JPH02241075A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH02241075A JPH02241075A JP6249689A JP6249689A JPH02241075A JP H02241075 A JPH02241075 A JP H02241075A JP 6249689 A JP6249689 A JP 6249689A JP 6249689 A JP6249689 A JP 6249689A JP H02241075 A JPH02241075 A JP H02241075A
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- Japan
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- wavelength
- dependence
- semiconductor laser
- reflectance
- dielectric
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- Pending
Links
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 6
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Landscapes
- 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、光情報処理機器、光通信用半導体レーザ装置
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術
光情報処理や光通信に用いられる半導体レーザ装置は、
温度変化・光出力変化に対して、発振波長が、安定であ
ることが要望される。通常のファブリペロ−型半導体レ
ーザ装置では、発振可能な縦モードに、しきい値差がな
い（波長選択性がない）ため、発振波長は、はぼ、活性
層が有するゲインビーク波長で決定される。活性層のゲ
インビーク波長は、温度で大きく変化するため、発振波
長も大きく、温度で変化した。その問題を解決するには
、各縦モード間にしきい値差を付加する必要がある。そ
こで、従来、第４図に示すような分布帰還型構造が用い
られていた。第４図において、活性層３とクラッド層２
，５から成るダブルへテロ構造の内部に、ガイド層４が
設けである。
温度変化・光出力変化に対して、発振波長が、安定であ
ることが要望される。通常のファブリペロ−型半導体レ
ーザ装置では、発振可能な縦モードに、しきい値差がな
い（波長選択性がない）ため、発振波長は、はぼ、活性
層が有するゲインビーク波長で決定される。活性層のゲ
インビーク波長は、温度で大きく変化するため、発振波
長も大きく、温度で変化した。その問題を解決するには
、各縦モード間にしきい値差を付加する必要がある。そ
こで、従来、第４図に示すような分布帰還型構造が用い
られていた。第４図において、活性層３とクラッド層２
，５から成るダブルへテロ構造の内部に、ガイド層４が
設けである。
ガイド層４とクラッド層５の間には、回折格子６が形成
されている。回折格子周期と屈折率で決まるブラッグ波
長近傍の縦モードは、回折格子による反射が強くなり、
レーザ発振のしきい値が下がる。このため、各縦モード
間にしきい値差が付加され、発振波長は、温度変化、光
出力変化に対して安定になる。
されている。回折格子周期と屈折率で決まるブラッグ波
長近傍の縦モードは、回折格子による反射が強くなり、
レーザ発振のしきい値が下がる。このため、各縦モード
間にしきい値差が付加され、発振波長は、温度変化、光
出力変化に対して安定になる。
発明が解決しようとする課題
レーザ発振状態では、レーザ発振軸方向に光強度分布を
生じる。高出力状態では、その分布の効果が太き（なり
、ホールバーニングとプラズマ効果により、屈折率分布
も生じる。このため、ブラッグ波長も、レーザ発振軸方
向に分布をもつようになり、各縦モード間のしきい僅差
が小さくなる。つまり、従来の構造では、高出力状態で
は、各縦モード間のしきい僅差が小さくなるという問題
があった。本発明は、このような問題点を解決するもの
で、高出力状態でも、各縦モード間のしきい僅差を安定
に与えることを目的とするものである。
生じる。高出力状態では、その分布の効果が太き（なり
、ホールバーニングとプラズマ効果により、屈折率分布
も生じる。このため、ブラッグ波長も、レーザ発振軸方
向に分布をもつようになり、各縦モード間のしきい僅差
が小さくなる。つまり、従来の構造では、高出力状態で
は、各縦モード間のしきい僅差が小さくなるという問題
があった。本発明は、このような問題点を解決するもの
で、高出力状態でも、各縦モード間のしきい僅差を安定
に与えることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
この課題を解決するため、本発明の半導体レーザ装置で
は、ファブリペロ−型半導体レーザにおいて、レーザ光
出射端面につけるコーテイング膜の厚さを、コーテイン
グ膜内の波長より十分大きくすることにより、そのコー
テイング膜による端面反射率の波長依存性を大きくし、
その依存性により、各縦モード間に、しきい僅差を与え
るものである。
は、ファブリペロ−型半導体レーザにおいて、レーザ光
出射端面につけるコーテイング膜の厚さを、コーテイン
グ膜内の波長より十分大きくすることにより、そのコー
テイング膜による端面反射率の波長依存性を大きくし、
その依存性により、各縦モード間に、しきい僅差を与え
