JPH0290583A - 多波長半導体レーザ装置 - Google Patents
多波長半導体レーザ装置Info
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- JPH0290583A JPH0290583A JP63240965A JP24096588A JPH0290583A JP H0290583 A JPH0290583 A JP H0290583A JP 63240965 A JP63240965 A JP 63240965A JP 24096588 A JP24096588 A JP 24096588A JP H0290583 A JPH0290583 A JP H0290583A
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- 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
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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、波長多重光情報伝送・処理等に有用な、１素
子から波長の異なる複数のレーザ光を発振可能な多波長
半導体レーザに関する。
子から波長の異なる複数のレーザ光を発振可能な多波長
半導体レーザに関する。
［従来の技術１
従来、１素子から２波長以上の複数レーザ光を出射する
ことのできる多波長半導体レーザとしては、出射レーザ
波長が異なるようにその組成を異ならせた複数の活性層
を配列した構成を有するもの；分布帰還型（Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ、 ＤＢＲ）半導体
レーザ構造、あるいは分布反射型（Ｄｊｓ−ｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＤＢＲ）半
導体レーザ構造からなる単位の複数を同一基板上に配列
し、各レーザ構造の回折格子のピッチを異ならせること
により、各回折格子のピッチに対応するブラック波長を
異ならせ、各レーザ構造からの出射光の波長を異ならせ
る構成を有するもの等が知られている。
ことのできる多波長半導体レーザとしては、出射レーザ
波長が異なるようにその組成を異ならせた複数の活性層
を配列した構成を有するもの；分布帰還型（Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ、 ＤＢＲ）半導体
レーザ構造、あるいは分布反射型（Ｄｊｓ−ｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＤＢＲ）半
導体レーザ構造からなる単位の複数を同一基板上に配列
し、各レーザ構造の回折格子のピッチを異ならせること
により、各回折格子のピッチに対応するブラック波長を
異ならせ、各レーザ構造からの出射光の波長を異ならせ
る構成を有するもの等が知られている。
更に、これに対し、近年さらに発振波長を大きく変える
方法として、活性層に単一量子井戸構造を用いこの量子
井戸の井戸を通常より深く設定し、２つ以上の量子準位
を持つ構造とし、かっレーザ共振器中の内部損失を活性
ストライブ領域の幅や、共振器長を変えて制御すること
によって、選択的に２つ以上の量子準位に対応する発振
波長を選ぶ方法が研究されている（１９８７年秋季応用
物理学会予稿集１９ｐ−ＺＲ−１４）。
方法として、活性層に単一量子井戸構造を用いこの量子
井戸の井戸を通常より深く設定し、２つ以上の量子準位
を持つ構造とし、かっレーザ共振器中の内部損失を活性
ストライブ領域の幅や、共振器長を変えて制御すること
によって、選択的に２つ以上の量子準位に対応する発振
波長を選ぶ方法が研究されている（１９８７年秋季応用
物理学会予稿集１９ｐ−ＺＲ−１４）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、複数の活性層を配列した構成の多波長半
導体レーザは、その作成プロセスが複雑である。また、
同−活性層を用いた多波長半導体レーザで、その発振波
長を回折格子により異ならせる方法では、特性のそろっ
た複数のレーザなモノリシックに構成しようとするとそ
の波長の可変幅が狭くなり、せいぜい数ｎｍが上限とな
る。
導体レーザは、その作成プロセスが複雑である。また、
同−活性層を用いた多波長半導体レーザで、その発振波
長を回折格子により異ならせる方法では、特性のそろっ
た複数のレーザなモノリシックに構成しようとするとそ
の波長の可変幅が狭くなり、せいぜい数ｎｍが上限とな
る。
