JPH04340782A

JPH04340782A - 半導体発光装置

Info

Publication number: JPH04340782A
Application number: JP11302591A
Authority: JP
Inventors: Akira Furuya; 章古谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-27

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体発光装置に係り、
特に光ディスク等の光情報処理機器用の光源として用い
られる半導体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体レーザ装置においては、光
ディスク装置などの光源として光学系を形成する際に、
出射したレーザ光がレンズ或いは光ディスク等の表面で
その一部が反射されレーザ装置に戻されてきた。この出
射された光が反射されレーザ装置に戻ってくると、レー
ザ共振器中の光と干渉を生じ、レーザ装置の雑音が増加
する問題点があった。特に、この戻り光誘起型雑音は、
単に戻り光の強度だけでなく位相によっても、その雑音
特性が大きく変化するというやっかいな問題点を含んで
いる。

【０００３】このような戻り光の影響を低減するため、
従来、ファブリーペローレーザにおいては端面反射率を
増大させる方法などが用いられてきたが、この方法では
反射光と共に出力光までも減少することになり、外部量
子効率が高く取れないという問題があった。また、その
他に、レーザ装置の出射端に位相子としてのλ／４板を
設け、反射光の一部又は全部をレーザ出射光と角度π／
２だけ偏光面のずれた光としてしまう方法が知られてい
る。

【０００４】即ち、図１０（ａ）の出射系に示されるよ
うに、半導体レーザ装置８２から出射された光はＴＥモ
ード又はＴＭモードの直線偏光の光として得られる。そ
してこの直線偏光光を、位相子８４の主断面に対して方
位角Θで垂直に入射する。このとき、常光線と異常光線
との位相差がπ／２となるように位相子８４の長さＬを
調整しておくと、この位相のずれにより直線偏光が広義
楕円偏光となる。

【０００５】また、図１０（ｂ）の反射系に示されるよ
うに、この広義楕円偏光が例えば光ディスクのミラー表
面等の反射板８６によって反射され、再び位相子８４を
逆方向に通過して半導体レーザ装置８２に戻ってくると
、広義楕円偏光の反射光は更に位相がずれて、最初の直
線偏光と角度２Θだけ偏光面がずれた直線偏光光となる
。従って、この直線偏光の戻り光とレーザの発振光とは
偏光面が角度２Θずれているためその重なりは少なくな
るため、戻り光誘起型雑音を低減することができる。

【０００６】特に、位相子８４の主断面に対して方位角
ΘをΘ＝π／４とすることにより、直線偏光の戻り光と
レーザの発振光とは偏光面が角度２Θ＝π／２ずれるた
めに重なり合うことがなくなり、戻り光誘起型雑音を大
幅に低減することができる。とりわけ反射光位相により
雑音特性が大きく変化するという厄介な問題は解決され
、特性は大幅に改善される。但し、戻り光が１％以上と
大きい場合には、レーザ共振器内において戻り光による
誘導放出が生じるため影響が残るという問題は依然とし
てあった。

【０００７】そこで更に、図１１に示されるように、半
導体レーザ装置８２と位相子８４との間に偏光子８８を
挿入することにより、この偏光子８８を通過した最初の
直線偏光光と角度π／２だけ偏光面がずれた直線偏光の
戻り光をカットし、光アイソレータを構成することも提
案されている。この方法は、戻り光量が更に大きい場合
であってもレーザ装置の戻り光雑音を軽減することがで
きる方法として有効である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光ディスク装置などの光学系に用いられてきた位相
子や偏光子は水晶や方解石等の個別素子であり、光源と
してのレーザ装置とモノリシック集積に耐えるような小
型な物ができない問題があった。その一方で、レーザデ
ィスク装置においてベアチップ実装などヘッド部分を小
軽量化する要求は、近年更に強まっている。

【０００９】そこで本発明は、レーザ装置への戻り光に
よる雑音を低減すると共に、小型軽量化を可能にする半
導体発光装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。クラッド層によってダブルヘテロ接合された
活性層を有する半導体レーザ２の出射側に、屈折率の異
なる層に挟まれた光導波路層を有する３層スラブ導波路
４が位相子として光結合されて設けられている。この３
層スラブ導波路４は、光導波路としてよく用いられるも
のであり、例えばリッジ型をした３次元導波路である。

【００１１】このような３層スラブ導波路４では、光の
電界が光導波路層の層方向に平行なＴＥモードと光の電
界が層方向に垂直なＴＭモードとが存在し、これらのモ
ード間で伝搬定数βＴＥ、βＴＭが異なること、即ち光
が伝わる方向での等価屈折率が光電界の方向により異な
ることが知られている。そしてこの３層スラブ導波路４
の光導波路層の長さ、即ち導波路長Ｌが（βＴＥ−βＴＭ）Ｌ＝π／２の関係を満足させるように調整され、またその光導波路
層が半導体レーザ２の活性層と角度Θをなすように制御
されている。

【００１２】従って、図１（ａ）の出射系に示されるよ
うに、半導体レーザ２から発せられた直線偏光の光が３
層スラブ導波路４の光導波路層に入射されると、伝搬定
数の異なるＴＥモードとＴＭモードとが同時に励振され
、広義楕円偏光に変換され、出射される。次いで、３層
スラブ導波路４から出射された広義楕円偏光は、光ディ
スクに入射されると共に光ディスクのミラー表面等の反
射板６によって反射され、図１（ｂ）の反射系に示され
るように、再び３層スラブ導波路４に戻ってくる。この
とき、３層スラブ導波路４において広義楕円偏光の反射
光は更に位相がずれ、半導体レーザ２から発せられた最
初の直線偏光と角度２Θだけ偏光面がずれた直線偏光に
変換される。そしてこの直線偏光光が半導体レーザ２へ
の戻り光となる。

【００１３】従って、この直線偏光の戻り光は、半導体
レーザ２の発振光と偏光面が角度２Θずれることになる
。このとき、レーザ発振光と垂直な成分は半導体レーザ
２内の電界と重なり合わないため、半導体レーザ２にお
ける戻り光と発振光との重なりは少なくなり、戻り光誘
起型雑音を低減することができる。レーザ出射光と垂直
な成分は、レーザ装置内の電界と重なり合わないため、
この分戻り光雑音を低減する事が可能となる。

【００１４】特に、３層スラブ導波路４の光導波路層と
半導体レーザ２の活性層とのなす角度ΘをΘ＝π／４と
なるように設定した場合、直線偏光の戻り光とレーザの
発振光とは偏光面が角度２Θ＝π／２ずれることになる
ため、互いに重なり合うことがなくなり、戻り光誘起型
雑音を低減する効果は特に著しくなる。

【００１５】

【作用】以上のように、本発明では導波路の作用により
光を楕円偏光に変換するため、従来のように位相子材料
自身が複屈折を持つ必要はない。従って、後で実施例に
示すようにガラスや半導体などそれ自身複屈折を示さな
い、通常の半導体デバイス製作に用いる材料をそのまま
用いて製作が可能となる。導波路としては、光を透過す
る材料であれば何でも用いることができることとなる。

【００１６】また、この導波路長Ｌをできるだけ小さく
し小型軽量化を図るためにはＴＥ、ＴＭモードの伝搬定
数差（βＴＥ−βＴＭ）をできるだけ大きくすればよい
。このためには、コア層とクラッド層の屈折率差を大き
く取ること、横方向、縦方向での導波路の寸法の比を大
きく取ること、適宜、ガイド層を層構造に加える等の設
計方法を取り得ることは、導波路技術者には自明のこと
であろう。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。まず、本発明の第１の実施例による半導体発光
装置を図２を用いて説明する。本実施例は、光導波路と
してガラス導波路を用い、このガラス導波路を半導体レ
ーザと同一の基板上にモノリシック集積したものである
。これら半導体レーザ及びガラス導波路をそれぞれ説明
するために、半導体レーザが形成された基板上にガラス
導波路が形成される前後を、それぞれ図２（ａ）、（ｂ
）の斜視図に示す。

【００１８】半導体レーザ１２は、図２（ａ）に示され
るように、ｎ−ＧａＡｓ基板１４上に、ｎ−ＡｌＧａＡ
ｓ下部クラッド層１６、ＧａＡｓ活性層１８、ｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ上部クラッド層２０及びｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層２２が順に積層され、ＧａＡｓ活性層１８がｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ上部クラッド層２０とｎ−ＡｌＧａＡｓ下部
クラッド層１６とに上下を挟まれてダブルヘテロ接合さ
れている。また、これらｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２
、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層２０及びＧａＡｓ活
性層１８の両側には、高抵抗のＡｌＧａＡｓ電流狭窄層
２４が形成されている。更に、図示しないが、ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層２２上にはｐ側電極が、ｎ−ＧａＡｓ
基板１４裏面にはｎ側電極がそれぞれ形成されている。

【００１９】また、ガラス導波路２６は、図２（ｂ）に
示されるように、ｎ−ＧａＡｓ基板１４上並びに傾斜し
たｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層１６及びＡｌＧａＡ
ｓ電流狭窄層２４上に、屈折率ｎ１　のガラス層２８、
屈折率ｎ１よりも大きい屈折率ｎ２　のガラス導波路層
３０、屈折率ｎ１　のガラス層３２が順に積層され、ガ
ラス導波路層３０がより屈折率の小さいガラス層３２、
２８に上下を挟まれている。勿論、このガラス導波路層
３０と半導体レーザ１２のＧａＡｓ活性層１８とは、光
軸を同じくして光結合されている。また、これらのガラ
ス層２８、３２及びガラス導波路層３０は、通常のスパ
ッタ法により容易に積層形成される。

【００２０】尚、ｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層１６
及びＡｌＧａＡｓ電流狭窄層２４が予め傾斜加工してお
くのは、ガラス導波路層３０が半導体レーザ１２のＧａ
Ａｓ活性層１８と角度Θ＝π／４をなすようにするため
である。また、屈折率の小さいガラス層２６、２８に上
下を挟まれたガラス導波路層３０は、２つの折れ曲がり
により、３次元導波路構造となっている。

【００２１】このように本実施例によれば、位相子とし
て、半導体レーザ１２と接続が容易であり、同一のｎ−
ＧａＡｓ基板１４上にモノリシック集積が可能なガラス
導波路２６を用いることにより、半導体レーザ１２から
発せられた直線偏光の光がこのガラス導波路２６のガラ
ス導波路層３０に角度Θ＝π／４で入射してＴＥモード
とＴＭモードとを同時に励振し、ＴＥ、ＴＭモードの伝
搬定数βＴＥ、βＴＭが異なることを利用して、λ／４
板と同様の位相子作用を行わせることができる。

【００２２】従って、ガラス導波路２６のガラス導波路
層３０の長さ、即ち導波路長Ｌを（βＴＥ−βＴＭ）Ｌ＝π／２の関係を満足させるように調整することにより、半導体
レーザ１２からの直線偏光の発振光を円偏光に変換し、
またこの円偏光の反射光を半導体レーザ１２の発振光と
偏光面が角度π／２だけずれた直線偏光の戻り光に変換
することができるため、戻り光誘起型雑音を低減するこ
とができる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例による半導体
発光装置を図３を用いて説明する。本実施例では、上記
第１の実施例が光導波路としてガラス導波路を用いたの
に対し、半導体導波路を用いていること、及び半導体レ
ーザとして内部反射型レーザ、例えばＤＦＢレーザを用
いていることに特徴がある。ＤＦＢレーザ及び半導体導
波路をそれぞれ説明するために、ＤＦＢレーザが形成さ
れた基板上に半導体導波路が形成される前後を、それぞ
れ図３（ａ）、（ｂ）の斜視図に示す。

【００２４】ＤＦＢレーザ３４は、図３（ａ）に示され
るように、ｎ−ＩｎＰ基板３６上に、回折格子を介して
バンドギャップ波長λ＝１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰガ
イド層３８が積層され、更にバンドギャップ波長λ＝１
．５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層４０、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４２、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４４が積
層されている。また、これらｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層４４、ｐ−ＩｎＰクラッド層４２及びＩｎＧａＡ
ｓ活性層４０の両側には、高抵抗のＩｎＰ電流狭窄層４
６が形成されている。更に、図示しないが、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層４４上にはｐ側電極が、ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板３６裏面にはｎ側電極がそれぞれ形成されている
。

【００２５】また、半導体導波路４８は、図３（ｂ）に
示されるように、傾斜したｎ−ＩｎＰ基板３６上に、Ｉ
ｎＰ高抵抗層５０、バンドギャップ波長λ＝１．３μｍ
のＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２及びＩｎＰ高抵抗層５４
が順に積層され、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２がより屈
折率の小さいＩｎＰ高抵抗層５４、５０に上下を挟まれ
ている。尚、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２の屈折率は３
以上と、他の光学材料と比べて遥かに大きい。そしてこ
れらのＩｎＰ高抵抗層５４、５０ガラス層及びＩｎＧａ
ＡｓＰ導波路層５２は、通常の液相成長法により容易に
積層形成されると共に、図３（ｂ）に示されるように、
表面平坦化を行うことができる。

【００２６】尚、本実施例で、半導体レーザとしてＤＦ
Ｂレーザ３４を用いたのは、上記第１の実施例の場合と
異なり、位相子として半導体導波路４８との境界に反射
端面が形成されないため、内部反射型レーザであること
が必要となったからである。従って、内部反射型であれ
ばＤＦＢレーザに限定されない。このように本実施例に
よれば、位相子として、ＩｎＰ系ＤＦＢレーザ３４とマ
ッチングがよく、他の光学材料と比べて屈折率が著しく
大きいＩｎＰ系半導体材料で形成される半導体導波路４
８を用いることにより、上記第１の実施例と同様の効果
を奏することができると共に、λ／４板と同様の位相子
作用を行わせるに必要な導波路長Ｌを短くすることが可
能となる。従って、半導体発光装置の小型化に寄与する
ことができる。また、半導体導波路４８が容易に表面平
坦化した構造になるため、装置としての取扱いも便宜で
ある。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例による半導体
発光装置を図４を用いて説明する。図４は本実施例によ
る半導体発光装置を示す斜視図である。尚、上記図３の
半導体発光装置と同一の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。上記第２の実施例のように光導波路
として半導体導波路を用いていることにより、導波路部
に付加的な機能を持たせることが可能となる。上記第１
及び第２の実施例では、光導波路がＴＥ、ＴＭ偏光に対
してπ／２の位相差を与えるものとしてきたが、常にこ
のように正確な位相差を与えるためには、発振波長、導
波路長などを厳密に制御する必要があり、実際の製作は
かなり難しい。そこで本実施例は、π／２の位相差を電
気的に調整できるようにするため、半導体導波路にｐｎ
構造を形成し、更にこの半導体導波路に電流注入用の電
極を設けていることに特徴がある。

【００２８】即ち、ｎ−ＩｎＰ基板３６上にＤＦＢレー
ザ３４が形成されているのは上記図３と同様であるが、
図４に示されるように、半導体導波路４８において、バ
ンドギャップ波長λ＝１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ導波
路層５２を挟む半導体層に不純物が添加され、それぞれ
ｎ−ＩｎＰ層５０ａ及びｐ−ＩｎＰ層５４ａとなってい
る。そしてｐ−ＩｎＰ層５４ａ上にはｐ側電極５６が、
ｎ−ＩｎＰ基板３６裏面にはｎ側電極（図示せず）がそ
れぞれ形成されている。また、ＤＦＢレーザ３４と半導
体導波路４８との間には、互いを電気的に分離するため
に、高抵抗ＩｎＰ素子分離部６０が設けられている。

【００２９】このように本実施例によれば、図中の矢印
に示されるように、ｐ−ＩｎＰ層５４ａからｎ−ＩｎＰ
層５０ａへ電流を流してＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２に
注入することにより、ＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２のキ
ャリア密度を変化させてその屈折率を変化させることが
できるため、ＴＥ、ＴＭモードの伝搬定数差を変化させ
て、位相差を電気的に制御することができる。従って、
ＴＥ、ＴＭ偏光に対して所望の位相差π／２に高精度に
調整することができる。

【００３０】次に、本発明の第４の実施例による半導体
発光装置を図５を用いて説明する。図５は本実施例によ
る半導体発光装置を示す斜視図である。尚、上記図４の
半導体発光装置と同一の構成要素には同一の符号を付し
て説明を省略する。上記第３の実施例はＩｎＧａＡｓＰ
導波路層５２に電流を注入してその屈折率を変化させる
ことにより、位相差を電気的に制御したが、この場合、
電流注入による発熱が問題となる。そこで本実施例は、
π／２の位相差を電気的に調整するために、光導波路層
に逆バイアスを加えることによりこの問題を解決したも
のである。

【００３１】即ち、ｎ−ＩｎＰ基板３６上にＤＦＢレー
ザ３４が形成され、またｐ−ＩｎＰ層５４ａ上にはｐ側
電極５６が形成され、更にＤＦＢレーザ３４と半導体導
波路４８との間に高抵抗ＩｎＰ素子分離部６０が設けら
れているのは上記図４と同様であるが、図５に示される
ように、ｎ−ＩｎＰ層５０ａとｐ−ＩｎＰ層５４ａとに
挟まれた半導体導波路層には、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａ
ＡｓＰ層と厚さ１０ｎｍのＩｎＰ層とが交互に積層され
て量子井戸構造をなしているＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ量
子井戸導波路層５２ａが用いられている。ここで、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ導波路層５２の代わりにＩｎＧａＡｓＰ／Ｉ
ｎＰ量子井戸導波路層５２ａを用いたのは、量子井戸層
が小さいバイアス変化によって大きな屈折率変化が得ら
れることが知られており、位相差の調整範囲を増大させ
るのに有効だからである。

【００３２】このように本実施例によれば、ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ＩｎＰ量子井戸導波路層５２ａに逆バイアスを印
加することにより、発熱を生じることなく、ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ＩｎＰ量子井戸導波路層５２ａの屈折率を変化さ
せることができるため、ＴＥ、ＴＭモードの伝搬定数差
を変化させて、位相差を電気的に制御して、ＴＥ、ＴＭ
偏光に対して所望の位相差π／２に高精度に調整するこ
とができる。

【００３３】次に、本発明の第５の実施例による半導体
発光装置を図６を用いて説明する。図６（ａ）は本実施
例による半導体発光装置を示す斜視図、図６（ｂ）はそ
のＤＦＢレーザと半導体導波路との間の素子分離部分を
示す拡大斜視図である。尚、上記図５の半導体発光装置
と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３４】本実施例は、上記第４の実施例の素子分離
部分に偏光子を組み込んだものである。即ち、ＤＦＢレ
ーザ３４と半導体導波路４８との間には、素子分離用溝
６１が形成され、互いに電気的に分離されている。そし
てこの素子分離用溝６１上にはＳｉＯ２　膜６２が形成
され、またこのＳｉＯ２　膜６２上には、多数の平行に
配列された金属ストライプ６４がＤＦＢレーザ３４の発
振光の偏光方向とは垂直方向に形成されている。更に、
この金属ストライプ６４はパッシベイション用のＳｉＯ
２　膜６６によって覆われている。この金属ストライプ
構造により、金属偏光子６８が形成されている。尚、こ
の金属偏光子６８は、金属の付着だけで偏光子が形成で
きるため、モノリシック集積用の偏光子として特に優れ
ているものとしてよく知られている。

【００３５】このように本実施例によれば、ＤＦＢレー
ザ３４と半導体導波路４８との間に金属偏光子６８を挿
入することにより、この金属偏光子６８を通過した最初
の直線偏光光と角度π／２だけ偏光面がずれた直線偏光
の戻り光をカットすることができる光アイソレータを構
成するため、高反射の戻り光に対しても対応することが
でき、ＤＦＢレーザ３４の戻り光雑音を有効に軽減する
ことができる。

【００３６】尚、本実施例においては、ＤＦＢレーザ３
４を用いたが、素子分離用溝６１によって反射端面が形
成されるため、内部反射型レーザに限定されない。次に
、本発明の第６の実施例による半導体発光装置を図７及
び図８を用いて説明する。本実施例では、上記第１の実
施例に用いた半導体レーザが量子井戸構造を有している
ことに特徴がある。この量子井戸レーザを説明するため
に、量子井戸レーザが形成された基板上に半導体導波路
が形成される前後をそれぞれ図７（ａ）、（ｂ）の斜視
図に示し、更に量子井戸レーザの断面を図８に示す。尚、上記図２の半導体発光装置と同一の構成要素には同
一の符号を付して説明を省略する。

【００３７】ここで量子井戸構造とは、バンドギャップ
の大きな材料でバンドギャップの小さな材料をはさみこ
んだ構造で、小さなバンドギャップの材料の膜厚が、そ
の材料におけるキャリアのドブロイ波長以下、通常３０
ｎｍ以下であるものをいう。即ち、図７（ａ）及び図８
に示されるように、ｎ−ＧａＡｓ基板１４上のｎ−Ａｌ
０．４　Ｇａ０．６　Ａｓ下部クラッド層１６ａとｐ−
Ａｌ０．４　Ｇａ０．６　Ａｓ上部クラッド層２０ａと
の間に、厚さ８ｎｍのＧａＡｓ層７０ａとＡｌ０．３　
Ｇａ０．７Ａｓ層７０ｂとがそれぞれ３層及び２層、交
互に積層されて量子井戸構造をなしているＧａＡｓ／Ａ
ｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓ量子井戸活性層７０が設け
られ、量子井戸レーザ７２を形成している。

【００３８】また、ガラス導波路２６は、図７（ｂ）に
示されるように、上記第１の実施例の場合と全く同様で
ある。このように本実施例によれば、半導体レーザの活
性層にＧａＡｓ／Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓ量子井
戸活性層７０を用いて量子井戸レーザ７２とすることに
より、レーザ動作の基本となる放射性再結合を支配する
マトリックスに異方性が生じ、ＴＥモードのみ選択的に
誘導放出ゲインを生じてＴＭモードには誘導放出ゲイン
が生じないため、上記第５の実施例においてレーザと光
導波路との間に偏光子を挿入した場合と同様の効果を奏
し、量子井戸レーザ７２からの発振光の偏光面をガラス
導波路２６によって角度π／４だけずらすことにより、
偏光面が角度π／２だけずれた直線偏光の戻り光とする
ことができる。そしてこのような戻り光はレーザ共振器
光電界と干渉しないのみならず、戻された光には誘導放
出が生じないため、戻り光量が多い場合にも影響を受け
ず、広い戻り光量範囲について安定して戻り光雑音を軽
減することができる。

【００３９】尚、本実施例においては、光導波路として
上記第１の実施例と同様のガラス導波路２６を用いたが
、勿論、上記第２乃至４の実施例と同様の半導体導波路
４８を用いてもよい。また、モノリシック集積化を考慮
しなければ、位相子として必ずしも光導波路層を用いる
必要はなく、水晶や方解石等の個別素子を位相子として
組み合わせても、従来のレーザ装置に偏光子及び位相子
を組み合わせたものよりは偏光子を必要としない分だけ
有用である。

【００４０】次に、本発明の第７の実施例による半導体
発光装置を図９を用いて説明する。本実施例では、上記
第６の実施例の量子井戸レーザの代わりに、量子細線レ
ーザを用いることに特徴がある。この量子細線レーザを
説明するために、その斜視図を図９に示す。ここで量子
細線とは、量子井戸の概念を拡張し、バンドギャップの
大きな材料でバンドギャップの小さな材料を２方向から
挟み込んだ細線状の形状を有し、細線断面の縦、横の寸
法が各々キャリアのドブロイ波長以下、通常３０ｎｍ以
下であるものをさす。即ち、図８に示されるように、ｎ
−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ下部クラッド層７４、
ｎ−Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓガイド層７６及びｐ
−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ上部クラッド層７８が
順に積層されている。そしてｎ−Ａｌ０．３　Ｇａ０．
７　Ａｓガイド層７６とｐ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５
Ａｓ上部クラッド層７８との間に、縦及び横の寸法が各
々３０ｎｍ以下のＧａＡｓ細線８０が光の進行方向と垂
直方向に複数本設けられ、量子細線構造を形成している
。

【００４１】このように本実施例によれば、半導体レー
ザの活性層に光の進行方向と垂直方向に複数本のＧａＡ
ｓ細線８０が延存した量子細線構造を形成して量子細線
レーザとすることにより、量子井戸レーザを用いた場合
と同様に、ＴＥモードのみにゲインが生じるという誘導
放出ゲインの異方性を実現することができ、従って上記
第６の実施例の場合と同様に広い戻り光量範囲について
安定して戻り光雑音を軽減する効果を奏することができ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クラッド
層によってダブルヘテロ接合された活性層を有する半導
体レーザと、前記半導体レーザに光結合され、２つの偏
光の間に位相差を与える位相子とを有する半導体発光装
置において、位相子が活性層と角度Θをなして設けられ
、伝搬定数の異なる２つ以上の伝搬モードを有する所定
の長さの光導波路層であり、半導体レーザから発せられ
た直線偏光の光が光導波路層によって伝搬定数の異なる
２つの伝搬モードに同時に励振されることにより、広義
楕円偏光に変換されて出射されるため、その広義楕円偏
光の反射光は更に位相がずれて最初の直線偏光と角度２
Θだけ偏光面がずれた直線偏光光が半導体レーザへの戻
り光となり、従って半導体レーザにおける戻り光と発振
光との重なりが少なくなって戻り光誘起型雑音を低減す
ることができる。

【００４３】また、位相子として光導波路を用いること
により、半導体レーザと同一の基板上にモノリシック集
積することができ、小型軽量化を実現することができる
。更に、光導波路として半導体導波路を用いることによ
り、また半導体レーザとして量子井戸レーザ又は量子細
線レーザを用いることにより、高性能化を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の第１の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図である。

【図４】本発明の第３の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図である。

【図５】本発明の第４の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図である。

【図６】本発明の第５の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図である。

【図７】本発明の第６の実施例による半導体発光装置を
示す図である。

【図８】図７の半導体発光装置の量子井戸レーザを示す
断面図である。

【図９】本発明の第７の実施例による半導体発光装置の
量子細線レーザを示す斜視図である。

【図１０】従来の半導体発光装置を説明するための図で
ある。

【図１１】従来の半導体発光装置を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１２…半導体レーザ１４…ｎ−ＧａＡｓ基板１６…ｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層１６ａ…ｎ−Ａ
ｌ０．４　Ｇａ０．６　Ａｓ下部クラッド層１８…Ｇａ
Ａｓ活性層２０…ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層２０ａ…ｐ−Ａ
ｌ０．４　Ｇａ０．６　Ａｓ上部クラッド層２２…ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層２４…ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層２６…ガラス導波路２８、３２…ガラス層３０…ガラス導波路層３４…ＤＦＢレーザ３６…ｎ−ＩｎＰ基板３８…ＩｎＧａＡｓＰガイド層４０…ＩｎＧａＡｓＰ活性層４２…ｐ−ＩｎＰクラッド層４４…ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４６…ＩｎＰ電
流狭窄層４８…半導体導波路５０、５４…ＩｎＰ高抵抗層５０ａ…ｎ−ＩｎＰ層５２…ＩｎＧａＡｓＰ導波路層５２ａ…ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ量子井戸導波路層５４
ａ…ｐ−ＩｎＰ層５６…ｐ側電極５８…ｎ側電極６０…高抵抗ＩｎＰ素子分離部６１…素子分離用溝６２、６６…ＳｉＯ２　膜６４…金属ストライプ６８…金属偏光子７０…ＧａＡｓ／Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓ量子井
戸活性層７０ａ…ＧａＡｓ層７０ｂ…Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓ層７２…量子井
戸レーザ７４…ｎ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ下部クラッド
層７６…ｎ−Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓガイド層７
８…ｐ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ上部クラッド層
８０…ＧａＡｓ細線８２…半導体レーザ装置８４…位相
子８６…反射板８８…偏光子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　クラッド層によってダブルヘテロ接合
された活性層を有する半導体レーザと、前記半導体レー
ザに光結合され、そのレーザ光を位相差が与えられた２
つの偏光に分割する位相子とを有する半導体発光装置に
おいて、前記位相子が、前記活性層と角度Θをなして設
けられ、且つ伝搬定数の異なる２つ以上の伝搬モードを
有する所定の長さの光導波路層であり、前記半導体レー
ザから発せられた直線偏光の光が、前記光導波路層によ
って伝搬定数の異なる２つの伝搬モードに同時に励振さ
れることにより、広義楕円偏光に変換されて出射される
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】　　クラッド層によってダブルヘテロ接合
された活性層を有する半導体レーザと、前記半導体レー
ザに光結合され、そのレーザ光を位相差が与えられた２
つの偏光に分割する位相子とを有する半導体発光装置に
おいて、前記活性層が、量子井戸構造又は量子細線構造
をなし、前記半導体レーザから発せられた直線偏光の光
が、２つの伝搬モードの一方にのみ誘導放出ゲインを有
することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】　　請求項２記載の半導体発光装置におい
て、前記位相子が、前記活性層と角度Θをなして設けら
れ、伝搬定数の異なる２つ以上の伝搬モードを有する所
定の長さの光導波路層であり、前記半導体レーザから発
せられた直線偏光の光が、前記光導波路層によって伝搬
定数の異なる２つの伝搬モードに同時に励振されること
により、広義楕円偏光に変換されて出射されることを特
徴とする半導体発光装置。
【請求項４】　　請求項１又は３記載の半導体発光装置
において、前記活性層と前記光導波路層とのなす角度Θ
が、Θ＝π／４であり、前記半導体レーザから発せられ
た直線偏光の光が、前記光導波路層によって円偏光に変
換されて出射されることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項５】　　請求項１、３又は４のいずれかに記載
の半導体発光装置において、前記光導波路層が、屈折率
の異なる半導体層に挟まれた半導体導波路層であり、　
　前記半導体レーザが、内部反射型レーザであることを
特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】　　請求項５記載の半導体発光装置におい
て、前記半導体導波路層を挟む前記半導体層が、それぞ
れ相異なる導電型を有し、前記半導体導波路層にキャリ
アを注入するか又は逆バイアスを印加するかして、前記
半導体導波路層の屈折率を変化させることにより、出力
光の偏光状態を制御することを特徴とする半導体発光装
置。
【請求項７】　　請求項１、４乃至６のいずれかに記載
の半導体発光装置において、前記半導体レーザと前記光
導波路層との間に、偏光子を設け、前記偏光子により、
前記半導体レーザから発せられた直線偏光の光の２つの
伝搬モードのうち、一方のみを透過し、他方を透過しな
くすることを特徴とする半導体発光装置。