るものである。
作用
屈折率ｎの誘電体を、厚さｄだけ、レーザ光出射端面に
つけると、端面の反射率Ｒは、Ｒ＝←ｒ＋＋ｒｔｅ−”
）／（１＋ｒ＋ｒ２ｅ−’δ）（ｒ＋＝ （ｎ−ｎｓ）
／ （ｎ＋ｎｓ） 。
つけると、端面の反射率Ｒは、Ｒ＝←ｒ＋＋ｒｔｅ−”
）／（１＋ｒ＋ｒ２ｅ−’δ）（ｒ＋＝ （ｎ−ｎｓ）
／ （ｎ＋ｎｓ） 。
ｒ２＝ （ｎｏ ｎ）／ （ｎｏ＋ｎ）ｎｏ＝真空の
屈折率、ｎ９：レーザ結晶の屈折率）で与えられる。Ｒ
は、δ＝４πｎｄ／λＧ（λ０：発振波長）の周期関数
である。今、λ０が変動し、λ０；Δλになった時、δ
は△δだけ変動し、になる。よって、ｄをλｏ／ｎより
、十分大きくすれば、わずかな波長差で、Δδも大きく
変り、反射率も、ΔＲだけ変化する。これにより、しき
い僅差Δα＋ｈは、 Δα＋ｈ＝（αｉｎ ＋Ｌ ｅ ｎ Ｒ０，Ｒ）４
（Ｅ ｉｎ＋ ｔ、 ｅ ｎ Ｒ，＜ Ｒ十△Ｒ））（
Ｌ：キャビティー長、αｉｎ：内部ロス。
屈折率、ｎ９：レーザ結晶の屈折率）で与えられる。Ｒ
は、δ＝４πｎｄ／λＧ（λ０：発振波長）の周期関数
である。今、λ０が変動し、λ０；Δλになった時、δ
は△δだけ変動し、になる。よって、ｄをλｏ／ｎより
、十分大きくすれば、わずかな波長差で、Δδも大きく
変り、反射率も、ΔＲだけ変化する。これにより、しき
い僅差Δα＋ｈは、 Δα＋ｈ＝（αｉｎ ＋Ｌ ｅ ｎ Ｒ０，Ｒ）４
（Ｅ ｉｎ＋ ｔ、 ｅ ｎ Ｒ，＜ Ｒ十△Ｒ））（
Ｌ：キャビティー長、αｉｎ：内部ロス。
Ｒｏ：もう片端面の反射率）
となる。このしきい僅差Δα＋ｈは、レーザ内部の光強
度分布に依存しないので、高出力状態でも、各縦モード
間のしきい僅差を安定に与えることができる。
度分布に依存しないので、高出力状態でも、各縦モード
間のしきい僅差を安定に与えることができる。
実施例
第１図は、本発明の一実施例による半導体レーザ装置の
端面反射率および各モードのしきい僅差の波長依存性で
ある。ここでしきい僅差は、波長７９０ｎｍを基準にし
ている。用いた誘電体は、ＴｒＺｒＯ４（屈折率１．９
）であり、厚さは、誘電体内波長の５０．５倍としてい
る。キャビティー長は２００μｍとしている。また、発
振波長７９０ｎｍで、しきい値が、最も低い（反射率が
最も高い）ように設計しである。第１図から、７９０ｎ
ｍの縦モードと同じ、しきい値を有する縦モードは、７
９８ｎｍである。したがって、活性層のゲインピークが
８ｎｍ変化するまでは、波長７８０ｎｍに安定している
。
端面反射率および各モードのしきい僅差の波長依存性で
ある。ここでしきい僅差は、波長７９０ｎｍを基準にし
ている。用いた誘電体は、ＴｒＺｒＯ４（屈折率１．９
）であり、厚さは、誘電体内波長の５０．５倍としてい
る。キャビティー長は２００μｍとしている。また、発
振波長７９０ｎｍで、しきい値が、最も低い（反射率が
最も高い）ように設計しである。第１図から、７９０ｎ
ｍの縦モードと同じ、しきい値を有する縦モードは、７
９８ｎｍである。したがって、活性層のゲインピークが
８ｎｍ変化するまでは、波長７８０ｎｍに安定している
。
具体的な素子の特性を以下に示す。この素子は、ファブ
リペロ−型半導体レーザである。出射端面には、Ａｌ２
Ｏ３が、０．２５λつけられており、反射率４％であり
、はとんど、波長依存性を持たない。後方端面は、Ｔ、
Ｚ、０４が、５０．５λつけられており、その反射率波
長依存性は、第１図に示す通りである。第２図は、この
素子の波長の光出力依存性を示す。発振波長は、最小し
きい値を有する７９０ｎｍに固定されていることがわか
る。また、第３図は、波長の温度依存性を示す。この図
から、約３０度の温度範囲にわたって、安定な発振波長
を有していることがわかる。
リペロ−型半導体レーザである。出射端面には、Ａｌ２
Ｏ３が、０．２５λつけられており、反射率４％であり
、はとんど、波長依存性を持たない。後方端面は、Ｔ、
Ｚ、０４が、５０．５λつけられており、その反射率波
長依存性は、第１図に示す通りである。第２図は、この
素子の波長の光出力依存性を示す。発振波長は、最小し
きい値を有する７９０ｎｍに固定されていることがわか
る。また、第３図は、波長の温度依存性を示す。この図
から、約３０度の温度範囲にわたって、安定な発振波長
を有していることがわかる。
発明の効果
以上のように、本発明を用いれば、波長が安定な半導体
レーザを作製でき工業的に大変有用である。
レーザを作製でき工業的に大変有用である。
第１図は、本発明の一実施例による半導体装置ザ装置の
端面反射率としきい僅差の波長依存性を示す図、第２図
は、本発明の半導体レーザ装置の波長の光出力依存性を
示す図、第３図は、本発明の半導体レーザ装置の波長の
温度依存性を示す図、第４図は、従来の波長安定化半導
体レーザ装置の構造図である。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名−） シー
ツ し 健薯り １０４ ≦区 〆 鞍 ← 政 第 図 第 図 υ ４ｏ ｓ６ 光已カ（慨Ｗ） 第 図 ！−基板 ２．５−“クラット′１ ３−−一 活 ノトミ主ミー層 ４−”汝゛イド眉 乙−・回１才門１枡子 偶、友（’Ｑ）
端面反射率としきい僅差の波長依存性を示す図、第２図
は、本発明の半導体レーザ装置の波長の光出力依存性を
示す図、第３図は、本発明の半導体レーザ装置の波長の
温度依存性を示す図、第４図は、従来の波長安定化半導
体レーザ装置の構造図である。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名−） シー