一方、従来の活性層に単一量子井戸構造を用いた多波長
半導体レーザにおいては以下のような問題がある。
半導体レーザにおいては以下のような問題がある。
例えば、２以上の量子準位を持つ量子井戸層を活性層と
して利用し、活性ストライブ領域の幅を異ならせて、波
長を制御する構成では、活性ストライブ領域の幅によっ
てニア・フィールド・パターンの形状や、非点収差など
の光学特性が変わってくるため、望ましい光学特性を有
する波長数に限りがあり、ｌ素子から発振できる波長数
が制限されてしまい、自由に複数の波長を発振するよう
には設計できない。
して利用し、活性ストライブ領域の幅を異ならせて、波
長を制御する構成では、活性ストライブ領域の幅によっ
てニア・フィールド・パターンの形状や、非点収差など
の光学特性が変わってくるため、望ましい光学特性を有
する波長数に限りがあり、ｌ素子から発振できる波長数
が制限されてしまい、自由に複数の波長を発振するよう
には設計できない。
一方、２以上の量子準位を持つ量子井戸層を活性層とし
て利用し、共振器長を変えて、共振器での内部損失特性
を変える構成では、通常のへき開による端面形成法を用
いると、互いに波長の異なる複数のレーザ光を１素子に
一体化された構成を有するモノリシックに形成された半
導体レーザから得ることができない。
て利用し、共振器長を変えて、共振器での内部損失特性
を変える構成では、通常のへき開による端面形成法を用
いると、互いに波長の異なる複数のレーザ光を１素子に
一体化された構成を有するモノリシックに形成された半
導体レーザから得ることができない。
さらに、上記のような構成ではそれぞれの波長に対する
発振しきい電流に大きな差が生じるため、熱的にも互い
に波長の異なるレーザ光を発振する半導体レーザの複数
を１素子に一体化することは良好ではない。
発振しきい電流に大きな差が生じるため、熱的にも互い
に波長の異なるレーザ光を発振する半導体レーザの複数
を１素子に一体化することは良好ではない。
本発明は、以上述べたような従来の多波長半導体レーザ
における問題に鑑みなされたものであり、同一基板上に
複数の活性ストライブ領域を配列できる構成を有し、良
好、かつバラツキの少ない非点収差やニア・フィールド
・パターン等の光学特性を有し、かつ安定性の優れた波
長の異なる複数のレーザ光を出射可能な多波長半導体レ
ーザな提供することにある。
における問題に鑑みなされたものであり、同一基板上に
複数の活性ストライブ領域を配列できる構成を有し、良
好、かつバラツキの少ない非点収差やニア・フィールド
・パターン等の光学特性を有し、かつ安定性の優れた波
長の異なる複数のレーザ光を出射可能な多波長半導体レ
ーザな提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明の多波長半導体レーザ素子は、量子井戸型構造か
らなる活性層と、該活性層から発光した光のブラック反
射を得るための回折格子を有する共振器を構成する光導
波路とを有する半導体レーザ単位の２以上を配列一体化
した構成を有し、前記活性層の量子井戸型構造が異なる
エネルギーギャップの複数の量子井戸層を有し、かつ各
光導波路の回折格子の異ならせて、それぞれの光導波路
から発振されるレーザ光の波長を異ならせたことを特徴
とする 本発明の多波長半導体レーザでは、各半導体レーザ単位
における量子井戸型構造と回折格子の組み合せによって
発振波長の選択を行なうので、波長安定性の良好なレー
ザ光が得られる。しかも、活性ストライブ領域の幅を変
化させることにより発振波長を制御するものではないの
で、非点収差やニア・フィールド・パターン等の光学特
性に影響を与えることなく各半導体レーザ単位から発振
されるレーザ光の波長を選択でき、しかも各半導体レー
ザ単位における回折格子以外の構造を均一化することに
よって、各単位から発振されるレーザ光の光学特性を揃
えることができる。
らなる活性層と、該活性層から発光した光のブラック反
射を得るための回折格子を有する共振器を構成する光導
波路とを有する半導体レーザ単位の２以上を配列一体化
した構成を有し、前記活性層の量子井戸型構造が異なる
エネルギーギャップの複数の量子井戸層を有し、かつ各
光導波路の回折格子の異ならせて、それぞれの光導波路
から発振されるレーザ光の波長を異ならせたことを特徴
とする 本発明の多波長半導体レーザでは、各半導体レーザ単位
における量子井戸型構造と回折格子の組み合せによって
発振波長の選択を行なうので、波長安定性の良好なレー
ザ光が得られる。しかも、活性ストライブ領域の幅を変
化させることにより発振波長を制御するものではないの
で、非点収差やニア・フィールド・パターン等の光学特
性に影響を与えることなく各半導体レーザ単位から発振
