JPH02174181A - 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ - Google Patents
波長制御機能付分布反射型半導体レーザInfo
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- JPH02174181A JPH02174181A JP32862688A JP32862688A JPH02174181A JP H02174181 A JPH02174181 A JP H02174181A JP 32862688 A JP32862688 A JP 32862688A JP 32862688 A JP32862688 A JP 32862688A JP H02174181 A JPH02174181 A JP H02174181A
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- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 21
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- 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。
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、分布反射型半導体レーザに関し、特に、光フ
アイバ通信用光源として用いられる波長制御機能付分布
反射型半導体レーザに関するものである。
アイバ通信用光源として用いられる波長制御機能付分布
反射型半導体レーザに関するものである。
電磁波としての光の性質を利用するコヒーレント光通信
用光源としては、広い範囲で連続的に発振波長を変化さ
せることができ、スペクトル線幅の狭い単一モード半導
体レーザが必要とされる。
用光源としては、広い範囲で連続的に発振波長を変化さ
せることができ、スペクトル線幅の狭い単一モード半導
体レーザが必要とされる。
そして、前記のような高性能半導体レーザおよび光機能
素子を、同一半導体基板上に複数個集積した光集積回路
の実現が切望されている。
素子を、同一半導体基板上に複数個集積した光集積回路
の実現が切望されている。
波長可変型半導体レーザとしては、村田氏らによる分布
反射型半導体レーザの報告（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ 、 Ｌ
ｅｔｔ、 ２３，４０３（１９８７）、 ）があり、こ
れを第６図に示す。
反射型半導体レーザの報告（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ 、 Ｌ
ｅｔｔ、 ２３，４０３（１９８７）、 ）があり、こ
れを第６図に示す。
第６図において、５１は活性導波路層、５２は非活性導
波路層、５３は回折格子、５４は活性領域、５５は位相
調整領域、５６は分布反射領域を示している。
波路層、５３は回折格子、５４は活性領域、５５は位相
調整領域、５６は分布反射領域を示している。
しかしながら、前記従来例では、活性導波路層５１と非
活性導波路層５２との軸を合おせることが困難であるた
め、活性導波路層５１を有する活性領域５４と活性導波
路層５２のみを有する非活性領域５５との結合効率が低
く、広い波長可変範囲が得られているもののスペクトル
線幅が広く、さらにレーザ共振器にへき開面を利用して
いるために前記光集積回路用の光源として適切でないと
いう問題があった・ 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。
活性導波路層５２との軸を合おせることが困難であるた
め、活性導波路層５１を有する活性領域５４と活性導波
路層５２のみを有する非活性領域５５との結合効率が低
く、広い波長可変範囲が得られているもののスペクトル
線幅が広く、さらにレーザ共振器にへき開面を利用して
いるために前記光集積回路用の光源として適切でないと
いう問題があった・ 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。
本発明の目的は、波長可変型半導体レーザにおいて、異
種導波路間の結合効率を高め、波長可変時にも狭いスペ
クトル線幅を有する高性能半導体レーザを提供すること
にある。
種導波路間の結合効率を高め、波長可変時にも狭いスペ
クトル線幅を有する高性能半導体レーザを提供すること
にある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、半導体基板上の所定の領域
に形成された活性導波路層と、前記活性導波路層の前後
に前記活性導波路層と光学的に軸を一致させて結合され
た非活性導波路層とを有する分布反射型半導体レーザで
あって、前記非活性導波路層のうち前端及び後端の非活
性導波路層はそれぞれ全面または一部に所定の位置に沿
って設けられた回折格子を有し、前記非活性導波路層の
うち回折格子が形成された部分のみを有する領域は波長
制御機能を有する分布反射器として機能し。
に形成された活性導波路層と、前記活性導波路層の前後
に前記活性導波路層と光学的に軸を一致させて結合され
た非活性導波路層とを有する分布反射型半導体レーザで
あって、前記非活性導波路層のうち前端及び後端の非活
性導波路層はそれぞれ全面または一部に所定の位置に沿
って設けられた回折格子を有し、前記非活性導波路層の
