JPH0316292A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0316292A JPH0316292A JP15183489A JP15183489A JPH0316292A JP H0316292 A JPH0316292 A JP H0316292A JP 15183489 A JP15183489 A JP 15183489A JP 15183489 A JP15183489 A JP 15183489A JP H0316292 A JPH0316292 A JP H0316292A
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- Japan
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- semiconductor laser
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- Pending
Links
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 14
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910008651 TiZr Inorganic materials 0.000 description 1
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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に関
するものである。
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。通常のファブリベロー型半導体レーザで
は、発振可能な縦モードに、しきい値利得差がない(波
長選択性がない)ため、発振波長は、活性層が有するゲ
インビーク波長で決定される。その活性層ゲインビーク
波長は、温度で大きく変化するため、発振波長も温度で
大きく変化した。そこで、我々は、膜厚が、その膜内波
長より充分に厚い、誘電体反射膜を、半導体レーザの光
出射端面に形成し、その誘電体反射膜の反射率波長依存
性を用いて、しきい値利得差を付加する方法を提案した
≠帛傘降奪=隼号イ。例えば、誘電体の厚さとし て、光学長9を用いると、約60”の温度範囲において
安定な発振波長を得ることができる。
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。通常のファブリベロー型半導体レーザで
は、発振可能な縦モードに、しきい値利得差がない(波
長選択性がない)ため、発振波長は、活性層が有するゲ
インビーク波長で決定される。その活性層ゲインビーク
波長は、温度で大きく変化するため、発振波長も温度で
大きく変化した。そこで、我々は、膜厚が、その膜内波
長より充分に厚い、誘電体反射膜を、半導体レーザの光
出射端面に形成し、その誘電体反射膜の反射率波長依存
性を用いて、しきい値利得差を付加する方法を提案した
≠帛傘降奪=隼号イ。例えば、誘電体の厚さとし て、光学長9を用いると、約60”の温度範囲において
安定な発振波長を得ることができる。
発明が解決しようとする課題
半導体レーザでは、高出力化のため、光出射面の反射膜
を、低反射率膜(ARコート)にする必要がある。とこ
ろが、前述した従来の技術は、光出射面をARコートに
することが出来なかった。
を、低反射率膜(ARコート)にする必要がある。とこ
ろが、前述した従来の技術は、光出射面をARコートに
することが出来なかった。
これは、次のように説明できる。誘電体反射膜の反射率
波長依存性を用いて、しきい値利得差を付加する方法で
は、しきい値利得が最小となる波長では、反射率Rは次
のようになっている。
波長依存性を用いて、しきい値利得差を付加する方法で
は、しきい値利得が最小となる波長では、反射率Rは次
のようになっている。
作用
二種類の誘電体を、屈折率nQの半導体レーザに形威し
た場合を考える。半導体レーザに近い方の誘電体の屈折
率,厚さをnl l dl 、遠い方のそれらをn2
.d2とすると,波長λ0における反射率は、次式で与
えられる。
た場合を考える。半導体レーザに近い方の誘電体の屈折
率,厚さをnl l dl 、遠い方のそれらをn2
.d2とすると,波長λ0における反射率は、次式で与
えられる。
ここで、nQ+nl は、各々、半導体レーザの材質,
誘電体膜の屈折率である。これから、わかるように、従
来の技術では、反射率の最小値は、1(1−no )/
(1+no )l”である。これは、半導体レーザと
空気で決まる反射率であり、低反射率化されていない。
誘電体膜の屈折率である。これから、わかるように、従
来の技術では、反射率の最小値は、1(1−no )/
(1+no )l”である。これは、半導体レーザと
空気で決まる反射率であり、低反射率化されていない。
課題を解決するための手段
この問題を解決するため、本発明では、ファブリペロー
型半導体レーザにおいて、レーザ光出射面に、二種類以
上の誘電体膜を形成し、それらの誘電体の厚さのうち、
少なくとも、ひとつは、誘電体内の波長より、充分大き
くする。
型半導体レーザにおいて、レーザ光出射面に、二種類以
上の誘電体膜を形成し、それらの誘電体の厚さのうち、
少なくとも、ひとつは、誘電体内の波長より、充分大き
くする。
ここで、δ,=4πn,d,/λ0,δ2=4 yc
n2d2/λo+, r ’ = (n+−no
) / (n十no ) p r”= (n2n+)/
(nz+n+) ,r”’− (1−n2)/ (1
+n2)である。今、λ0が変動し、λ0+Δλになっ
た時、δ1はΔδiだけ、変動し、 11 Δδi= 4 !t nIdI( 2, 2。+Δλ
”(i=1.2) になる。ここで、厚さd,をλo / n iより大き
くすれば、波長差Δλにより、Δδ函は、大きく変化し
、反射率も、ΔRだけ変化する。これによりしきい値利
得差Δg+h; ・・・・・・(2) =土en(1+…) 2L R L :キャビティ長 αin:内部ロス Ro :もう片端面の反射率 が生じる。このΔg+hにより、発振波長は、安定化さ
れる。一方、発振波長において、反射率Rは最大になっ
ている。その値は、例えば、d,=0.25(λo/n
l >,d2>λo/n2とすれば、 である。(3)式において、n2<nl のとき、また
は(4)式においてnl<nQのとき、R<+(1−n
o )/ (1+no )l”を示すことが出来る。
n2d2/λo+, r ’ = (n+−no
) / (n十no ) p r”= (n2n+)/
(nz+n+) ,r”’− (1−n2)/ (1
+n2)である。今、λ0が変動し、λ0+Δλになっ
た時、δ1はΔδiだけ、変動し、 11 Δδi= 4 !t nIdI( 2, 2。+Δλ
”(i=1.2) になる。ここで、厚さd,をλo / n iより大き
くすれば、波長差Δλにより、Δδ函は、大きく変化し
、反射率も、ΔRだけ変化する。これによりしきい値利
得差Δg+h; ・・・・・・(2) =土en(1+…) 2L R L :キャビティ長 αin:内部ロス Ro :もう片端面の反射率 が生じる。このΔg+hにより、発振波長は、安定化さ
れる。一方、発振波長において、反射率Rは最大になっ
ている。その値は、例えば、d,=0.25(λo/n
l >,d2>λo/n2とすれば、 である。(3)式において、n2<nl のとき、また