されるレーザ光の波長を選択でき、しかも各半導体レー
ザ単位における回折格子以外の構造を均一化することに
よって、各単位から発振されるレーザ光の光学特性を揃
えることができる。
活性層として用いる活性層内の量子井戸数は、２つでも
それ以上の複数でも良いが、少なくとも井戸幅や組成を
調整して所望の波長に対応するエネルギーギャップが形
成されている必要がある。
それ以上の複数でも良いが、少なくとも井戸幅や組成を
調整して所望の波長に対応するエネルギーギャップが形
成されている必要がある。
上記複数の量子井戸層には、各々電流が注入されるので
、小さいエネルギーギャップの井戸層の利得がしきい値
に達しない時でも他の大きいエネルギーギャップの井戸
層の利得がしきい値に達することも生じ得るため、井戸
層と障壁層の幅や組成を最適化して複数の量子井戸層で
同じしきい電流で異なる波長を発振させることができる
。
、小さいエネルギーギャップの井戸層の利得がしきい値
に達しない時でも他の大きいエネルギーギャップの井戸
層の利得がしきい値に達することも生じ得るため、井戸
層と障壁層の幅や組成を最適化して複数の量子井戸層で
同じしきい電流で異なる波長を発振させることができる
。
さらに、回折格子は活性層と光学的に結合する光導波層
上に形成されており、その各々のピッチΔ１は、所望の
波長λ１と下記式（１）（ただし、βは回折次数（整数
） ％ ｎａｔｆは等側屈折率、ｉは各半導体レーザ単
位に付した標識記号）から求められるものであり、それ
ぞれ異なる波長λ、を安定に発振させられる。
上に形成されており、その各々のピッチΔ１は、所望の
波長λ１と下記式（１）（ただし、βは回折次数（整数
） ％ ｎａｔｆは等側屈折率、ｉは各半導体レーザ単
位に付した標識記号）から求められるものであり、それ
ぞれ異なる波長λ、を安定に発振させられる。
［実施例］
なお、本発明の多波長半導体レーザな構成する各層は、
通常この分野で利用されている材料及び方法によって形
成できるものであり、また、各層の層厚やレーザ構造等
の構成などは適宜変更可能である。
通常この分野で利用されている材料及び方法によって形
成できるものであり、また、各層の層厚やレーザ構造等
の構成などは適宜変更可能である。
実施例１
第１図は分布反射型レーザ構造を用いた本発明の多波長
半導体レーザの一例の主要部の概略を示す斜視図である
。
半導体レーザの一例の主要部の概略を示す斜視図である
。
この多波長半導体レーザは、ｎ”−ＧａＡｓ基板１（厚
さ：約１００ｇｍ）上にｎ−Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｓ
Ａｓクラッド層２（厚さ：ｌ、５胛）、活性層３（厚さ
：０，１胛） 、ｐ−Ａｌｏ、ｚＧａｏ、ａＡＳ光導波
層４（厚さ：０．１ＪＬＪ１１） 、ｐ−ＡＩｏ、５Ｇ
ａｏ、ｓＡＳクラッド層５（リッジ構造内での厚さ：
１−５ ｕ＋） 、Ｉ）”−ＧａＡｓキャップ層６（厚
さ：０．５ＪＪＩ１１）がエピタキシャル成長されてい
る。
さ：約１００ｇｍ）上にｎ−Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｓ
Ａｓクラッド層２（厚さ：ｌ、５胛）、活性層３（厚さ
：０，１胛） 、ｐ−Ａｌｏ、ｚＧａｏ、ａＡＳ光導波
層４（厚さ：０．１ＪＬＪ１１） 、ｐ−ＡＩｏ、５Ｇ
ａｏ、ｓＡＳクラッド層５（リッジ構造内での厚さ：
１−５ ｕ＋） 、Ｉ）”−ＧａＡｓキャップ層６（厚
さ：０．５ＪＪＩ１１）がエピタキシャル成長されてい
る。
活性層３は、第１（ｂ）図に示す様に、基板側から順に
Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｔＡｓ光閉じ込め層（３００人
）１１、ＧａＡｓ井戸（Ｉ）層（１５０人）１２ 、
ＡｌＧａＡｓ障壁層（１００人）１３ 、Ａｌｏ、ｏｉ
Ｇａｏ、ｅ＋ＡＳ井戸 （ＩＩ）層（１５０人）１４、
Ａｌｏ、 、Ｇａｏ、 ７ＡＳ光閉じ込め層（３００人
）１５から成り、井戸（Ｉ）、井戸 （ＴＩ）のエネル
ギーギャップは、それぞれ１．４４４ｅＶ及び１．５５
４ｅＶで、発振波長は８６９ｎｍ、８０８ｎｍである。
Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｔＡｓ光閉じ込め層（３００人
）１１、ＧａＡｓ井戸（Ｉ）層（１５０人）１２ 、
ＡｌＧａＡｓ障壁層（１００人）１３ 、Ａｌｏ、ｏｉ
Ｇａｏ、ｅ＋ＡＳ井戸 （ＩＩ）層（１５０人）１４、
Ａｌｏ、 、Ｇａｏ、 ７ＡＳ光閉じ込め層（３００人
）１５から成り、井戸（Ｉ）、井戸 （ＴＩ）のエネル
ギーギャップは、それぞれ１．４４４ｅＶ及び１．５５
４ｅＶで、発振波長は８６９ｎｍ、８０８ｎｍである。
また、障壁Ｍは一般にほぼ１００Å以上あれば互いの井
戸の電子準位は干渉し合わないので、別々に発振させら
れる。
戸の電子準位は干渉し合わないので、別々に発振させら
れる。
なお、２つの井戸（Ｉ）と （ＩＩ）で生じた光を選択
的に発振させるには、活性層への電流の注入量、回折格
子の格子ピッチ、および光導波路における等側屈折率を
制御すれば良い。
的に発振させるには、活性層への電流の注入量、回折格
子の格子ピッチ、および光導波路における等側屈折率を
制御すれば良い。
第１（ａ）図において、電極８が設けられた前部はリッ
ジ型構造（リッジ底部幅２〜５−程度先導波層上まで切
込み）を有し、これが活性領域を構成している。このリ
ッジ型構造は、各層の積層後に、光導波層４の上面まで
部位選択的エツチングにより切り込みを入れて作製され
るものである。
ジ型構造（リッジ底部幅２〜５−程度先導波層上まで切
込み）を有し、これが活性領域を構成している。このリ
ッジ型構造は、各層の積層後に、光導波層４の上面まで
部位選択的エツチングにより切り込みを入れて作製され
るものである。
部位選択的エツチングは、ＮａＯＨと８２０□を用いＡ
ＩＪａ＋−ＸＡＳのＸの多い組成がわずかに速くエツチ
ングされることを利用した方法により行なうことができ
、リッジ部を残して平坦な面が作製される。
ＩＪａ＋−ＸＡＳのＸの多い組成がわずかに速くエツチ
ングされることを利用した方法により行なうことができ
、リッジ部を残して平坦な面が作製される。
活性領域の後部には、回折格子が光導波層４上に形成さ
れている。各回折格子はそれぞれ前記式（Ｉ）から求め
た所望の発振波長に応じた周期（ピッチ）を有するよう
に作製されており、その作製は、レジスト作製の際の三
光束干渉露光法の条件を適宜変えることにより行なわれ
る。
れている。各回折格子はそれぞれ前記式（Ｉ）から求め
た所望の発振波長に応じた周期（ピッチ）を有するよう
に作製されており、その作製は、レジスト作製の際の三
光束干渉露光法の条件を適宜変えることにより行なわれ
る。
例えば、２次の回折（ｆｌ＝２）を用いた場合、（ｉ）
部においては、ｎｅｆｒ （＋１ ： ３．４３０であ
るので、λ、 ＝ ８０８ｎｍでの発振を得るためには
、格子周期なΔ、 ＝２３５６人とし、また（ｉ ｉ）
部においては、ｎａｔｆ ｎ）＝ ３．３７４であるの
で、λ、 ＝ ８６９ｎｍでの発振を得るためには格子
周期をΔ２＝２５７６人とすれば良い。
部においては、ｎｅｆｒ （＋１ ： ３．４３０であ
るので、λ、 ＝ ８０８ｎｍでの発振を得るためには
、格子周期なΔ、 ＝２３５６人とし、また（ｉ ｉ）
部においては、ｎａｔｆ ｎ）＝ ３．３７４であるの
で、λ、 ＝ ８６９ｎｍでの発振を得るためには格子
周期をΔ２＝２５７６人とすれば良い。
また、回折格子設置領域（ＤＢＲ領域、長さ４００μｍ
）において光を有効に反射させるために、リッジ構造と
同一直線上にＳｉＯ□誘電体９が装荷されている。
）において光を有効に反射させるために、リッジ構造と
同一直線上にＳｉＯ□誘電体９が装荷されている。
本実施例において活性層は、井戸幅が同じで組成を変え
た２つの独立な量子井戸型構造を用いたが、本発明にお
いてはエネルギーギャップの異なる複数の量子準位を活
性石内に形成すればよい。
た２つの独立な量子井戸型構造を用いたが、本発明にお
いてはエネルギーギャップの異なる複数の量子準位を活
性石内に形成すればよい。
例えば、活性層として、第２図に示すような組成変化の
量子井戸型構造を用いることができる。
量子井戸型構造を用いることができる。
第２図の左側のグラフ（ａｌ、ｂｌ、ｃｌ）は層の厚さ
方向（縦軸）に対するＡｌｘＧａｔ−ＪｓのＸの変化（
横軸）を表したグラフであり、右側のグラフ（ａ２、ｂ
２、ｃ２）は層の厚さ方向（縦軸）に対するエネルギー
ギャップの変化（横軸）を表わしたものであり、ａｌと
８２、ｂｌとｂ２、ｃｌとｃ２は同一量子井戸構造にお
ける組成及びエネルギーギャップの変化を示している。
方向（縦軸）に対するＡｌｘＧａｔ−ＪｓのＸの変化（
横軸）を表したグラフであり、右側のグラフ（ａ２、ｂ
２、ｃ２）は層の厚さ方向（縦軸）に対するエネルギー
ギャップの変化（横軸）を表わしたものであり、ａｌと
８２、ｂｌとｂ２、ｃｌとｃ２は同一量子井戸構造にお
ける組成及びエネルギーギャップの変化を示している。
（ａｌ）は井戸幅が等しくて組成が異なる量子井戸型構
造を示したもの、（ｂｌ）は井戸幅が異なり組成が等し
い量子井戸型構造を示したもの、（ｃｌ）は井戸幅、組
成ともに異なる量子井戸型構造を示したものである。こ
のいずれの場合においても（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２
）かられかるようにエネルギーギャップをそれぞれ異な
らせることができる。
造を示したもの、（ｂｌ）は井戸幅が異なり組成が等し
い量子井戸型構造を示したもの、（ｃｌ）は井戸幅、組
成ともに異なる量子井戸型構造を示したものである。こ
のいずれの場合においても（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２
）かられかるようにエネルギーギャップをそれぞれ異な
らせることができる。
これら図示した構成の量子井戸型構造は、いずれも複数
のエネルギーギャップを有し、各半導体レーザ単位でＤ
ＢＲ領域の構造、特に組合せる回折格子のピッチを調製
することによって、所望の波長間隔、所望の波長での発
振を行なうことができる。すなわち、所望の波長での発
振に必要なエネルギーギャップで発光した光のブラック
反射に必要な回折格子ピッチを設定することにより、複
数のエネルギーギャップのなかから所望のエネルギーギ
ャップを選択して利用することが可能となる。
のエネルギーギャップを有し、各半導体レーザ単位でＤ
ＢＲ領域の構造、特に組合せる回折格子のピッチを調製
することによって、所望の波長間隔、所望の波長での発
振を行なうことができる。すなわち、所望の波長での発
振に必要なエネルギーギャップで発光した光のブラック
反射に必要な回折格子ピッチを設定することにより、複
数のエネルギーギャップのなかから所望のエネルギーギ
ャップを選択して利用することが可能となる。
なお、用いる量子井戸型構造の井戸数、井戸幅、組成等
は、所望の波長を有する光の発振において利得が最も大
きくなるように適宜選択すると良い。
は、所望の波長を有する光の発振において利得が最も大
きくなるように適宜選択すると良い。
本実施例で示した２波長半導体レーザは、安定な単一波
長で発振するため、波長多重光通信用光”源に適してい
る。
長で発振するため、波長多重光通信用光”源に適してい
る。
例えば、ｎ個の各機器内に上記半導体レーザな設け、各
々がλ１とλ２．λ、とλ５．λ、とλ４．・・・、λ
１とλ、の波長で発振し、制御信号用としてんｉの波長
を用い、他を各々のデータ信号用とするシステムを構成
することが可能である。
々がλ１とλ２．λ、とλ５．λ、とλ４．・・・、λ
１とλ、の波長で発振し、制御信号用としてんｉの波長
を用い、他を各々のデータ信号用とするシステムを構成
することが可能である。
実施例２
第３図は、分布帰還型構造を本発明に用いた場合の例で
ある。
ある。
第３図（ａ）は活性層３上に光導波層４を成膜し、２つ
の回折格子を形成した段階での斜視図であり、（ｉｉｉ
）部と（ｉｖ）部の回折格子のピッチは所望の発振波長
λ３、λ４が得られるように設定されている。回折格子
周期（ピッチ）は前記式（１）の関係を満足するように
設定される。
の回折格子を形成した段階での斜視図であり、（ｉｉｉ
）部と（ｉｖ）部の回折格子のピッチは所望の発振波長
λ３、λ４が得られるように設定されている。回折格子
周期（ピッチ）は前記式（１）の関係を満足するように
設定される。
回折格子の形成が終了したところで、その上にクラッド
層、キャップ層が成膜され、必要に応じて加工、再成長
の操作を行ない、屈折率導波型構造とする。最後に、（
ｉｉｉ）と（ｉｖ）を独立に駆動するための個別電極が
蒸着され、第３図（ｂ）図に示す多波長半導体レーザが
得られる。この半導体レーザの各半導体レーザに共通な
活性層は、実施例１で用いた量子井戸型構造を有する層
から成り、所望の発振波長λ３．λ４が選択されるよう
構造が最適化されている。
層、キャップ層が成膜され、必要に応じて加工、再成長
の操作を行ない、屈折率導波型構造とする。最後に、（
ｉｉｉ）と（ｉｖ）を独立に駆動するための個別電極が
蒸着され、第３図（ｂ）図に示す多波長半導体レーザが
得られる。この半導体レーザの各半導体レーザに共通な
活性層は、実施例１で用いた量子井戸型構造を有する層
から成り、所望の発振波長λ３．λ４が選択されるよう
構造が最適化されている。
なお、以上、２つ波長のレーザ光を発振させる場合のモ
ノリシックな多波長半導体レーザの例を示したが、集積
化する半導体レーザ単位の数は所望に応じて増加させる
ことができる。２以上の異なる波長のレーザ光を発振で
きる本発明の多波長半導体レーザは２波長以上の多波長
を必要とする波長多重光通信に適している。
ノリシックな多波長半導体レーザの例を示したが、集積
化する半導体レーザ単位の数は所望に応じて増加させる
ことができる。２以上の異なる波長のレーザ光を発振で
きる本発明の多波長半導体レーザは２波長以上の多波長
を必要とする波長多重光通信に適している。
また、分布反射型（ＤＢＲ）レーザな本発明に用いた場
