JPH0298186A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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Publication number
JPH0298186A
JPH0298186A JP63250492A JP25049288A JPH0298186A JP H0298186 A JPH0298186 A JP H0298186A JP 63250492 A JP63250492 A JP 63250492A JP 25049288 A JP25049288 A JP 25049288A JP H0298186 A JPH0298186 A JP H0298186A
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JP
Japan
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layer
mode
refractive index
light
cladding layer
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Pending
Application number
JP63250492A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ishikawa
浩 石川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S2301/00Functional characteristics
    • H01S2301/14Semiconductor lasers with special structural design for lasing in a specific polarisation mode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
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    • H01S5/12Construction 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
    • H01S5/124Construction 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 incorporating phase shifts

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔1既要〕 半導体発光装置に係り、特にTEモードの光を発振する
半導体レーザに関し。
TMモードの光を抑制して安定なTEモードの光の単一
スペクトル発振が可能な半導体レーザの捉供を目的とし
〔1〕第1クラッド層と光ガイド層と活性層と第2クラ
ッド層と高屈折率層がこの順に積層された構造を有する
半導体発光装置であって、該第1クラッド層と該光ガイ
ド層の境界に1/4波長位相シフト構造を持つ回折格子
が形成され且つ該高屈折率層の屈折率は該第2クラッド
層の屈折率より大きい半導体発光装置と、〔2〕第1ク
ラッド層と光ガイド層と活性層と第2クラッド層がこの
順に積層された構造を有する半導体発光装置であって、
該第1クラッド層と該光ガイド層の境界に回折格子が形
成され且つ該第2クラッド層の一部に設けられた該第2
クラッド層の屈折率より大きい屈折率を有する高屈折率
領域により該高屈折率領域と該活性層の間の第2クラ、
ラド層の層厚が狭められている半導体発光装置により構
成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置に係り、特にTEモードの光を
発振する半導体レーザに関する。
高速の光通信において、高速変調時に安定に単一スペク
トル発振するレーザが要求されている。
このため、かかる要求に応える半導体レーザを開発する
必要がある。
〔従来の技術〕
従来、安定な単一モード発振のレーザとして。
1/4波長位相シフト構造を有する分布帰還型(DFB
)レーザが研究開発されてきている。
第4図に従来例としてかかるDFBレーザの断面図を示
す。第4図において、1は第1クラツド層、2は光ガイ
ド層、3は活性層、4は第2クラツド層、7はコンタク
ト層、81はn電極、82はp電極、91及び92は無
反射コートを表す。
第1クラッド層1と光ガイド層2の境界に1/4波長位
相シフト構造を有する回折格子が形成されている。
このDFBレーザは回折格子の位相を1/4波長だけシ
フトさせることにより単一モードの光を発振するように
したもので、TEモモ−間、或いは7Mモード間で大き
な利得差が得られるため高速変調時でも単一スペクトル
発振ができるものと期待されていた。しかし、このレー
ザはTEモモ−間、或いは7Mモード間で大きな利得差
が得られるものの、TEモードと7Mモードの間では利
得差が小さいので、高速変調時に7Mモードを抑制する
ことができず、7Mモードが瞬間的に発生して、ファイ
バ伝送時にエラーが発生するといった問題があった。
〔発明が解決しようとする課題] 従って、7Mモードを確実に抑えることのできる1/4
波長位相シフト型のDFBレーザの実現が強く要求され
ている。
本発明は、7Mモードを抑え安定なTEモードの単一ス
ペクトルの光を発振する1/4波長位相シフト型のDF
Bレーザとして、 〔1〕回折格子に1/4波長位相シ
フト構造を有するDFBレーザと、〔2〕クラッド層の
一部に1/4波長位相シフトを生じる構造を有するDF
Bレーザを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段] 第1図及び第3図は本発明の実施例である。それらの図
を参照しながら上記課題を解決するための手段について
説明する。
上記課題は、〔l〕第1クラッド層1と光ガイド層2と
活性層3と第2クラッド層4と高屈折率層5がこの順に
積層された構造を有する半導体発光装置であって、該第
1クラッド層1と該光ガイド層2の境界に1/4波長位
相シフト構造を持つ回折格子が形成され且つ該高屈折率
層5の屈折率は該第2クラッド層4の屈折率より大きい
半導体発光装置と、〔2〕第1クラッド層1と光ガイド
層2と活性層3と第2クラッド層4がこの順に積層され
た構造を有する半導体発光装置であって。
該第1クラッド層1と該光ガイドN2の境界に回折格子
が形成され且つ該第2クラッド層4の一部に設けられた
該第2クラッド層4の屈折率より大きい屈折率を有する
高屈折率領域6により該高屈折率領域6と該活性層3の
間の第2クランド層4の層厚が狭められている半導体発
光装置によって解決される。
〔作用] 本発明では放射モード型の導波路がTEモードの光より
も7Mモードの光に大きな損失を与えることを利用して
7Mモードの光を抑制するようにしている。
第2図に本発明による放射モード型導波路構造を有する
DFBレーザの縮方向(レーザ光の出射方向に垂直な方
向)の屈折率分布と発光強度を示す。この導波路は活性
層3に接する第2クラッド層4内に活性層3に近づけて
第2クラッド層4の屈折率より大きい屈折率を持つ高屈
折率層5或いは高屈折率領域6を設けており、この高屈
折率層5或いは高屈折率領域6により導波路は放射モー
ド型となる。即ち、第2クラッド層4と高屈折率層5或
いは高屈折率領域6の境界で光は屈折と反射を生じるが
、TEモードの光の反射率は7Mモードの光の反射率よ
り大きいのでTEモードの光は導波路内に閉じ込められ
7Mモードの光は導波路の外部に放射する割合が大きく
なる。
それゆえ、この放射モード型導波路は7Mモードの光に
大きな損失を与えて7Mモードの光を抑制し、TEモー
ドの単一スペクトル発振を維持するように作用する。
なお、第2クラッド層4の一部に設けられた高屈折率領
域6により高屈折率領域6と活性層3の間の第2クラッ
ド層4の層厚が狭められている場合はそこを通過する光
の伝播定数が変化し、その長さを選択することにより1
/4波長位相シフトを与えることが可能となる。
〔実施例〕
以下1本発明の実施例について説明する。
第1図は実施例■である。第1図において、1は第1ク
ラツド層、2は光ガイド層、3は活性層。
4は第2クラツド層、5は高屈折率層、7はコンタクト
層、81はn電極、82はp電極、91及び92は無反
射コートを表す。
第1クラッド層lから高屈折層5に至る積層構成は次の
如くである。
1、第1クラッド層 2、光ガイド層 3、活性層 4、第2クラッド層  −InP InGaAsP  λ=1.15μm InGaAsP  λ=l、3  μm厚さ0.15μ
m   InP 厚さ0.2〜0.5 μm 5、高屈折率層   1nGaAsP λ=1.2〜1.25μm 厚さ 2〜3 μm 第1クラッド層1と光ガイド層2の境界には1/4波長
位相シフト構造を持つ回折格子が形成されている。
かかる構成により、7Mモードの光の減衰係数がTEモ
ードの光の減衰係数より20〜30cm−程度大きくな
って7Mモードの光が失われ、安定なTEモードの光の
単一発振を実現することができる。
第3図に実施例■を示す。第3図中の符号は第2図中の
符号と同一のものを表し、さらに6は高屈折率領域を表
す。
第1クラッド層1から高屈折領域6に至る積層構成は次
の如くである。
1、第1クラッド層 n −1nP 2、光ガイド層   InGaAsP λ=1.15μ
m3、活性層     1nGaAsP λ=1.3 
pm厚さ0.15μm 4、第2クラッド層 I)  InP 高屈折率領域下の厚さ0.2〜0.5μm6、高屈折率
領域  1nGaAsP λ=1.2〜1.25μm 厚さ 2〜3μm 長さ 30〜60μm 本実施例では第1クラッド層1と光ガイド層2の境界に
形成されている回折格子は1/4波長位相シフト構造を
持たない。1/4波長位相シフトと同様の効果を得るた
めに、レーザの中央部に高屈折率領域6を形成し、30
〜60μmの長さにわたりその部分の有効屈折率を変化
させて光の伝播定数を変化させ、それにより光の位相を
π/2(1/4波長)だけ変化させている。
さらに、この部分を放射子−ド構造にすることにより、
7Mモードの光の損失が大きくなって7Mモードの光が
抑制され、TEモードの光の単一発振が可能となる。
なお、高屈折率層5或いは高屈折率領域6の屈折率は第
2クラッド層4より大きいことは必須であるが、活性層
3の屈折率よりは小さいことが望ましい。高屈折率層5
或いは高屈折率領域6の屈折率が大き過ぎると光吸収が
大きくなり効率が悪くなる。
両実施例とも第1クラッド層1としてn −1nP基板
またはその上に成長したn−1nP層を使用することが
でき、また、レーザ全体の導電型を本実施例と逆に構成
することもできる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に1本発明によれば、1/4波長位相シ
フトDFBレーザのTEモードと7Mモードの利得差を
大きく取って7Mモードを抑制することができるため、
高速変調時においてもTEモードの光の単一スペクトル
発振を維持することができる。
かかる半導体発光装置は、高速の光通信に寄与するとこ
ろが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例I。 第2図は導波路の屈折率分布と発光強度。 第3図は実施例H8 第4図は従来例 である。図において。 ■は第1クランド層。 2は光ガイド層。 3は活性層。 4は第2クラッド層。 5は高屈折率層。 6は高屈折率領域。 7はコンタクト層。 81は電極であってn−電極。 82は電極であってp−電極。 9192は無反射コート を表す。 つXT浴テ 3眸子シち1±−イ列 丁 大ト胞イク1」 圧 番 3 ■ *三斥ど恥7シE−’iず「ケ喧臣と季℃ちうbシ1≧
、iミε第 2 乙 従 七ト5 イナリ 寥 4 ■

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔1〕第1クラッド層(1)と光ガイド層(2)と活性
    層(3)と第2クラッド層(4)と高屈折率層(5)が
    この順に積層された構造を有する半導体発光装置であっ
    て、該第1クラッド層(1)と該光ガイド層(2)の境
    界に1/4波長位相シフト構造を持つ回折格子が形成さ
    れ且つ該高屈折率層(5)の屈折率は該第2クラッド層
    (4)の屈折率より大きいことを特徴とする半導体発光
    装置。 〔2〕第1クラッド層(1)と光ガイド層(2)と活性
    層(3)と第2クラッド層(4)がこの順に積層された
    構造を有する半導体発光装置であって、該第1クラッド
    層(1)と該光ガイド層(2)の境界に回折格子が形成
    され且つ該第2クラッド層(4)の一部に設けられた該
    第2クラッド層(4)の屈折率より大きい屈折率を有す
    る高屈折率領域(6)により該高屈折率領域(6)と該
    活性層(3)の間の第2クラッド層(4)の層厚が狭め
    られていることを特徴とする半導体発光装置。
JP63250492A 1988-10-04 1988-10-04 半導体発光装置 Pending JPH0298186A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0668642A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0668642A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser
US5790581A (en) * 1994-02-18 1998-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Oscillation polarization mode selective semiconductor laser, light transmitter and optical communication system using the laser

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