JPH0231477A - 集積型位相同期半導体レーザ - Google Patents

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） この発明は複数の光増幅用光導波路を有し、それぞれの
光増幅用光導波路から出力される出射光の位相を同期さ
せるようにした半導体レーザに関する。

（従来の技術） 近年、大出力レーザの開発の要請が高まっており、単一
の光増幅用光導波路（増幅用導波路）から成る半導体レ
ーザの光出力の上限よりもざらに大きな光出力が得られ
る集積型位相同期半導体レーザの研究が進められている
（例えば文献１「通信学会技術研究報告　０ＱＥ８６−
６４　　ｐ２５−３０４及び文献２　ｒＥＬＥｃＴＲＯ
ＮＩｃｓ　ＬＥＴＴＥＲＳ　　（エレクトロニクス　レ
ターズ）　Ｖｏｌ、２１　Ｎｏ、ＩＩ　（２３ｒｄ　Ｍ
ａｙ１９８５）　ｐ５０５−５０６Ｊ　）。

この集積型半導体レーザは活性層に複数の増幅用導波路
を形成した構造を有し、これら増幅用導波路を互いに近
接させて配ゴすることによって、それぞれの導波路にお
いて増幅される光が相互に作用し合うようにして、この
光の相互作用によってそれぞれの導波路の光の位相を互
いに同期させるようにしている。

この集積型半導体レーザは複数の増幅用導波路を備えで
いるため、単一の増幅用導波路から成る半導体レーザに
比較しで単峰性遠視野像を得ることが格段に難しい。単
峰性遠視野像を得るためには、各増幅用導波路においで
基本モードで発振させ、かつ各増幅用導波路の基本モー
ドが相互に同期した状態で（スーパー基本モードで）発
振させることが必要である。

単峰性遠視野像を得るための工夫として、従来より、ス
ーパー基本モード及びスーパー高次モードの利得差が大
きくなるようにレーザを設計することが考えられでいる
。これは利得差を大きくすることによって基本モード以
外のモードの発振の抑制を意図したものである。

この種のレーザとして例えば上記文献１に提案されてい
るレーザを挙げることが出来る。以下、図を参照し上記
文献］に提案されている従来のレーザにつき説明する。

第６図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の集積型半導体レーザの
説明に供する図であり、図の（Ａ）はレーザの構造を概
略的に示す断面図及び（８）は図の（Ａ）の活性層断面
における実効屈折率の分布状態を示す図である。

第６図（Ａ）においで１０はｐ型基板を示し、図示の従
来レーザにあっては、基板１０上にｎ型電流阻止層１２
を積層させたのち、電流阻止層１２から基板１０に達す
る深さのＶ溝２２を形成し、次いで電流阻止層１２上に
順次にｎ型上側クラッド層１４、ｐ型活牲層１６、ｎ型
上側クラッド層１８及びｎ型キャップ層２０を積層させ
ている。

Ｖ溝形成領域の下側クラッド層１４の層厚は厚く及びＶ
清算形成領域の下側クラッド層１４の層厚は薄くなり、
これがため第６図（Ｂ）にも示すように活性層１６の実
効屈折率ｎ、ｆｆは下側クラ・ンド層１４の層厚が厚く
なる領域では高く（この領域の活性層１４の実効屈折率
を、図中、符号ｎｗて示す）及び下側クラッド層１４の
層厚が薄くなる領域では低くなり（この領域の活性層１
４の実効屈折率を、図中、符号ｎ、で示す）、その結果
、実効屈折率の高くなる°活性層部分（図中点を付しで
示す活性層部分）を光増幅用光導波路２４としで機能さ
せることが出来る。

尚、図中の符号Ｗはストライブ巾（導波路２４の巾）す
なわち実効屈折率ｎ　ｏｆｆの高くなる領域の巾及び符
号Ｓはストライブ間隔（Ｉｌｌ接する導波路２４の離間
距Ｍ）すなわち実効屈折率ｎ、ｆｆの低くなる領域の巾
を示す。