は(4)式においてnl<nQのとき、R<+(1−n
o )/ (1+no )l”を示すことが出来る。
このことは、低反射率膜になっていることを意味する。
なお、(3)式において、n2>n.H のとき、また
は、(ω式において、nl >nQのとき、R〉1
(1−no )/ (1+no ) l’となり、高反
射率膜に応用することもできる。
は、(ω式において、nl >nQのとき、R〉1
(1−no )/ (1+no ) l’となり、高反
射率膜に応用することもできる。
実施例
第1図(a) . (b)は、各々、本発明の一実施例
における半導体レーザ装置の端面反射率波長依存性と、
しきい値利得差の波長依存性である。用いた誘電体反射
膜は、二層であり、半導体レーザに近い層が、TiZr
O4 (屈折率1。9,光学長0.25)、遠い層がA
ezOs(屈折率1.65,光学長9.25)であり、
Ae 2 03 (7)厚さは、膜白波長より充分大き
い。キャビティ長は250μmである。また、波長78
0nmでしきい値利得が最も低い(反射率が最も高い〉
ように設計してある。第1図(a)から、発振波長にお
いて、反射率は、20%であり、ARコートになってい
ることがわかる。また、第1図から、780nmの縦モ
ードと同じしきい値利得を有する縦モードは、740n
mと820nmである。したがって、活性層のゲインピ
ークが、40nm変化するまでは、発振波長は780n
mに安定している。
における半導体レーザ装置の端面反射率波長依存性と、
しきい値利得差の波長依存性である。用いた誘電体反射
膜は、二層であり、半導体レーザに近い層が、TiZr
O4 (屈折率1。9,光学長0.25)、遠い層がA
ezOs(屈折率1.65,光学長9.25)であり、
Ae 2 03 (7)厚さは、膜白波長より充分大き
い。キャビティ長は250μmである。また、波長78
0nmでしきい値利得が最も低い(反射率が最も高い〉
ように設計してある。第1図(a)から、発振波長にお
いて、反射率は、20%であり、ARコートになってい
ることがわかる。また、第1図から、780nmの縦モ
ードと同じしきい値利得を有する縦モードは、740n
mと820nmである。したがって、活性層のゲインピ
ークが、40nm変化するまでは、発振波長は780n
m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・ペロー型半導体レーザである。後方端面には、Ah
O3/S i/Ae2 0s /Si(各光学長0
.25)形成されており、反射率94%であり、ほとん
ど反射率波長依存性を持たない。第2図は、この素子の
電流一光出力特性を示す。最大光出力80mWが得られ
ている。第3図は、この素子の波長光出力依存性を示す
。発振波長は、最小しきい値利得を有する780nm固
定されている。また第4図は、波長温度依存性を示す。
リ・ペロー型半導体レーザである。後方端面には、Ah
O3/S i/Ae2 0s /Si(各光学長0
.25)形成されており、反射率94%であり、ほとん
ど反射率波長依存性を持たない。第2図は、この素子の
電流一光出力特性を示す。最大光出力80mWが得られ
ている。第3図は、この素子の波長光出力依存性を示す
。発振波長は、最小しきい値利得を有する780nm固
定されている。また第4図は、波長温度依存性を示す。
この図から、50m.Wなる高出力において、約80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。
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。
なお、本実施例では、TiZr04とAe 203を用
いた場合について述べたが、他の誘電体材料を用いて、
本発明を実施することができる。
いた場合について述べたが、他の誘電体材料を用いて、
本発明を実施することができる。
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(a) , (b)は各々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、各縦モード
のしきい値利得差の波長依存性を示す図、第2図は本発
明を用いた素子の電流一光出力特性を示す図、第3図は
本発明を用いた素子の波長先出力依存性を示す図、第4
図は本発明を用い失素子の波長温度依存性を示す図であ
る。 第 2 図 (b) 波長(ytM) 電 L(ys.A> ;叉−J:(κ次ノ
る半導体レーザ装置の端面反射率、および、各縦モード
のしきい値利得差の波長依存性を示す図、第2図は本発
明を用いた素子の電流一光出力特性を示す図、第3図は
本発明を用いた素子の波長先出力依存性を示す図、第4
図は本発明を用い失素子の波長温度依存性を示す図であ
る。 第 2 図 (b) 波長(ytM) 電 L(ys.A> ;叉−J:(κ次ノ
Claims (2)
- (1)半導体レーザ装置の光出射面に、反射率波長依存
性を有する多層膜を形成し、その反射率波長依存性を利
用して、波長選択性を持たせた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多層膜として、誘電体
反射膜を用い、その多層膜の膜厚のうち、少なくとも、
ひとつは、その誘電体内波長よりも、厚いことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (3)
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 |
US07/494,075 US5031186A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15183489A JPH0316292A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0316292A true JPH0316292A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=15527319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15183489A Pending JPH0316292A (ja) | 1989-03-15 | 1989-06-14 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0316292A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001077456A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Sony Corp | 半導体レーザおよび光学部品用コート膜 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP15183489A patent/JPH0316292A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001077456A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Sony Corp | 半導体レーザおよび光学部品用コート膜 |
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