ツ し 健薯り １０４ ≦区 〆 鞍 ← 政 第 図 第 図 υ ４ｏ ｓ６ 光已カ（慨Ｗ） 第 図 ！−基板 ２．５−“クラット′１ ３−−一 活 ノトミ主ミー層 ４−”汝゛イド眉 乙−・回１才門１枡子 偶、友（’Ｑ）
Claims (2)
- （１）光出射端面に、反射率波長依存性を有する膜が形
成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - （２）反射率波長依存性を有する膜が、誘電体多重反射
膜からなり、その膜厚が、その誘電体内波長よりも、充
分に厚いことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の
半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249689A JPH02241075A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ装置 |
| US07/494,075 US5031186A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249689A JPH02241075A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ装置 |
| JP15183489A JPH0316292A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02241075A true JPH02241075A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=26403554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6249689A Pending JPH02241075A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02241075A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804282B2 (en) | 2002-08-27 | 2004-10-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| JP2008244300A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| EP4404400A3 (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-31 | II-VI Delaware, Inc. | Multi-junction laser diode with improved wavelength stability |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54993A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser unit |
| JPS60189278A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0304796A2 (de) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Halbleiterlaser mit konstanter differentieller Quantenausbeute oder konstanter optischer Ausgangsleistung |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP6249689A patent/JPH02241075A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54993A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser unit |
| JPS60189278A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0304796A2 (de) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Halbleiterlaser mit konstanter differentieller Quantenausbeute oder konstanter optischer Ausgangsleistung |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804282B2 (en) | 2002-08-27 | 2004-10-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| JP2008244300A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| EP4404400A3 (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-31 | II-VI Delaware, Inc. | Multi-junction laser diode with improved wavelength stability |
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