第７図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の集積型半導体レーザに
おける相対モード利得を示す図であり、縦軸に相対モー
ド利得（〈相対モード利得〉＝〈斉次のモードの利得〉
÷〈基本モードの利得〉）ヲ及び横軸にスーパーモード
の次数νを取って示した図である。尚、各モードの利得
は文献３　ｒＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　
Ｐｈｙｓｉｃｓ　（ジャーナルオブ　アプライド　フィ
ジクス）　　４９（３）　（Ｍａｒｃｈ１９８７）　ｐ
１０３１　Ｊに開示される算出方法によって算出した。

第７図（Ａ）は例えば、ｄｎ＝０．１％、Ｗ＝４μｍ及
びＳ＝　１　ｕｍとし、ストライブ数（導波路２４の個
数）Ａ＝５又は１ｏとしたときに発生するモードの相対
モード利得を示したものである（但し、ｄｎは屈折率差
でありｄｎ＝（ｎＷｎｓ）／ｎｗである）。

図からも理解出来るように、この場合、最高次を含まな
い高次のモード（Ａ＝５のときはυ＝２〜４のモードま
たＡ＝１０のときはり＝２〜９のモード）の利得は基本
モードの利得よりも低くなり、最高次のモード（Ａ＝５
のときはν＝５のモードまたへ＝１０のときはν＝１０
のモード）の利得は基本モードの利得とほとんど同じか
基本モードの利得よりも大きくなる。

また第７図（８）は例えば、ｄｎ＝０．０５％、Ｗ＝２
Ｌ１ｍ及びＳ＝２ｕｍとし、Ａ＝５又は１０としたとき
に発生するモードの相対モード利得を示したものである
。但し、ｄｎ、Ｗ及びＳは最高次のモードがカットオフ
されるように設定しでいる０図からも理解出来るように
、この場合にも最高次を含まない高次のモードの利得は
基本モードよりも低くなる。

従って第７図（Ａ）及び（Ｂ）からも理解出来るように
、ｄｎ、Ｗ及びＳを任意好適ζこ設定することによって
、最高次モードをカットオフしかつ最高次モードを含ま
ない高次モードの利得を基本モードの利得よりも低くす
ることが出来る。その結果、単峰性遠視野像を得るため
に、集積型半導体レーザの横モードをスーパー基本モー
ドに制御することが可能となる。

（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら上述した従来のレーザにおいては、Ｗ、Ｓ
及びｄｎを例えばＷ＝Ｓ＝２Ｌｊｍ及びｄｎ＝０．０５
％というような小ざな値に設定する必要があった。

Ｗ及びＳが小さくなると、Ｖｌｌをエツチング技術によ
って作成する場合、精度良＜Ｖ＊を作成することが技術
的に困難になる。また、長時間の高出力動作に耐えるよ
うな信頼性のある半導体レーザの作成に適した結晶成長
方法として、液相成長法が知られているが、この液相成
長法を用いて従来のレーザを作成する場合、■溝が作成
された電流阻止層上に下側クラッド層を積層するときに
電流阻止層がメルトバ・ンクされるため、Ｗ及びＳが小
ざくなると、設計条件に適った所期の寸法及び形状のＶ
溝を得ることが非常に難しくなる。このようなＶ溝作成
時の問題や電流阻止層のメルトバックの問題を技術的な
観点から考慮すると、Ｗ及びＳの下限はそれぞれ３〜４
μｍ及び１〜２ｕｍ程度が限界と考えられるが、Ｗ＝３
〜４μｍ及びＳ＝１〜２ｕｍと設定したのでは、スーパ
ー基本モード及びスーパー高次モードの利得差を大きく
することが出来ず、従ってスーパー高次モードの発振を
実用上充分に抑制することは難しい。

また出射端面の単位面積当りの光出力の低減（端面破壊
（ＣＯＤ）の防止）及び又は光出力の高出力化を図るた
めには、Ｗ及びＳを小さくするのではなく、なるべく大
きく設定するようにした方が良い。