合、第１図の実施例では、導波路の後部のみに回折格子
を有するＤＢＲ領域を形成したが、導波路の前部にもＤ
ＢＲ領域を形成して、その長さによってブラック反射率
を制御し、しきい電流や効率を変化させたり縦モードの
スペクト・ル線幅を狭くすることもできる。また、前記
ＤＢＲ領域が、再成長により埋込まれていても良い。
合、第１図の実施例では、導波路の後部のみに回折格子
を有するＤＢＲ領域を形成したが、導波路の前部にもＤ
ＢＲ領域を形成して、その長さによってブラック反射率
を制御し、しきい電流や効率を変化させたり縦モードの
スペクト・ル線幅を狭くすることもできる。また、前記
ＤＢＲ領域が、再成長により埋込まれていても良い。
本発明の多波長半導体レーザを構成する半導体レーザ単
位として、分布ブラック反射型レーザ構造または分布帰
還型レーザ構造を利用することができ、活性領域のレー
ザ構造は屈折率導波性のものであれば全て良い。また、
結晶材料は、ＡｌＧａＡｓ系の他にも、ＩｎＧａＡｓＰ
系、ＡＩＧａＩｎＰ系など化合物半導体一般を用いるこ
とができる。
位として、分布ブラック反射型レーザ構造または分布帰
還型レーザ構造を利用することができ、活性領域のレー
ザ構造は屈折率導波性のものであれば全て良い。また、
結晶材料は、ＡｌＧａＡｓ系の他にも、ＩｎＧａＡｓＰ
系、ＡＩＧａＩｎＰ系など化合物半導体一般を用いるこ
とができる。
〔発明の効果］
以上説明したように、同一基板上に配列一体化する各半
導体レーザ単位に、異なるエネルギーギャップを有する
２以上の複数の量子井戸層からなる量子井戸型構造を有
する活性層と、回折格子によるブラック反射を利用した
共振器を構成する光導波路とを組み合せて、該光導波路
の回折格子ピッチ及び等側屈折率により所望の波長に対
応した量子井戸型構造におけるエネルギーギャップでの
発振を選択する構成の半導体レーザ単位を用いることに
よって、各半導体レーザ単位から異なる波長のレーザ光
を安定した単一波長光として発振させることができる。
導体レーザ単位に、異なるエネルギーギャップを有する
２以上の複数の量子井戸層からなる量子井戸型構造を有
する活性層と、回折格子によるブラック反射を利用した
共振器を構成する光導波路とを組み合せて、該光導波路
の回折格子ピッチ及び等側屈折率により所望の波長に対
応した量子井戸型構造におけるエネルギーギャップでの
発振を選択する構成の半導体レーザ単位を用いることに
よって、各半導体レーザ単位から異なる波長のレーザ光
を安定した単一波長光として発振させることができる。
しかも、波長は自由に選択できるばかりでなく、各半導
体レーザ単位の構成を、良好で、バラツキのない光学的
また、電気的特性を得るのに好適な構成とすることがで
きる。
体レーザ単位の構成を、良好で、バラツキのない光学的
また、電気的特性を得るのに好適な構成とすることがで
きる。
従って、本発明の多波長半導体レーザは、任意の波長数
、波長域、波長間隔で発振する波長多重光通信用の光源
の作製に有用である。
、波長域、波長間隔で発振する波長多重光通信用の光源
の作製に有用である。
第１図（ａ）は半導体レーザ単位として分布ブラック反
射型レーザを用いた本発明の多波長半導体レーザの一例
の斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す半導体レ
ーザの活性層内におけるエネルギーギャップ（Ｅｇ）分
布図、第２図（ａｌ） （ｂｌ）、（Ｃ１）は各活
性層の層厚方向における組成変化を示したグラフ、第２
図（Ｃ２）、（ｂ２）、（Ｃ２）は第２図（ａｌ）、（
ｂｌ）、（ｃｌ）にそれぞれ対応した各活性層の層厚方
向におけるエネルギーギャップをを表わしたグラフ、第
３図は分布帰還型レーザな半導体レーザ単位に用いた本
発明の多波長半導体レーザの構造を示す斜視図であり、
第３図（ａ）は回折格子の形成終了時における斜視図、
第３図（ｂ）その完成時の斜視図を示す。 １ 、 ｎ”−ＧａＡｓ基板 ２ 、 ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３、活性層 ４ 、 ｐ−Ａｌｏ、 ｚＧａｏ、 ｓＡｓ光導波層ｐ
−Ａｌｏ、 １Ｇａｏ、 ａＡｓクラッド層１）”−Ｇ
ａＡｓキャップ層 絶縁層ＳｉＯ□ 上部電極 下部電極 誘電体層５ｉＣｂ Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ７ＡＳ光閉じ込め層ＧａＡｓ井
戸層（Ｉ） Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ７ＡＳ障壁層 Ａｌｏ、 ｏｅＧａｏ、 ｅ＋Ａｓ井戸層 （ＩＩ）八
ｌｏ、 ３Ｇａｏ、 ７ＡＳ障壁層光閉じ込め層〜（ｉ
ｖ）は各々のレーザな示す。 （ａ） （ｉｉｉ） （ｉｖ）
