6872966B2 (en) Optical semiconductor device
US6455338B1 (en) Method of manufacturing an integrated semiconductor laser-modulator device
JPH07326820A (ja) 波長可変半導体レーザ装置
JPH0256837B2 (ja)
JPH0632332B2 (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH0770791B2 (ja) 半導体レーザ及びその製造方法
JP4026334B2 (ja) 半導体レーザ、分布帰還型半導体レーザおよび波長可変半導体レーザ
EP0378098B1 (en) Semiconductor optical device
US5703974A (en) Semiconductor photonic integrated circuit and fabrication process therefor
JP2587628B2 (ja) 半導体集積発光素子
JPH01319986A (ja) 半導体レーザ装置
US5912475A (en) Optical semiconductor device with InP
JPH0732279B2 (ja) 半導体発光素子
JP2827411B2 (ja) 光半導体素子及びその製造方法
JP2957240B2 (ja) 波長可変半導体レーザ
JPH08274404A (ja) 多重量子井戸レーザダイオード
JPH11204773A (ja) 導波路型半導体光集積素子およびその製造方法
JP2776381B2 (ja) 半導体レーザ装置
CN115280609A (zh) 光学器件
JP2760276B2 (ja) 選択成長導波型光制御素子
US11189991B2 (en) Semiconductor optical element and semiconductor optical device comprising the same
JP2605911B2 (ja) 光変調器及び光検出器
JPS6373585A (ja) 周波数可変分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ
JP7402014B2 (ja) 光半導体素子、光半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees