JPH02126693A - 分布反射形半導体レーザ - Google Patents
分布反射形半導体レーザInfo
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- JPH02126693A JPH02126693A JP28077688A JP28077688A JPH02126693A JP H02126693 A JPH02126693 A JP H02126693A JP 28077688 A JP28077688 A JP 28077688A JP 28077688 A JP28077688 A JP 28077688A JP H02126693 A JPH02126693 A JP H02126693A
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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
- H01S5/12—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
- H01S5/10—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
- H01S5/1082—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 with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
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。
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〕
本発明は分布反射形半導体レーザに関し、特にノイズの
少ない単一モードのレーザー光を発することを目的とし
た分布反射形半導体レーザの改良技術に関する。
少ない単一モードのレーザー光を発することを目的とし
た分布反射形半導体レーザの改良技術に関する。
従来−分布反射（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ
Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）形半導体レーザ（以下ＤＢＲレ
ーザと略す）として第７図に示すもの（例えば＾ｐｐｌ
ｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、３
１ 、 Ｎａ９． ｐ６１３ （１９７７））が知ら
れている。このＤＢＲレーザにおいてはｎ −ＧａＡｓ
基板１上にクラッド層としてｎ −Ａ ｌ 、Ｇａ＋−
ｘＡｓ層２、活性層としてＧａＡｓ層６３、導波層とし
てｐ−Ａ ｌ 、Ｇａ１−ｙＡｓ層４、クラッド層とし
てｐ −Ａ Ｉ ＸＧａ１−ｘＡｓ層５、およびコンタ
クト層としてｐ′″−ＧａＡｓ層６が順次エピタキシャ
ル成長されており、さらに活性領域８に相当する部分と
分布反射領域９ （以下ＤＢＲ領域と略す）に相当する
部分を分離するため化学エツチング等によりＤＢＲ領域
に相当する部分のコンタクト層６、およびクラッド層５
を除去し、露出した導波層４の表面に導波光をブラッグ
回折により反射、帰還させるための回折格子８が設けら
れている。この素子の電極１０間に電流を流すことによ
り、活性領域内の活性層にキャリアが注入されレーザ発
振が起こる。このときの発振波長は回折格子の周期によ
って決定されるため、安定な単一縦モードの発振が得ら
れることから光フアイバ通信用あるいは各種計測用など
の光源として注目されている。
Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）形半導体レーザ（以下ＤＢＲレ
ーザと略す）として第７図に示すもの（例えば＾ｐｐｌ
ｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、３
１ 、 Ｎａ９． ｐ６１３ （１９７７））が知ら
れている。このＤＢＲレーザにおいてはｎ −ＧａＡｓ
基板１上にクラッド層としてｎ −Ａ ｌ 、Ｇａ＋−
ｘＡｓ層２、活性層としてＧａＡｓ層６３、導波層とし
てｐ−Ａ ｌ 、Ｇａ１−ｙＡｓ層４、クラッド層とし
てｐ −Ａ Ｉ ＸＧａ１−ｘＡｓ層５、およびコンタ
クト層としてｐ′″−ＧａＡｓ層６が順次エピタキシャ
ル成長されており、さらに活性領域８に相当する部分と
分布反射領域９ （以下ＤＢＲ領域と略す）に相当する
部分を分離するため化学エツチング等によりＤＢＲ領域
に相当する部分のコンタクト層６、およびクラッド層５
を除去し、露出した導波層４の表面に導波光をブラッグ
回折により反射、帰還させるための回折格子８が設けら
れている。この素子の電極１０間に電流を流すことによ
り、活性領域内の活性層にキャリアが注入されレーザ発
振が起こる。このときの発振波長は回折格子の周期によ
って決定されるため、安定な単一縦モードの発振が得ら
れることから光フアイバ通信用あるいは各種計測用など
の光源として注目されている。
しかしながら、上記従来のＤＢＲレーザにおいては、出
射光中にはＴＥモードが主発振モードである場合にはＴ
Ｅモードとともに雑音として７Ｍモードも存在し、特に
しきい値近傍における低電流動作の際にそれが顕著に表
われるという問題点があった。
射光中にはＴＥモードが主発振モードである場合にはＴ
Ｅモードとともに雑音として７Ｍモードも存在し、特に
しきい値近傍における低電流動作の際にそれが顕著に表
われるという問題点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、周期的な凹凸を有する導波路からなる分
布反射領域を設けた分布反射形半導体レーザにおいて、
導波路の出射光端面を導波方向に対して９０°−θ（θ
：導波路内から導波路外へ向う光のブリュースタ角）又
はその近傍の角度斜めにされていることを特徴とする分
布反射形半導体レーザである。
ものであって、周期的な凹凸を有する導波路からなる分
布反射領域を設けた分布反射形半導体レーザにおいて、
導波路の出射光端面を導波方向に対して９０°−θ（θ
：導波路内から導波路外へ向う光のブリュースタ角）又
はその近傍の角度斜めにされていることを特徴とする分
布反射形半導体レーザである。
本発明によれば、出射光端面がＤＢＲレーザの光導波方
向に対して傾斜しており、例えばその角度がＴＥモード
に対してブリュースタ角をなしている場合にはＴＥモー
ドは無反射で外部に取りだされ、かつ７Ｍモードは大部
分が反射されて出力されないため、端面がモード選択器
として作用する。
向に対して傾斜しており、例えばその角度がＴＥモード
に対してブリュースタ角をなしている場合にはＴＥモー
ドは無反射で外部に取りだされ、かつ７Ｍモードは大部
分が反射されて出力されないため、端面がモード選択器
として作用する。
平面波が（２つの）誘電体界面に斜めに入射するときそ
の界面における反射率は偏光によって異なることが知ら
れている。第５図は屈折率ｎ、＝３．５を有する媒質か
ら屈折率ｎｏ””１．０の媒質（空気）へ光が進行する
際のその界面における反射率の角度依存性である。Ｓ偏
光、すなわち電界が入射面に垂直な光は入射角θ１の増
大とともに反射率Ｒ３も大きくなり、入射角が臨界角θ
。
の界面における反射率は偏光によって異なることが知ら
れている。第５図は屈折率ｎ、＝３．５を有する媒質か
ら屈折率ｎｏ””１．０の媒質（空気）へ光が進行する
際のその界面における反射率の角度依存性である。Ｓ偏
光、すなわち電界が入射面に垂直な光は入射角θ１の増
大とともに反射率Ｒ３も大きくなり、入射角が臨界角θ
。
θｃ ＝ｓｒｃｓｉｎ （ｎ ｏ／ ｎ ＋）
（１）以上になると入射光は全て反射される。これ
に対し、電界が入射面に平行なｐ偏光は入射角がブリュ
ースタ角θ８ θ！Ｉ＝ａｒｃｔａｎ （ｎ １／ ｎ ｏ）
（２１と一致したときその反射率ＲＰはゼロになり
、また臨界角以上になると全反射となる。該しｎ界角θ
。とブリュースタ角θ３とは波長λの特定の光に対する
屈折率ｎｏ、ｎ、が決まると計算でき、第５図に示す例
ではθ。＝ １５．９・、６ｇ−１６，６・である。
（１）以上になると入射光は全て反射される。これ
に対し、電界が入射面に平行なｐ偏光は入射角がブリュ
ースタ角θ８ θ！Ｉ＝ａｒｃｔａｎ （ｎ １／ ｎ ｏ）
（２１と一致したときその反射率ＲＰはゼロになり
、また臨界角以上になると全反射となる。該しｎ界角θ
。とブリュースタ角θ３とは波長λの特定の光に対する
屈折率ｎｏ、ｎ、が決まると計算でき、第５図に示す例
ではθ。＝ １５．９・、６ｇ−１６，６・である。
以下本発明を電極ストライプを有するＤＢＲレーザに適
用した一実施例を図面を用いて説明する。
用した一実施例を図面を用いて説明する。
第１図および第２図はそれぞれＡ Ｉ ＧａＡｓ ／
ＧａＡｓ系結果を用いた本発明によるＤＢＲレーザの斜
視図および平面図である。
ＧａＡｓ系結果を用いた本発明によるＤＢＲレーザの斜
視図および平面図である。
第１図および第２図に示すように本実施例によるＤＢＲ
レーザは膜構造やプロセスは従来技術と同様であるが、
レーザの一端面１）ａは半導体積層方向と平行で、かつ
光の導波方向、すなわち電極ストライプの方向、に対し
て角度９０”−θだけ傾斜させており、他方の端面１）
ｂはへき開により形成されている。今回この傾斜端面ば
ドライエツチングにより形成したが化学エツチングでも
よい。
レーザは膜構造やプロセスは従来技術と同様であるが、
レーザの一端面１）ａは半導体積層方向と平行で、かつ
光の導波方向、すなわち電極ストライプの方向、に対し
て角度９０”−θだけ傾斜させており、他方の端面１）
ｂはへき開により形成されている。今回この傾斜端面ば
ドライエツチングにより形成したが化学エツチングでも
よい。
半導体レーザの場合、その端面のブリュースタ角を正確
に求めることは容易ではない、しかしながら第５図から
れかるように入射角がブリュースタ角よりも大きくなる
と反射率は急激に上昇し臨界角に達するが入射角がブリ
ュースタ角より数度小さくてもＳ偏光とｐ偏光の反射率
の差が十分大きく、ノイズの抑圧効果は十分に期待でき
る。たとえば第５図に示す例の場合入射角がブリュース
タ角より、約２．５”小さくてもＳ／Ｎ比は１／２にな
る。ただし入射角がブリュースタ角よりも大きい側へは
少なくとも０．５°以下に抑える必要がある。今回θは
屈折率として導波路の等価屈折率を用い、式（２）から
求めた値を用いた。
に求めることは容易ではない、しかしながら第５図から
れかるように入射角がブリュースタ角よりも大きくなる
と反射率は急激に上昇し臨界角に達するが入射角がブリ
ュースタ角より数度小さくてもＳ偏光とｐ偏光の反射率
の差が十分大きく、ノイズの抑圧効果は十分に期待でき
る。たとえば第５図に示す例の場合入射角がブリュース
タ角より、約２．５”小さくてもＳ／Ｎ比は１／２にな
る。ただし入射角がブリュースタ角よりも大きい側へは
少なくとも０．５°以下に抑える必要がある。今回θは
屈折率として導波路の等価屈折率を用い、式（２）から
求めた値を用いた。
本発明の実施例では端面１）ｂをへき開面としへき開面
におけるＴＥモードと７Ｍモードの反射率の差を利用し
てＴＥモード発振を得ているが、金属のＴＥモードフィ
ルタを回折格子上に設けて７Ｍモードだけに付加的な損
失を与えＴＥモードで発振させる方法もある。この場合
にはレーザの両端面をブリュースタ角とすることが可能
である（第３図）。また（７Ｍモードで発振するＤＢＲ
レーザの場合には）第４図に示すような電極面と端面と
が角度を形成する方向に端面を形成することにより７Ｍ
モードだけを選択的に取り出すこともできる。
におけるＴＥモードと７Ｍモードの反射率の差を利用し
てＴＥモード発振を得ているが、金属のＴＥモードフィ
ルタを回折格子上に設けて７Ｍモードだけに付加的な損
失を与えＴＥモードで発振させる方法もある。この場合
にはレーザの両端面をブリュースタ角とすることが可能
である（第３図）。また（７Ｍモードで発振するＤＢＲ
レーザの場合には）第４図に示すような電極面と端面と
が角度を形成する方向に端面を形成することにより７Ｍ
モードだけを選択的に取り出すこともできる。
本発明の実施例は筒車化のため電極ストライプ構造につ
いて示したが、本発明は埋め込み構造をはじめとする種
々の構造のＤＢＲレーザに適用できる。また活性領域と
Ｄ Ｂ Ｒ領域との結合も、集積二重導波路構造などい
かなる構造にも適用できる。さらに本実施例ではＡ Ｉ
ｌ ＧａＡｓ系について述べたが、これに限ることな（
種々の混晶でも本発明は実施可能である。
いて示したが、本発明は埋め込み構造をはじめとする種
々の構造のＤＢＲレーザに適用できる。また活性領域と
Ｄ Ｂ Ｒ領域との結合も、集積二重導波路構造などい
かなる構造にも適用できる。さらに本実施例ではＡ Ｉ
ｌ ＧａＡｓ系について述べたが、これに限ることな（
種々の混晶でも本発明は実施可能である。
本発明によればレーザ出射端面が４波方向に対してブリ
ュースタ角をなすように形成されているので、端面が偏
波面を選択してｍ個光のみを選択的に透過するためノイ
ズとして存在する。他方の偏光すなわちＴＥモードが主
モードの場合には７Ｍモードを減少させることができる
。さらに両側のレーザ端面が平行ではなく、ファブリ・
ペロモードを抑制することもできる。
ュースタ角をなすように形成されているので、端面が偏
波面を選択してｍ個光のみを選択的に透過するためノイ
ズとして存在する。他方の偏光すなわちＴＥモードが主
モードの場合には７Ｍモードを減少させることができる
。さらに両側のレーザ端面が平行ではなく、ファブリ・
ペロモードを抑制することもできる。
第１図および第２図は実施例で作製した分布反射系半専
体レーザの概略を示す斜視図および平面図、第３図およ
び第４図は本発明の変形例をそれぞれ示す平面図および
側面図、第５図は誘電体界面における反射率の入射依存
性を示す図、第６図および第７図は従来の分布反射形半
導体レーザの概略を示す平面図および斜視図である。 １ ・−ｎ型ＧａＡｓ基板、２−・−ｎ型Ａ Ｉ Ｇａ
Ａｓクラッド層、３−ＧａＡｓ活性層、４− Ａ Ｉｌ
ＧａＡｓ導波層、５・・・ｐ−＾１２ ＧａＡｓクラ
ッド層、６− ｐ ” −ＧａＡｓコン′タクト層、７
・・・回折格子、８・・・活性領域、９・・・ＤＢＲ領
域、１０・・・電極、ｌｌａ・・・傾斜端面、ｌｌｂ・
・・へき開面、１２・・・５ｉＯｚ、１３・・・ＴＥモ
ードフィルタ。 第１ 図 第 図 ｎ 第 図 入射角ｅｌ 第 図 第 図
体レーザの概略を示す斜視図および平面図、第３図およ
び第４図は本発明の変形例をそれぞれ示す平面図および
側面図、第５図は誘電体界面における反射率の入射依存
性を示す図、第６図および第７図は従来の分布反射形半
導体レーザの概略を示す平面図および斜視図である。 １ ・−ｎ型ＧａＡｓ基板、２−・−ｎ型Ａ Ｉ Ｇａ
Ａｓクラッド層、３−ＧａＡｓ活性層、４− Ａ Ｉｌ
ＧａＡｓ導波層、５・・・ｐ−＾１２ ＧａＡｓクラ
ッド層、６− ｐ ” −ＧａＡｓコン′タクト層、７
・・・回折格子、８・・・活性領域、９・・・ＤＢＲ領
域、１０・・・電極、ｌｌａ・・・傾斜端面、ｌｌｂ・
・・へき開面、１２・・・５ｉＯｚ、１３・・・ＴＥモ
ードフィルタ。 第１ 図 第 図 ｎ 第 図 入射角ｅｌ 第 図 第 図
Claims (1)
- （１）周期的な凹凸を有する導波路からなる分布反射領
域を設けた分布反射形半導体レーザにおいて、導波路の
出射光端面が導波方向に対して９０°−θ（θ導波路内
から導波路外へ向う光のブリュースタ角）又はその近傍
の角度斜めにされていることを特徴とする分布反射形半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28077688A JPH02126693A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 分布反射形半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28077688A JPH02126693A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 分布反射形半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126693A true JPH02126693A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17629801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28077688A Pending JPH02126693A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 分布反射形半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02126693A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631354A1 (en) * | 1993-06-28 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| JP2011124445A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子及び半導体光素子の製造方法 |
| JP2012089890A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-05-10 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| US8629460B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-01-14 | Seiko Epson Corporation | Light-emitting device having a gain region and a reflector |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP28077688A patent/JPH02126693A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631354A1 (en) * | 1993-06-28 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| US5444730A (en) * | 1993-06-28 | 1995-08-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| US8629460B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-01-14 | Seiko Epson Corporation | Light-emitting device having a gain region and a reflector |
| JP2011124445A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子及び半導体光素子の製造方法 |
| JP2012089890A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-05-10 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
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