ざらにレーザ動作時の増幅用導波路では、電流注入によ
って少数キャリアが増加し、この少数キャリアの増加に
よって、増幅用導波路の屈折率が低下し、従ってｄｎが
低下する。しかも注入電流は、増幅導波路群の両側部に
位１する導波路よりも、増幅導波路群の中央部に位置す
る導波路により集中的に流れ易いため、従って両側部の
導波路のｄｎの低下はほとんどなく中央部の導波路のｄ
ｎの低下がより大きくなる。これがためレーザ動作時の
電界分布が設計に適った所期の電界分布と異なる分布に
変化し、その結果基本モード以外のモードが混在しない
状態の安定した基本モード発振が得にくくなるという問
題点があった。

この発明の目的は上述した従来の問題点を解決するため
、Ｗ、Ｓ及びｄｎを小さく設定しなくとも単峰性遠視野
像を得るための横基本スーパーモート発振が得られる集
積型位相同期半導体レーザを提供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の集積型位相同期
半導体レーザにあっては、複数の光増幅用光導波路を備
えで成る集積型位相同期半導体レーザにおいで、光増幅
用光導波路から成る増幅導波路群の左右の側部の少なく
とも一方の側部にｗ４接する領域に、少なくともひとつ
の非電流注入光導波路を設けて成ることを特徴とする。

この発明の実施に当っては、基板上に電流阻止層、下側
クラッド層、活性層及び上側クラッド層を順次に設け、
光増幅用光導波路が設けられる第一導波路領域に電流阻
止層から基板まで形成した第一の溝を設け、非電流注入
光導波路が設けられる第二導波路領域の電流阻止層に基
板に達しない深さの第二の溝を設け、光増幅用及び非電
流注入導波路を形成するため、第一及び第二導波路領域
の下側クラッド層の層厚を、第一及び第二導波路領域の
外側の領域の下側クラッド層の層厚よりも厚くするのが
好適である。

ざらにこの発明の実施に当っては、基板上に下側クラッ
ド層、活性層、ｐ型上側クラッド層及びｎ型キャップ層
を順次に設け、光増幅用光導波路が設けられる第一導波
路領域に少なくともキャップ層から上側クラッド層まで
形成した電流路形成用の不純物添加領域を設け、非電流
注入光導波路が設けられる第二導波路領域に上側クラッ
ド層及びキャップ層によって形成される電流阻止用のｐ
−ｎ接合を設け、第一及び第二導波路領域の基板に第三
の溝を設け、光増幅用及び非電流注入導波路を形成する
ため、第一及び第二導波路領域の下側クラッド層の層厚
を、第一及び第二導波路領域の外側の領域の下側クラッ
ド層の層厚よりも厚くするのが好適である。

（作用） このような構成の集積型位相同期半導体レーザによれば
、増幅導波路群の左右の側部の少なくとも一方の側部に
隣接する領域に、少なくともひとつの非電流注入光導波
路を設けでいる。増幅用光導波路には電流が注入され従
って増幅用光導波路においてはキャリアの注入によって
光増幅に寄与する利得が生ずる。一方、非電流注入光導
波路には電流が注入されず従って少数キャリアが実質的
に供給されないので、非電流注入光導波路においては光
の増幅に寄与する利得は生じず、光吸収（損失）を生ず
るのみである。

増幅用光導波路においては利得を生じ及び非電流注入導
波路においては損失のみを生ずるので、増幅用光導波路
群の少なくとも一方の側部に非電流注入光導波路を設け
、しかも増幅用及び非電流注入導波路から成る導波路群
においてｌｌｌ接する導波路同志を光の相互作用を生じ
るように近接配置することによって、それぞれの増幅用
光導波路において基本モードの利得を高次モードの利得
よりも大きくすることが出来る。その結果、高次モード
の発振閾値電流を基本モードの発振閾値電流よりも大き
くすることが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照し、この発明の実施例につき説明する
。尚、図面はこの発明が理解出来る程度に概略的に示さ
れているにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状及び
配設位置は図示例に限定されるものではない。

第：」むＥ例 第１図（Ａ）〜（Ｅ）は第一実施例の説明に供する図で
ある。まず、第１図（Ａ）及び（８）を参照して説明す
る。

第１図（Ａ）は第一実施例の構成をストライブ方向に直
交する断面で概略的に示す断面図及び（Ｂ）は活性層に
おける実効屈折率の分布状態を概略的に示す図である。

第１図（Ａ）にも示すようにこの実施例の半導体レーザ
は、複数の光増幅用光導波路３２を備え、これら導波路
３２から成る増幅導波路群の左右の側部に隣接する領域
にそれぞれひとつずつの非電流注入光導波路３４を設け
た構造を有する。