射型レーザを用いた本発明の多波長半導体レーザの一例
の斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す半導体レ
ーザの活性層内におけるエネルギーギャップ（Ｅｇ）分
布図、第２図（ａｌ） （ｂｌ）、（Ｃ１）は各活
性層の層厚方向における組成変化を示したグラフ、第２
図（Ｃ２）、（ｂ２）、（Ｃ２）は第２図（ａｌ）、（
ｂｌ）、（ｃｌ）にそれぞれ対応した各活性層の層厚方
向におけるエネルギーギャップをを表わしたグラフ、第
３図は分布帰還型レーザな半導体レーザ単位に用いた本
発明の多波長半導体レーザの構造を示す斜視図であり、
第３図（ａ）は回折格子の形成終了時における斜視図、
第３図（ｂ）その完成時の斜視図を示す。 １ 、 ｎ”−ＧａＡｓ基板 ２ 、 ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ３、活性層 ４ 、 ｐ−Ａｌｏ、 ｚＧａｏ、 ｓＡｓ光導波層ｐ
−Ａｌｏ、 １Ｇａｏ、 ａＡｓクラッド層１）”−Ｇ
ａＡｓキャップ層 絶縁層ＳｉＯ□ 上部電極 下部電極 誘電体層５ｉＣｂ Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ７ＡＳ光閉じ込め層ＧａＡｓ井
戸層（Ｉ） Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ７ＡＳ障壁層 Ａｌｏ、 ｏｅＧａｏ、 ｅ＋Ａｓ井戸層 （ＩＩ）八
ｌｏ、 ３Ｇａｏ、 ７ＡＳ障壁層光閉じ込め層〜（ｉ
ｖ）は各々のレーザな示す。 （ａ） （ｉｉｉ） （ｉｖ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）量子井戸型構造からなる活性層と、該活性層から発
光した光のブラック反射を得るための回折格子を有する
共振器を構成する光導波路とを有する半導体レーザ単位
の２以上を配列一体化した構成を有し、前記活性層の量
子井戸型構造が異なるエネルギーギャップの複数の量子
井戸層を有し、かつ各光導波路の回折格子の異ならせて
、それぞれの光導波路から発振されるレーザ光の波長を
異ならせたことを特徴とする多波長半導体レーザ素子。 ２）光信号送信器の複数を含む光通信システムにおいて
、各光信号送信器の光源として請求項１記載の多波長半
導体レーザを用い、光信号による情報を送信するにあた
り、少なくとも一つの共通波長λ＿１を前記多波長半導
体レーザから発振させて制御信号用とし、他の波長をデ
ータ信号等として用いることを特徴とする光通信システ
ムに用いる請求項１記載の多波長半導体レーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240965A JP2624310B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 多波長半導体レーザ装置 |
| US07/412,983 US4993036A (en) | 1988-09-28 | 1989-09-26 | Semiconductor laser array including lasers with reflecting means having different wavelength selection properties |
| EP89117766A EP0361399A3 (en) | 1988-09-28 | 1989-09-26 | Semmiconductor laser array including lasers with reflecting means having different wavelength selection properties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240965A JP2624310B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 多波長半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0290583A true JPH0290583A (ja) | 1990-03-30 |