うち回折格子が形成された部分のみを有する領域は波長
制御機能を有する分布反射器として機能し。
前記非活性導波路層のうち回折格子が形成されていない
部分のみを有する領域は位相制御機能を有する先導波路
として機能し、前記活性導波路層を有する領域の前後の
前記非活性導波路層を有する領域に同時に電流を注入し
て狭スペクトル線幅を有したまま波長制御を行う手段を
有したことを最も主要な特徴とする。
部分のみを有する領域は位相制御機能を有する先導波路
として機能し、前記活性導波路層を有する領域の前後の
前記非活性導波路層を有する領域に同時に電流を注入し
て狭スペクトル線幅を有したまま波長制御を行う手段を
有したことを最も主要な特徴とする。
前述した手段によれば、活性導波路層と非活性導波路層
とを直接結合し、上面を平担化して回折格子を所定の位
置に均一に形成しやすくしたので。
とを直接結合し、上面を平担化して回折格子を所定の位
置に均一に形成しやすくしたので。
活性導波路層と非活性導波路層との軸を合わせるように
直線状に埋め込むことができる。
直線状に埋め込むことができる。
また、活性導波路層を含む活性領域と非活性導波路層の
みを含む非活性導波路領域の両者における伝搬定数と電
界分布の整合をとるため、結合部での反射や散乱がない
。
みを含む非活性導波路領域の両者における伝搬定数と電
界分布の整合をとるため、結合部での反射や散乱がない
。
また、前記活性領域の前後に前記非活性領域を有してい
るため、有効的に共振器長を長くすることができるので
、スペクトル線幅を狭くすることができる。
るため、有効的に共振器長を長くすることができるので
、スペクトル線幅を狭くすることができる。
また１回折格子の設けられた非活性導波路層を有する分
布反射領域と回折格子の設けられていない非活性導波路
層を有する位相調整領域との屈折率を同時に変化させる
（例えば電流注入により変化させる）ことにより、分布
反射領域の反射率を損なうことなく発振波長を変化させ
ることができ、かつ、波長可変時のスペクトル線幅の広
がりを抑えることができる。
布反射領域と回折格子の設けられていない非活性導波路
層を有する位相調整領域との屈折率を同時に変化させる
（例えば電流注入により変化させる）ことにより、分布
反射領域の反射率を損なうことなく発振波長を変化させ
ることができ、かつ、波長可変時のスペクトル線幅の広
がりを抑えることができる。
以下１本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
る。
なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
第１図は、本発明による波長可変機能付分布反射型半導
体レーザの実施例Ｉの概略構成を示す斜視図、第２図は
、第１図に示す■−■線で切った波長可変機能付分布反
射型半導体レーザの要部断面図である。
体レーザの実施例Ｉの概略構成を示す斜視図、第２図は
、第１図に示す■−■線で切った波長可変機能付分布反
射型半導体レーザの要部断面図である。
第１図及び第２図において、１はｎ型ＩｎＰ基板、２は
波長λ。が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層
、３は波長λ。が１．３７ｚｍのｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非
活性導波路層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、５はＰ°型
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型ＩｎＰ電流ブロッ
ク層。
波長λ。が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層
、３は波長λ。が１．３７ｚｍのｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非
活性導波路層、４はｐ型ＩｎＰクラッド層、５はＰ°型
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６はｐ型ＩｎＰ電流ブロッ
ク層。
７はｎ型ＩｎＰ電流閉じ込め層、８はｎ型電極、９はｐ
指電極、１０はピッチ層約２４００人、深さ約５００人
の回折格子、１１は前記ＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層３との結合部であ
る。
指電極、１０はピッチ層約２４００人、深さ約５００人
の回折格子、１１は前記ＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層２
とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層３との結合部であ
る。
なお、前記波長λ。は、媒質のバンドギャップの波長を
示すものである。
示すものである。
次に、前記第１図に示す波長可変機能付分布反射型半導
体レーザの作製方法を簡単に説明する。
体レーザの作製方法を簡単に説明する。
第２図に示す構造を有機金属気相エピタキシャル成長方
法等を用いて作製した後、横モード制御のための埋込み
成長による狭ストライプ化及びｐ型電極９．ｎ型電極８
を形成し、ＩｎＧａＡｓ活性導波路層２とｎ型ＩｎＧａ
Ａｓ非活性導波路層３との結合部１１の直上のＩｎＰ型
クラりド層４を化学エツチング等により幅約１ｏμｍ程
度エツチングし、活性導波路層２を含む活性領域１０１
と、回折格子１０及びｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層
３を有する分布反射（ＤＢＲ）領域１０２．１０３と、
ｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層３を有する位相調整領
域１０４とを電気的に分離して、波長制御機能付分布反
射型半導体レーザを作製する。
法等を用いて作製した後、横モード制御のための埋込み
成長による狭ストライプ化及びｐ型電極９．ｎ型電極８
を形成し、ＩｎＧａＡｓ活性導波路層２とｎ型ＩｎＧａ
Ａｓ非活性導波路層３との結合部１１の直上のＩｎＰ型
クラりド層４を化学エツチング等により幅約１ｏμｍ程
度エツチングし、活性導波路層２を含む活性領域１０１
と、回折格子１０及びｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層
３を有する分布反射（ＤＢＲ）領域１０２．１０３と、
ｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層３を有する位相調整領
域１０４とを電気的に分離して、波長制御機能付分布反
射型半導体レーザを作製する。
このようにして作製された素子において、第３図（光出
力とスペクトル線幅との関係を示す図）に示すように、
光出力１７ｍＷ時に、１．１メガヘルツ（ＭＨｚ）とい
う狭スペクトル線幅を実現し、さらに、前記分布反射領
域１０２．１０３と前記位相調整領域１０４に、第４図
（制御電流と発振波長及びスペクトル線幅との関係を示
す図）に示すように、電気抵抗Ｒ工、 Ｒ，（Ｒ工：Ｒ
，＝３：１）で制御電流Ｉｇを分割した電流を同時に注
入することによって、一定光出力１５ｍＷで４ＭＨｚ以
下のスペクトル線幅を維持したまま４人程度の発振波長
可変範囲を得た。
力とスペクトル線幅との関係を示す図）に示すように、
光出力１７ｍＷ時に、１．１メガヘルツ（ＭＨｚ）とい
う狭スペクトル線幅を実現し、さらに、前記分布反射領
域１０２．１０３と前記位相調整領域１０４に、第４図
（制御電流と発振波長及びスペクトル線幅との関係を示
す図）に示すように、電気抵抗Ｒ工、 Ｒ，（Ｒ工：Ｒ
，＝３：１）で制御電流Ｉｇを分割した電流を同時に注
入することによって、一定光出力１５ｍＷで４ＭＨｚ以
下のスペクトル線幅を維持したまま４人程度の発振波長
可変範囲を得た。
第５図は、本発明による波長可変機能付分布反射型半導
体レーザの実施例■を示す要部断面図である。
体レーザの実施例■を示す要部断面図である。
本実施例■の波長可変機能付分布反射型半導体レーザと
本実施例Ｉの波長可変゛機能付分布反射型半導体レーザ
との異なる点は、第５図に示すように、前記位相調整領
域１０４の前記活性領域１０１とは異なる側に前記分布
反射領域１０２と同じ積層構造を有する分布反射領域１
０３を有しているところである。
本実施例Ｉの波長可変゛機能付分布反射型半導体レーザ
との異なる点は、第５図に示すように、前記位相調整領
域１０４の前記活性領域１０１とは異なる側に前記分布
反射領域１０２と同じ積層構造を有する分布反射領域１
０３を有しているところである。
この構造を有する素子において、５８０キロヘルツ（ｋ
Ｈｚ）という極端に狭いスペクトル線幅を実現した。
Ｈｚ）という極端に狭いスペクトル線幅を実現した。
前記のように、本実施例■では、ＩｎＧａＡｓ活性導波
路層２とｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層３を光学的に
整合させて直接結合させることにより、活性領域１０１
と分布反射領域１０２１位相調整領域１０４とを高効率
で結合することでスペクトル線幅の狭い波長可変機能付
分布反射型半導体レーザを得ることができる。
路層２とｎ型ＩｎＧａＡｓ非活性導波路層３を光学的に
整合させて直接結合させることにより、活性領域１０１
と分布反射領域１０２１位相調整領域１０４とを高効率
で結合することでスペクトル線幅の狭い波長可変機能付
分布反射型半導体レーザを得ることができる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
以上、説明したように、本発明によれば、波長可変機能
付分布反射型半導体レーザにより極度に狭いスペクトル
線幅を得ることができ、さらに狭スペクトル線幅を維持
したまま発振波長を変化させることができるという極め
て優れた効果が得られる。
付分布反射型半導体レーザにより極度に狭いスペクトル
線幅を得ることができ、さらに狭スペクトル線幅を維持
したまま発振波長を変化させることができるという極め
て優れた効果が得られる。
第１図は、本発明による波長可変機能付分布反射型半導
体レーザの実施例■の概略構成を示す斜視図、 第２図は、第１図に示す■−■線で切った波長可変機能
付分布反射型半導体レーザの要部断面図、第３図は、第
１図及び第２図に示す実施例Ｉによる光出力とスペクト
ル線幅との関係を示す図、第４図は、第１図に示す実施
例による制御電流と発振波長及びスペクトル線幅との関
係を示す図、第５図は、本発明による波長制御機能付半
導体レーザの実施例■の概略構成を示す要部断面図、第
６図は、従来の波長制御機能付半導体レーザの問題点を
説明するための図である。 図中、１・・・ｎ型ＩｎＰ基板、２・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性導波路層、３・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非活性導
波路層、４・・・ｐ型ＩｎＰクラッド層、５・・・Ｐ３
型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６・・・Ｐ型ＩｎＰ電流
ブロック層、７・・・ｎ型ＩｎＰ電流閉じ込め層、８・
・・ｎ型電極、９・・・Ｐ型電極、１０・・・回折格子
、１１・・・活性導波路層と非活性導波路層との結合部
、１０１・・・活性領域、１０２．１０３・・・分布反
射領域、 １０４・・・位相調整領域。
体レーザの実施例■の概略構成を示す斜視図、 第２図は、第１図に示す■−■線で切った波長可変機能
付分布反射型半導体レーザの要部断面図、第３図は、第
１図及び第２図に示す実施例Ｉによる光出力とスペクト
ル線幅との関係を示す図、第４図は、第１図に示す実施
例による制御電流と発振波長及びスペクトル線幅との関
係を示す図、第５図は、本発明による波長制御機能付半
導体レーザの実施例■の概略構成を示す要部断面図、第
６図は、従来の波長制御機能付半導体レーザの問題点を
説明するための図である。 図中、１・・・ｎ型ＩｎＰ基板、２・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性導波路層、３・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ非活性導
波路層、４・・・ｐ型ＩｎＰクラッド層、５・・・Ｐ３
型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６・・・Ｐ型ＩｎＰ電流
ブロック層、７・・・ｎ型ＩｎＰ電流閉じ込め層、８・
・・ｎ型電極、９・・・Ｐ型電極、１０・・・回折格子
、１１・・・活性導波路層と非活性導波路層との結合部
、１０１・・・活性領域、１０２．１０３・・・分布反
射領域、 １０４・・・位相調整領域。
Claims (1)
- （１）半導体基板上の所定の領域に形成された活性導波
路層と、前記活性導波路層の前後に前記活性導波路層と
光学的に軸を一致させて結合された非活性導波路層とを
有する分布反射型半導体レーザであって、前記非活性導
波路のうち前端及び後端の非活性導波路層はそれぞれ全
面又は一部に所定の位置に沿って回折格子が設けられ、
前記活性導波路層を有する領域の前後の前記非活性導波
路層を有する領域に同時に電流を注入して狭スペクトル
線幅を有したまま波長制御を行う手段が設けられたこと
を特徴とする波長制御機能付分布反射型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32862688A JPH02174181A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32862688A JPH02174181A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174181A true JPH02174181A (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=18212368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32862688A Pending JPH02174181A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02174181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661578A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布反射器とそれを用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタおよび半導体レーザ |
| JPH0661571A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布光反射器及びそれを用いた半導体レーザ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160391A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Toshiba Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32862688A patent/JPH02174181A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160391A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Toshiba Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661571A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布光反射器及びそれを用いた半導体レーザ |
| JPH0661578A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布反射器とそれを用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタおよび半導体レーザ |
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