図示例では、非電流注入導波路３４を増幅導波路群の左
右の側部の双方に設けるようにしたが、左右の側部のい
ずれか一方のみに導波路３４を設けるようにしても良い
、一方の側部において設けられる非電流注入導波路３４
の個数はひとつに限定されず、複数個とすることも出来
る。また左右の側部の双方に非電流注入導波路３４を設
ける場合、左側部の非電流注入導波路３４の配設個数と
、右側部の非電流注入導波路の配設個数とを同数として
も良いし、それぞれ異なる個数としでも良い。

より詳細にこの実施例につき説明する。この実施例では
、ｐ−ＧａＡｓ基板３６の基板面ａ上にｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層３８．１）−Ａｌ１．３６Ｇ　ａ　ｏ、　ｅｅ
ＳＡｓ下側クラ下側層９フ８ Ｏ．９２ＡＳ活牲層３０及びｎ　　Ａ　Ｉ２０．　３５
Ｇ　ａ　０，　８５ＡＳ上側クラッド層４２を順次に設
ける。

ざらに、上側クラッド層４２上にはｎ−ＧａＡｓキャッ
プ層４４及びｎ側オーミック電極４６を設け、基板３６
の基板面ａとは反対側の基板面すにはｎ側オーミック電
極４８を設ける。

そして増幅用導波路３２が設けられる第−導波路外域工
には電流阻止層３８から基板３６まで形成した第一の溝
５０を、また非電流注入導波路３４が設けられる第二導
波路領域Ｈの電流阻止層３８には基板３６に達しない深
さの第二の溝５２１８：設ける。

領域Ｉでは基板３６及び下側クラッド層４０の間に電流
阻止層３８が介在しない領域が形成されると共に、領域
工を除く領域では基板３６と下側クラッド層４０との間
に電流阻止層３８が介在するので、増幅用導波路３２に
対しては電流注入が行なわれ非電流注入導波路３４に対
しでは電流注入が行なわれない。

また溝５０、５２ヲ設けた電流阻止層３８上に下側クラ
ッド層４０を設けることによって、領域工及びＨの下側
クラッド層４０の層厚を、領域工及びＨの外側の領域（
導波路外領域）の下側クラッド層４０の層厚よりも厚く
なるようにしでいる。

このように領域工及びＩＩの層厚を導波路外領域の層厚
よりも厚くなるようにすることによって、第１図（Ｂ）
にも示すように、活性層３０の実効屈折率（等価屈折率
）が領域工及び■では高く及び導波路外領域では低くな
るように出来、従って実効屈折率の高い活性層部分（図
中、点を付して示す活性層部分）を導波路３２及び３４
としで機能させることか出来る。

第１図（Ｂ）にも示すように、この実施例では、領域工
における活性層３０の実効屈折率と領域ＩＩにおける活
性層３０の実効屈折率とがほぼ等しくなるようにしたか
、領［Ｉ及びＩＩの実効屈折率はそれぞれ任意好適に設
定することが出来、従って図示例にのみ限定されるもの
ではない。

次に第１図（Ｃ）〜（Ｅ）及び第２図８参照し説明する
。第１図（Ｃ）及び（Ｄ）はこの実施例の半導体レーザ
におけるスーパー基本モードの電界分布及びスーパー最
高次モードの電界分布を理論的に解析した結果を示す図
であり、縦軸に電界Ｅの二乗Ｅ２及び横軸に活性層３０
の左端を原点０としたときの活性層に沿った原点０から
の距層Ｘを取って示した。また第１図（Ｅ）はこの実施
例の半導体レーザにおける利得及び損失を理論的に解析
した結果を示す図であり、縦軸に利得及び損失を及び横
軸に距Ｍ　ｘ　ｌｊ８取って示した．設計条件をこれに
限定するものではないが、第１図（Ｃ）〜（Ｅ）の作成
に当っては、増幅用導波路３２の配設個数を３とし及び
非電流注入導波路３４を増幅導波路群の左右の側部に各
１個ずつ配設し、ストライブ巾（導波路中）ＷＯＷ＝．
４ｕｍ、ストライブ間隔（導波路間隔）ＳをＳ＝　１　
ｕｍ及び屈折率差ｄｎをｄｎ＝０．１％とした。

また第２図は第一実施例における相対モード利得を示す
図である。但し、導波路３２、３４を次の■及び■に述
べるように配設し、Ｗ＝４μｍ，Ｓ＝ｌｕｍ及びｄｎ＝
ｉ）、１％とした。■増幅用導波路３２の個数を３とし
及び非電流注入導波路３４を増幅導波路群の左右の側部
に各１個ずつ配設する、■増幅用導波路３２の個数を８
とし及び非電流注入導波路３４ヲ増幅導波路群の左右の
側部に各１個ずつ配設する。

第１図（Ｃ）及び（Ｅ）からも理解出来るように、スー
パー基本モードの電界分布は損失を生ずる非電流注入導
波路３４の領域近傍では小さく及び利得を生ずる増幅用
導波路３２の領域では大きくなる。

一方、第１図（Ｄ）及び（Ｅ）からも理解出来るように
、スーパー最高次モードの電界分布は損失を生ずる非電
流注入導波路３４の近傍領域では大きく及び利得を生ず
る増幅用導波路３２の領域では小ざくなる。図には示し
ていないが、スーパー最高次モード以外のスーパー高次
モードの電界分布も、スーパー最高次モードと同様、非
電流注入導波路３４の近傍領域では大きく及び利得を生
ずる増幅用導波路３２の領域では小さくなる。

従って、第１図（Ｃ）〜（Ｅ）からも理解出来るように
、活性層３０の全領域における利得Ｇ。

（電界及び利得の積を活性層３０の全領域において積分
した利得）を考えると、スーパー基本モードの利得ＧＴ
は最高次を含むスーパー高次モードの利得Ｇ１よつも大
きくなることがわかる。その結果、第２図にも示すよう
に、Ｗ、Ｓ及びｄｎ％大きく設定した場合でも、基本ス
ーパーモードの利得を最高次を含む高次のスーパーモー
ドの利得よりも大きくすることが出来る。従っでＷ、Ｓ
及びｄｎを大きくしても基本スーパーモードのみが発振
するように半導体レーザを設計出来る。

一方、従来にあっては、第７図（Ａ）からも理解出来る
ように、増幅用導波路のみ８５本設けてＷ、Ｓ及びｄｎ
７ａ大きく設定した場合最高次を除く高次のスーパーモ
ードが発振しないように、高次スーパーモードの相対モ
ード利得が基本スーパーモードの相対モード利得よりも
低くなるように半導体レーザを設計することは出来る。

しかしながらこの場合、最高次スーパーモードが発振し
ないように、最高次スーパーモードの相対モード利得が
基本スーパーモードの相対モード利得よりも低くなるよ
うにすることは出来ない。また、第７図（Ｂ）に示すよ
うに、増幅用導波路のみを設けでＷ、Ｓ及びｄｎを小ざ
〈設定した場合には最高次を含む高次のスーパーモード
が発振しないように、最高次を含む高次のスーパーモー
ドの相対モード利得を基本スーパーモードの相対モード
利得よりも低くすることが出来る。しかしながらＷ、Ｓ
及びｄｎを小ざ〈設定すると、既に説明したような問題
点を生ずる。

次に第３図（Ａ）〜（Ｆ）を参照し、第一及び第二の溝
の作成方法の一例につき説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｆ）は第一及び第二の溝の作成方法の
一例の説明に供する図であり、溝作成の主要な工程を段
階的に示す図である。

まず、基板面ａ上に電流阻止層３８を積層させ、次いで
ＳｉＯ２、アルミナ等の酸化膜や窒化膜その他のエツチ
ングマスクとしで用いて好適なマスク形成用膜を、化学
気相法等の任意好適な方法によって電流阻止層３８上に
積層する。

然る後、第３図（Ａ）にも示すように、通常行なわれる
如くホトリソ及びエツチング技術によって、非電流注入
導波路形成領域の電流阻止層３８上のマスク形成用膜を
残存させるようにマスク形成用膜を除去する。この残存
させたマスク形成用膜によって第一エツチングマスク５
４が形成される。

次に、第３図（８）にも示すように、第一エツチングマ
スク５４及び露出させた電流阻止層３８上にレジストを
塗布し、ホトリソ技術によって増幅用導波路形成領域（
第一導波路形成領Ｖｔ）及び非電流注入導波路形成領域
（第二導波路形成領域）のレジストを除去し、マスク５
４及び層３８上に残存させたレジストから成る第二エツ
チングマスク５６ヲ形成する。

次に、第３図（Ｃ）にも示すように、硫酸系エツチング
液（硫酸、過酸化水素水及び水の混合液から成るＧａＡ
ｓエツチング液）又はアンモニア系工・ンチング液（ア
ンモニア、過酸化水素水及び水の混合液から成るＧａＡ
ｓエツチング液）を用いて電流阻止層３８の露出部分を
エツチングして、溝先端が基板３６に達する程度までＶ
溝５８を形成する。

次に、第３図（Ｄ）にも示すように、非電流注入導波路
形成領域の第一エツチングマスク５４ヲエツチング除去
し、非電流注入導波路形成領域の電流阻止層３８を露出
させる。

次に第３図（Ｅ）１こも示すように、ＧａＡｓエツチン
グ液を用いて増幅導波路形成領域の電流阻止層３８及び
基板３６と非電流注入導波路形成領域の電流阻止層３８
とをエツチングして、電流阻止層３日の表面から基板３
６に至る深さの第一の溝５０と、電流阻止層３８の表面
から基板３６に至らない深さの第二の溝５２を形成する
。

次に！３図（Ｆ）にも示すようにエツチングマスク５４
及び５６を除去する。

〈第一実施例の変形例〉 第４図は第一実施例の変形例の構成を概略的に示す断面
図である。尚、上述した第一実施例と同様の構成成分に
ついでは同一の符号を付して示し、その詳細な説明を省
略する。

この変形例では、増幅導波路群の左右の側部にそれぞれ
複数の非電流注入導波路５２を設け、しかも左側部の導
波路５２の配設個数と右側部の導波路５２の配設個数と
を異なる個数としている。

この変形例でも上述の第一実施例と同様、Ｗ、Ｓ及びｄ
ｎを大きく設定した場合でも、基本モードの利得を最高
次を含む高次モードの利得よりも高くすることが可能で
ある。しかしながら集積型半導体レーザにおいでは、光
導波路５０．５２の配設個数と同数だけのモードが発生
しく例えば光導波路５０及び５２の配設個数が合計で５
本であればν＝１．２．３．４．５の各法のモードが発
生する）、従って発生するモードが増えてモード間格差
が小さくなり、モードが不安定となって、多モード発振
しやすくなる。従って発生するモードの個数を低減する
ことが望ましいので、左側部に配設される非電流注入導
波路５２の個数と右側部に配設される非電流注入導波路
５２の個数とを例えば１〜３本程程度するのが好ましい
。

第；ｊむ１例 第５図はこの発明の第二実施例の構成を概略的に示す断
面図である。

第５図にも示すように、第二実施例においでも、複数の
光増幅用光導波路３２ヲ設け、これら導波路３２から成
る増幅導波路群の左右の側部に隣接する領域にそれぞれ
非電流注入光導波路３４を設けた構造を有する点は、第
−実施例とかわらない。

以下、主として第一実施例と相違する点につき説明する
。

第二実施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板６０上に順次に、ｎ
−Ａｊ２ＧａＡｓ下側クラッド層６り、ｐ−ＡｆｆＧａ
Ａｓ活性層３０．１）−ＡβＧａＡｓ上側クラッド層６
４及びｎ−ＧａＡｓキャップ層６６を設ける。