| JP2624310B2 JP2624310B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17067290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63240965A Expired - Fee Related JP2624310B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 多波長半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624310B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2758914A1 (fr) * | 1997-01-27 | 1998-07-31 | Fujitsu Ltd | Dispositif a semiconducteur optique comportant un reseau de diffraction et son procede de fabrication |
| JP2007165535A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Canon Inc | 発光素子アレイ及び画像形成装置 |
| JP2010539711A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | ビノプティクス・コーポレイション | 多重キャビティエッチファセットｄｆｂレーザ |
| CN103490280A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 中国科学院半导体研究所 | 可调谐分布反馈量子级联激光器阵列器件及其制备方法 |
| JP2017073546A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 側面発光レーザ光源、及びそれを含む三次元映像取得装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153388A (en) * | 1979-05-18 | 1980-11-29 | Nec Corp | Semiconductor laser device for oscillating multiple wavelength |
| JPS6332982A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63211786A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Canon Inc | 半導体レ−ザ素子 |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63240965A patent/JP2624310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153388A (en) * | 1979-05-18 | 1980-11-29 | Nec Corp | Semiconductor laser device for oscillating multiple wavelength |
| JPS6332982A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2758914A1 (fr) * | 1997-01-27 | 1998-07-31 | Fujitsu Ltd | Dispositif a semiconducteur optique comportant un reseau de diffraction et son procede de fabrication |
| JP2007165535A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Canon Inc | 発光素子アレイ及び画像形成装置 |
| JP2010539711A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | ビノプティクス・コーポレイション | 多重キャビティエッチファセットｄｆｂレーザ |
| CN103490280A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 中国科学院半导体研究所 | 可调谐分布反馈量子级联激光器阵列器件及其制备方法 |
| JP2017073546A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 側面発光レーザ光源、及びそれを含む三次元映像取得装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2624310B2 (ja) | 1997-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |