JPH03147386A - 変調器付き分布帰還型半導体レーザ - Google Patents

変調器付き分布帰還型半導体レーザ

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JPH03147386A
JPH03147386A JP28490389A JP28490389A JPH03147386A JP H03147386 A JPH03147386 A JP H03147386A JP 28490389 A JP28490389 A JP 28490389A JP 28490389 A JP28490389 A JP 28490389A JP H03147386 A JPH03147386 A JP H03147386A
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JP
Japan
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layer
modulator
light
distributed feedback
laser oscillation
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Application number
JP28490389A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Sekiguchi
芳信 関口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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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
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0265Intensity modulators
    • 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
    • H01S5/1228DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、変調器付き分布帰還型半導体レーザに関する
[従来の技術] 従来の変調器付き分布帰還型半導体レーザは、Elec
tron、 Lett、 、 Vol、 25.334
 (1989)等に記載されているように、変調器の光
吸収層が、分布帰還型半導体レーザ部(以下、DFB−
LD部と称す)の活性層で発生した光を吸収可能とする
ために、該活性層とは異なる材料もしくは組成で構成さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術では、DFB−LD部と
変調器とで構造が異なるものとなっているので、素子作
製において、選択成長を含む3回以上の結晶成長が必要
となり、作製工程が複雑で歩留りが低く、コストが高い
という欠点がある。
本発明は、上記従来の技術の有する欠点に鑑みてなされ
たもので、製造が容易で、効率のよいレーザ発振および
変調が行なえる変調器付き分布帰還型半導体レーザな提
供することを目的とするや [課題を解決するための手段] 本発明の変調器付き分布帰還型半導体レーザは、 活性層と光ガイド層とがセパレート層を挟んで積層され
、さらに、該光ガイド層上に光吸収層が積層された、レ
ーザ発振部と変調器とが、同一基板上で光の伝搬方向に
、分離溝を挟んで配置され、 前記レーザ発振部には、前記光ガイド層と光吸収層にわ
たって、光の伝搬方向に沿って、回折格子が形成されて
おり、 さらに、前記レーザ発振部と変調器に対して独立駆動を
可能とする1に極を有するものであり、また、活性層と
内部に光吸収層が設けられた光ガイド層とがセパレート
層を挟んで積層された、レーザ発振部と変調器とが同一
基板上で光の伝搬方向に、分離溝を挟んで配置され、 前記レーザ発振部には、前記先ガイド層に回折格子が形
成さねており、 さらに、前記レーザ発振部と変調器に対して独立駆動を
可能とする電極を有するものである。
[作用] レーザ発振部に電流を注入すると、活性層において光が
放出され、その光が回折格子で反射してレー・ザ発振が
起る。発振したレーザ光は光ガイド石を透過して変調器
を経て外部へ出射される。
レーザ光は、光ガイド層を透過する際、光ガイド層上に
積層された光吸収層、あるいは光ガイド層の内部に設け
られた光吸収層によって吸収されるが、その吸収量は、
変調器に電圧を印加することによって変化するので、変
調器へ印加する電圧を変化させることでレーザ光の変調
を行なうことができる。また、レーザ発振部と変調器は
、分離溝により分離されているので、それらの電気的な
相互作用は遮断される。
〔実施例] 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の変調器付き分布帰還型半導体レーザの
一実施例を示す断面図である。
本実施例では、下面に共通電極1が取付けられた基板2
上に、バッファN3とクラッド層4が順に積層され、さ
らに、クラッドN4上には、光の伝搬方向に、分離溝1
2を挟んで、回折格子14を備えた分布帰還型レーザ発
振部20と変調器30とが配置されている。
分布帰還型レーザ発振部20と変調器30は、同様なM
構成で、それぞれ、前述のクラッド層4側から、活性N
5、セパレートN6、光ガイド層7、光吸収層8、クラ
ッドN9およびキャップ層10が順に積層されたもので
あり、さらに、キャップ層10上には、分布帰還型レー
ザ発振部20と変調器30にそれぞれ独立駆動を可能と
16電極11.13が設けられている。
分布帰還型レーザ発振部20と変調器3oの間に形成さ
れている分離溝12は、本実施例ではその深さがクラッ
ド層9の一部に達するもので、電極11.13を介して
分布帰還型レーザ発振部20および変調器30における
電気的な相互作用を遮断する。この分離溝12により、
電極11.13、キャップ層10およびクラット層9の
一部については分布帰還型レーザ発振部20と変調器3
0とで分割されることになるが、その他の光吸収層8、
光ガイド層7、セパレート層6および活性層5について
は分布帰還型レーザ発振部20と変調器30とに連続す
るものとなっている。さらに、光吸収層8および光ガイ
ド層7については、それら双方にわたって分布帰還型レ
ーザ発振部20に対応する領域で回折格子14が形成さ
れており、その領域では、光吸収層8は回折格子14の
凸部にわずかに残るのみとなっている。
ここで、分布帰還型レーザ発振部20および変調器30
を構成する各層の組立構造を表1に示す。
表】 本実施例の変調器付き分布帰還型半導体レーザを作製す
る場合、第1回目の結晶成長により光吸収層8まで成膜
した後、分布帰還型レーザ発振部20の領域に、回折格
子14を形成する。そし7て、第2回目の結晶成長によ
りクラッドN9おJ。
びキャップ層10を形成して成膜を終了する。
このように、活性層5および光吸収N6を、それぞれ分
布帰還型レーザ発振部20と変調器30とで同一構造ど
することで、2回の結晶成長で素子を作製可能となる。
上述のような構成の変調器付き分布帰還型半導体レーザ
では、変調器30を若干順バイアスに保持した状態で、
分布帰還型レーザ発振部20を順バイアス状態にして発
振しきい値以上の電流を注入すると、分布帰還型し〜ザ
発振部20の領域の活性層5において電子と正孔とが結
合して光が放出され1回折格子14で反射してレーザ発
振が起る0発振したレーザ光は変調器30の光ガイド層
7を導波して出射される。レーザ光は、光ガイド層7を
導波する際、光ガイド層7上に積層されている吸収層8
によって吸収される可能性があるが、ここでは、分布帰
還型レーザ発振部20においては、前述のように吸収層
8が回折格子I4の凸部にわずかに残っているだけなの
で影響は少なく、また、変調器30側では順バイアスを
印加することにより、吸収損失分が補償されている。
次に、分布帰還型レーザ発振部20のレーザ発振状態を
保持したまま、変調器30を零または逆バイアス状態に
することにより、補償されていた吸収損失分が補償され
なくなる。このため、分布帰還型レーザ発振部20で発
振して光ガイド層7を導波するレーザ光は変調器30の
活性N5および吸収N8で吸収され、出力光は変調され
る。
また、光吸収層8を、多重量子井戸構造(MQW構造)
とした場合、量子シュタルク効果(Quant−umn
−Confined 5tark Effect)によ
る、光の吸収端のシフトを利用した吸収量が大きなもの
となるため、変調度の高い変調器を構成することができ
る。
さらに、光を放出する活性M5と光を吸収オる光吸収層
8とが光ガイド層7およびセパレート6を挟んで積層さ
れているので、活性層5は薄く、また、光吸収H8は厚
く形成することが可能となり、低発振しきい値で高変調
度の変調器付き分布帰還型半導体レーザな構成すること
ができる。
次に、本発明の他の実施例について第2図を参照して説
明する。
第2図は吸収層8を光ガイド層7内に設けた場合の例を
示す断面図であり、その他の層構成は前述の第1図に示
した実施例と同様である。
この場合、レーザ光が透過する光ガイド層7の内部の光
強度の比較的強い位置に、吸収層8をル)置し、その光
ガイド層70分布帰還型レーザ発振部20に対応する領
域に回折格子14を形成する。
このような構成により、前述と同様にして分布帰還型レ
ーザ発振部20で発振したレーザ光が光ガイド層7を透
過する際、吸収層8による光の吸収量が増大し、出力光
の消光比は大きなものとなる。
〔発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
(1)活性層および光吸収層を、それぞれレーザ発振部
と変調器とで同一構造にすることにより、レーザ発振部
と変調器とを同−層構造で形成することができ、作製工
程の簡略化が達成され、歩留りの向上およびコストの低
減が可能となる。
(2)光を放出する活性Mと光を吸収する光吸収層とが
、セパレート層を介して積層されるので、活性層を薄く
、また、光吸収層を厚く形成することが可能となり、低
発振しきい値で高変調度のデバイスを提供することがで
きる。
(3)光吸収層を光ガイド層の内部に設けた場合、光の
吸収量が増大するので、変調の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の変調器付き分布帰還型半導体レーザの
一実施例を示す断面図、第2図は本発明の他の実施例を
示す断面図である。 1・・・・・・共通電極  2・・・・・・・・・・・
・・・・基板3・・・・・・バッファ層 4.9・・・
・・・・・・クラッド層5・・・・・・活性層   6
・・・・・・・・・・・・・・・セパレート層7・・・
・・・光ガイド層 8・・・・・・・・・・・・・・・
光吸収層10・・・キャップ層 11.13・・・電極
12・・・分離層   14・・・・・・・・・・・・
回折格子20・・・分布帰還型レーザ発振部 30・・・変調器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、活性層と光ガイド層とがセパレート層を挟んで積層
    され、さらに、該光ガイド層上に光吸収層が積層された
    、レーザ発振部と変調器とが、同一基板上で光の伝搬方
    向に、分離溝を挟んで配置され、 前記レーザ発振部には、前記光ガイド層と光吸収層にわ
    たって、光の伝搬方向に沿って、回折格子が形成されて
    おり、 さらに、前記レーザ発振部と変調器に対して独立駆動を
    可能とする電極を有することを特徴とする変調器付き分
    布帰還型半導体レーザ。 2、活性層と内部に光吸収層が設けられた光ガイド層と
    がセパレート層を挟んで積層された、レーザ発振部と変
    調器とが、同一基板上で光の伝搬方向に、分離溝を挟ん
    で配置され、 前記レーザ発振部には、前記光ガイド層に光の伝搬方向
    に沿って、回折格子が形成されており、 さらに、前記レーザ発振部と変調器に対して独立駆動を
    可能とする電極を有することを特徴とする変調器付き分
    布帰還型半導体レーザ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0706243A2 (en) * 1994-09-28 1996-04-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Distributed feedback semiconductor laser and method for producing the same
WO1997035367A1 (de) * 1996-03-21 1997-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Integriert-optische laser/modulator-strahlungsquelle
JP2022506323A (ja) * 2018-11-05 2022-01-17 華為技術有限公司 外部反射戻り光耐性レーザ

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