JPH03232290A - 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】 〔概要〕 半導体レーザに係り、特に発振波長が可変である半導体
レーザに関し。

発振波長の可変幅が大きい半導体レーザの提供を目的と
し。

半導体基板と、該半導体基板上に形成された活性領域と
位相調整領域と活性側導波路と複数の分布反射器と複数
の反射器側導波路と光スイッチとを有し、該活性領域は
活性層を有し、該複数の分布反射器はそれぞれ異なるブ
ラッグ波長を有し。

該活性領域は該位相調整領域に光接続し、該位相調整領
域は該活性側導波路に光接続し、該複数の反射器側導波
路は該複数の分布反射器に各々接続すると共に該活性側
導波路に光接続し、該光スイッチは該活性側導波路と該
複数の反射器側導波路の接続部に配置され、該光スイッ
チは該活性層から出る光を該活性側導波路から、いずれ
かの選択された反射器側導波路に導く半導体レーザによ
り構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体レーザに係り、特に発振波長が可変であ
る半導体レーザに関する。

近年の光通信の発展の中で特に重要になってきている技
術として、波長多重技術がある。これは異なった信号を
１本のファイバに乗せて伝送する技術である。この際、
多重度を大きくとるには半導体レーザの発振波長を大き
く変化させる技術が必要となってくる。

〔従来の技術〕

従来の波長可変半導体レーザとして、■分布反射型（Ｄ
ＢＲ）レーザのグレーティング部分と位相調整領域の屈
折率を注入電流で変化させるもの■分布帰還型（ＤＦＢ
）レーザへの佳人電流を光の進行方向に対して不均一に
するもの、■半導体レーザの外部においたグレーティン
グを機械的に回転させるもの１等がある。

しかし、■と■は注入電流による屈折率変化が限られて
いるため１発振波長の可変幅を太き（とれない。■は発
振波長の可変幅は大きいが、装置が大きくなってしまう
という問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、半導体レーザの外部にグレーティングを設け
ることなしに従来より広い波長範囲で発振波長を制御で
きる半導体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図乃至第３図は本発明の詳細な説明するための図で
ある。

上記課題は、半導体基ｖｉ５と、該半導体基板５上に形
成された活性領域４と位相調整領域３と活性側導波路１
６と複数の分布反射器１ａ、　ｌｂと複数の反射器側導
波路１７ａ、　１７ｂと光スイッチ２とを有し。

該活性領域４は活性層１４を有し、該複数の分布反射器
１ａ、　ｌｂはそれぞれ異なるブラッグ波長を有し。

該活性領域４は該位相調整領域３に光接続し、該位相調
整領域３は該活性側導波路１６に光接続し。

該複数の反射器側導波路１７ａ、　１７ｂは該複数の分
布反射器１ａ、　ｌｂに各々接続すると共に該活性側導
波路１６に光接続し、該光スイッチ２は該活性側導波路
１６と該複数の反射器側導波路１７ａ、　１７ｂの接続
部に配置され、該光スイッチ２は該活性層１４から出る
光を該活性側導波路１６から、いずれかの選択された反
射器側導波路に導く半導体レーザによって解決される。

〔作用〕

本発明ではブラッグ波長の異なる複数の分布反射器１ａ
、　ｌｂが形成されているので１分布反射器を選ぶこと
により発振波長を大まかに調整することことができる０
分布反射器の選択は光スイッチ２により分布反射器に接
続するいずれかの反射器側導波路を選択することにより
行うことができる。

さらに１分布反射器１ａ＋　ｌｂ及び該位相調整領域３
に流す電流を調整することにより導波路の屈折率分布を
微細に変化させ１発振波長の微細な調整を行うことがで
きる。

複数の分布反射器を使い分けることで従来よりも広い範
囲で発振波長制御が可能となる。

〔実施例〕

第１図、第２図、第３図は、それぞれ、実施例を説明す
るための平面透視図、正面断面図、側面断面図であり、
以下、これらの図を参照しながら説明する。

第１図参照 半導体基板５上に活性領域４と、それに接続する位相調
整領域３と１位相調整領域３に接続する活性側導波路１
６と２分布反射器１ａ、　ｌｂと、それに接続する複数
の反射器側導波路１７ａ、　１７ｂと、光スイッチ２が
形成される。分布反射器１ａ、　ｌｂには。