さらにキャップ層６８上にｎ側オーミック電極６８を、
また基板６０の下側クラッド層６２とは反対側の基板面
にｎ側オーミック電極７０を設ける。

そして増幅用導波路３２が設けられる第−導波路頭ｔｆ
ｔ（増幅導波路形成領域）に少なくともキャップ層６６
から上側クラッド層６４まで形成した電流路形成用の不
純物添加領域７２例えばＺｎ拡散領域を設け、これと共
に非電流注入導波路３４が設けられる第二導波路領域（
非電流注入導波路形成領域）に上側クラッド層６４及び
キヤ・ンブ層６６によって形成される電流阻止用のｐ−
ｎ接合を設ける。各増幅用導波路３２には不純物添加領
域７２を介して電流注入が行なわれ、また電流阻止用の
ｐ−ｎ接合を設けたことによって非電流注入導波路３４
への電流注入か実質的に行なわれない。このように増幅
用導波路３２に加え非電流注入導波路３４ヲ設けること
によって、基本モードのみの発振を達成することが出来
る。尚、不純物添加領域７２の形成に当っては、増幅導
波路３２への電流注入路を形成出来るのであれば、その
形成方法及び材料は問わない。

また第一及び第二導波路領域の基板６０に第三の溝７４
ヲ設ける。そして、この溝６４が設けられた基板６０上
に下側クラッド層６２を設けることによって、第一及び
第二導波路領域の下側クラッド層６２の層厚を、第一及
び第二導波路領域の外側の領域（導波路外領域）の下側
クラッド層６２の層厚よりも厚くする。このように下側
クラッド層６２の層厚を制御することによって、活性層
３０において実効屈折率の高い部分及び低い部分を形成
出来、よって実効屈折率の高い活性層部分を光導波路３
２．３４としで機能させることが出来る。

この第二実施例においても、第一実施例の変形例と同様
、発生するモードの個数を低減することが望ましいので
、左側部に配設される非電流注入導波路５２の個数と右
側部に配設される非電流注入導波路５２の個数とを例え
ば１〜３本程程度するのが好ましい。

この発明は上述した実施例にのみに限定されるものでは
なく、従って各構成成分の形成方法、形成材料、形状及
び配設位置や、数値的条件（例えば組成比や、Ｗ、Ｓ及
びｄｎの数値や、非電流注入導波路の配設個数）や、実
効屈折率の分布状態や、モードの分布状態や、利得及び
損失の分布状態その他を任意好適に変更することが出来
る。

例えば半導体材料としてＧａＡｓ系、ＩｎＰ系その他の
任意好適な半導体材料を用いることが出来る。

またこの発明は上述した実施例の構造の集積型半導体レ
ーザに限定されず、種々の構造の集積型半導体レーザに
適用することが出来る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の集積型
位相同期半導体レーザによれば、増幅導波路群の左右の
側部の少なくとも一方の側部に隣接する領域に、少なく
ともひとつの非電流注入光導波路を設ける。

増幅用光導波路においては利得を生じ及び非電流注入導
波路においては損失のみを生ずるので、増幅用光導波路
群の少なくとも一方の側部に非電流注入光導波路を設け
、しかも増幅用及び非電流注入導波路から成る導波路群
においてｔａ接する導波路同志を光の相互作用を生じる
ように近接配置することによって、それぞれの増幅用光
導波路において基本モードの利得を高次モードの利得よ
りも大きくし、従って高次モードの発振閾値電流を基本
モードの発振閾値電流よりも大きくして基本モードのみ
の発振を得ることが出来る。

しかも非電流注入導波路を設けることによって、集積型
半導体レーザのストライブ巾及びストライブ間隔を、液
相成長法によるレーザの作成が技術的に容易となるよう
な大きな設計値にした場合でも、基本モードのみの発振
が得られるように半導体レーザの設計を行なうことが出
来る。

従ってスーパー横基本モード発振が得られる集積型半導
体レーザを、液相成長法によって容易に歩留り良く作成
することが出来る。その結果、長時間の高出力動作に耐
える信頼性のある集積型半導体レーザを容易に歩留り良
く作成出来る。

またストライブ巾の設計値を大きな値に設定出来るので
、従来よりも光出力の高出力化を図れるという利点もあ
る。

ざらに発振増幅用導波路から成る導波路群においで隣接
する導波路同志を光の相互作用を生ずるように近接配置
しているので、各増幅用導波路で発振する基本モードの
位相を同期きせることが出来る。従って基本モードのみ
の発振が得られ、かつ各増幅用導波路における基本モー
ドの位相を同期させることが出来るので単峰性遠視野像
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は第一実施例の説明に供する図、 第２図は第一実施例における相対モード利得の説明に供
する図、 第３図（Ａ）〜（Ｆ）は第一及び第二の溝の作成方法の
説明に供する図、 第４図は第一実施例の変形例の説明に供する図、 第５図は第二実施例の説明に供する図、第６図（Ａ）〜
（８）は従来の集積型半導体レーザの説明に供する図、 第７図（Ａ）〜（Ｂ）は従来の集積型半導体レーザにお
ける相対モード利得の説明に供する図である。 ３０−・・活性層、　　　　３２・・・光増幅用光導波
路３４・・・非電流注入光導波路 ３６．６０・・・基板、　　　３８・・・電流阻止層４
０．６２・・・下側クラッド層 ４２・・・上側クラッド層 ５０−・・第一の溝、　　　５２−・・第二の溝６４・
・・ｐ型上側クラッド層 ６６・・・ｎ型キャップ層、７２・・・不純物添加領域
７４・・・第三の溝。 スーパーモードナンバーν 第一実施例における相対モード利得 第２ Ｉ！　中 Ｌ ｗ＊ｕｉ ｗ昧山 真室 嶽ポ ５４：第一エツチングマスク ５６、第二エツチングマスク ５８：ｖ溝 第一及び第二の溝の作成方法の説明口 笛３ 図 手続補正書 平成元年８月３１日 （１）、明細書の第７頁第１行のｒ１９８７）　ｐ１０
３１Ｊ　Ｊを［ｆ’１９７８）　ｌ）＋０３１　Ｊ　、
、！＋と訂正する。 ２発明の名称 集積型位相同期半導体レーザ ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所（〒−１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号 名称（０２９）沖電気工業株式会社 代表者　小村　偏光 ４代理人　〒１７０　　　ｆｆｉ　（９８８）５５６３
住所　東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５６補正の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の光増幅用光導波路を備えて成る集積型位相
   同期半導体レーザにおいて、 前記光増幅用光導波路から成る増幅導波路群の左右の側
   部の少なくとも一方の側部に隣接する領域に、少なくと
   もひとつの非電流注入光導波路を設けて成ることを特徴
   とする集積型位相同期半導体レーザ。
2. （２）基板上に電流阻止層、下側クラッド層、活性層及
   び上側クラッド層を順次に設け、 前記光増幅用光導波路が設けられる第一導波路領域に前
   記電流阻止層から基板まで形成した第一の溝を設け、 非電流注入光導波路が設けられる第二導波路領域の前記
   電流阻止層に基板に達しない深さの第二の溝を設け、 前記光増幅用及び非電流注入導波路を形成するため、前
   記第一及び第二導波路領域の下側クラッド層の層厚を、
   前記第一及び第二導波路領域の外側の領域の下側クラッ
   ド層の層厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項１に
   記載の集積型位相同期半導体レーザ。
3. （３）基板上に下側クラッド層、活性層、ｐ型上側クラ
   ッド層及びｎ型キャップ層を順次に設け、前記光増幅用
   光導波路が設けられる第一導波路領域に少なくとも前記
   キャップ層から上側クラッド層まで形成した電流路形成
   用の不純物添加領域を設け、 非電流注入光導波路が設けられる第二導波路領域に前記
   上側クラッド層及びキャップ層によって形成される電流
   阻止用のｐ−ｎ接合を設け、前記第一及び第二導波路領
   域の基板に第三の溝を設け、 前記光増幅用及び非電流注入導波路を形成するため、前
   記第一及び第二導波路領域の下側クラッド層の層厚を、
   前記第一及び第二導波路領域の外側の領域の下側クラッ
   ド層の層厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項１に
   記載の集積型位相同期半導体レーザ。