それぞれ、ピッチの異なるコルゲーション１３ａ、　１
３ｂ、が形成される。

光スイッチ２は活性領域４に接続する活性側導波路１６
と複数の反射器側導波路１７ａ、　１７ｂの接続部に形
成される。

第２図参照 第２図は第１図をＡ−Ａ面で切った正面断面図であり、
光スイッチ２の領域の断面構造が示されている。光スイ
ッチ２はガイド層６の上にクラッド層８．コンタクト層
９．ｐ側電極１１が順に形成された構造を有し１周囲は
高抵抗の電流狭窄層７でもって埋め込まれている。

第３図参照 第３図は第１図をＢ−Ｂ面で切った側面断面図である。

活性領域４では半導体基板５上に活性層１４．ｐ型クラ
ッド層１５．コンタクト層９．ｐ側電極１１が順に形成
される。

位相調整領域３では半導体基板５上にガイド層６、クラ
ッド層８．コンタクト層９．ｐ側電極１１が順に形成さ
れる。

光スイッチ２の領域では半導体基板５上にガイド層６．
クラッド層８．コンタクト層９．Ｐ側電極１１が順に形
成される。

分布反射器１ａの領域では半導体基板５の上面にコルゲ
ーション１３ａが切られ、その上にガイド層６、クラッ
ド層８．コンタクト層９．ｐ側電極１１が順に形成され
る。

分布反射器１ｂの領域も同様であるが、コルゲーション
１３ｂの形成はコルゲージぢン１３ａとは別々に露光、
エツチングを行うことにより、異なるピッチをもつよう
にする。

位相調整領域３と光スイッチ２の間の活性側導波路１６
の領域及び光スイッチ２と分布反射器１ａの間の反射器
側導波路１７ａの領域はガイド層６の上に高抵抗の電流
狭窄層７．絶縁層１２が順に形成される。

半導体基板５の下面にｎ側電極１０が形成される。

各層の材料の例を次に示す。

５、半導体基板　　ｎ　−ＩｎＰ ６、ガイド層　　　ノンドープＩｎＧａＡｓＰ７、電流
狭窄層　　高抵抗１ｎＰ ８、クラッド層　　ｐ　−１ｎＰ ９、コンタクト層　ｐ　−１ｎＧａＡｓＰ１０、　ｎ側
電極　　　ＡｕＧｅ １１、　　ｐ側電極　　　Ａｕ／Ｚｎ １２、絶縁層　　　　ＳｉＯ□ １４、活性層　　　　ノンドープＩｎＧａＡｓＰ１５、
ｐ型ガイド層　ｐ　−１ｎＰ この実施例に示した半導体レーザは、光スイッチ２に電
流を流さない時は活性層１４から出射した光は活性側導
波路１６から反射器側導波路１７ａを経て分布反射器１
ａに進み、電流を約１５０　ｍＡ流す時は光は光スイッ
チ２により全反射させられて通路が反射器側導波路１７
ｂに切り変わり１分布反射器ｌｂに導かれる。この切り
換えにより発振波長を大まかに設定することができる。

分布反射器１ａと分布反射器１ｂでは１発振波長は１０
０Å以上異なる値に設定した。

さらに細かい調整は発振している分布反射器に流す電流
と位相調整領域３に流す電流を変えることにより行うこ
とができる。その結果、それぞれの分布反射器を用いて
約１００人の範囲で変えることができた。

従って、全体として発振波長を約２００人の範囲にわた
って変えることが可能となった。

第４図は他の実施例■を説明するための平面透視図であ
る。

第１図に示した構造では光スイッチ２で全反射して反射
器側導波路１７ｂに入った光は反射器側導波路１７ｂの
中で曲げられるので損失が大きくなる。

そこで、第４図に示すように反射器側導波路１７ｂを全
反射後光を曲げない構造にすれば損失を減少させること
ができる。

第５図は他の実施例■を説明するための平面透視図であ
る。

この例では分布反射器１ａ、　ｌｂのコルゲーション１
３ａ、　１３ｂを同時に同じピッチのものを形成する。

反射器側導波路１７ｂを伝播し分布反射器１ｂに向かう
光はコルゲーション１３ｂに垂直には入射しないため、
実効的なピッチはコルゲーション１３ａとは異なること
になる。つまり２反射器側導波路１６ａと反射器側導波
路１７ｂのなす角度θを変えることにより実効的に様々
なピッチのコルゲーションを作ることができる。

第６図は他の実施例■を説明するための平面透視図であ
る。

この例は分布反射器を３箇（ｌａ、　ｌｂ、　Ｉｃ）設
けたもので、光スイッチは２箇（２ａ、　２ｂ）用いる
。このようにすれば、可変波長範囲をさらに拡大するこ
とができる。

以上述べた例は光スイッチ２として全反射型のスイッチ
を利用した例であるが、別の光スイッチを用いることも
できる。

第７図は他の実施例■を説明するための平面透視図であ
り、光スイッチとして方向性結合器型光スイッチ２ｃを
配置する例である。

さらに、利用できる分布反射器の数を増やすため、ＩＸ
ｎ型、あるいはｎｘｎ型のスイッチを利用してもよい。

また１本発明は波長可変レーザだけでなく、波長変換レ
ーザ等波長を変化させたいデバイスに応用することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、モノリシック型の
波長可変レーザにおいて２発振波長の可変幅を従来の２
倍以上とすることができる。

本発明は光通信及び光信号処理における波長多重技術に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための平面透視図。 第２図は本発明を説明するための正面断面図。 第３図は本発明を説明するための側面断面図。 第４図は他の実施例Ｉを説明するための平面透視図。 第５図は他の実施例■を説明するための平面透視図。 第６図は他の実施例■を説明するための平面透視図。 第７図は他の実施例■を説明するための平面透視図 である。 図において。 ｌａ、　ｌｂ、　ｌｃは分布反射器。 ２、２ａ、　２ｂは光スイッチ。 ２ｃは方向性結合器型光スイッチ。 ３は位相調整領域。 ４は活性領域。 ５は半導体基板。 ６はガイド層。 ７は電流狭窄層。 ８はクラッド層。 ９はコンタクト層。 １０はｎ側電極。 １１はｐ側電極。 １２は絶縁層。 １３ａ、　１３ｂ、　１３ｃはコルゲーション。 １４は活性層。 １５はｐ型クラッド層。 Ｉｃは活性側導波路。 １７ａ、　１７ｂ、　１７ｃは反射器側導波路。 犬斃例１綻明Ｔ′５ための平面ま規図 早 回 ！慶例Σ説明丁６ためｎ正面断面図 ′ｐ！謄例１説明Ｔ３たρ０側面断面図第３図 １１！の突橙例１と説明Ｔづための平両立視図箔　４　
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　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板（５）と、該半導体基板（５）上に形成され
   た活性領域（４）と位相調整領域（３）と活性側導波路
   （１６）と複数の分布反射器（１ａ、１ｂ）と複数の反
   射器側導波路（１７ａ、１７ｂ）と光スイッチ（２）と
   を有し、 該活性領域（４）は活性層（１４）を有し、該複数の分
   布反射器（１ａ、１ｂ）はそれぞれ異なるブラッグ波長
   を有し、 該活性領域（４）は該位相調整領域（３）に光接続し、
   該位相調整領域（３）は該活性側導波路（１６）に光接
   続し、該複数の反射器側導波路（１７ａ、１７ｂ）は該
   複数の分布反射器（１ａ、１ｂ）に各々接続すると共に
   該活性側導波路（１６）に光接続し、該光スイッチ（２
   ）は該活性側導波路（１６）と該複数の反射器側導波路
   （１７ａ、１７ｂ）の接続部に配置され、該光スイッチ
   （２）は該活性層（１４）から出る光を該活性側導波路
   （１６）から、いずれかの選択された反射器側導波路に
   導くことを特徴とする半導体レーザ。