JPH04349682A - 結合モード型半導体レーザ - Google Patents
結合モード型半導体レーザInfo
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- JPH04349682A JPH04349682A JP12130891A JP12130891A JPH04349682A JP H04349682 A JPH04349682 A JP H04349682A JP 12130891 A JP12130891 A JP 12130891A JP 12130891 A JP12130891 A JP 12130891A JP H04349682 A JPH04349682 A JP H04349682A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力で単一波長動作
を行う結合モード型半導体レーザに関する。
を行う結合モード型半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光通信をはじめ光情報処理
、光計測等の技術分野において光源を高出力化すること
が要求される。この要望に応えて、先に、コヒーレント
光通信用の光源として、単一波長で動作させることが可
能な分布帰還（ＤＦＢ）型半導体レーザが開発された。
、光計測等の技術分野において光源を高出力化すること
が要求される。この要望に応えて、先に、コヒーレント
光通信用の光源として、単一波長で動作させることが可
能な分布帰還（ＤＦＢ）型半導体レーザが開発された。
【０００３】しかしながら、この分布帰還型半導体レー
ザを高出力動作させた場合には、そのスペクトル線幅が
狭くならないことが判り、共振器の長さを従来の分布帰
還型半導体レーザの３倍以上と長くし、また、共振器の
長さ方向に電極を分割して形成することによって制御性
を向上することが提案された。これらの改良によって、
かなりの出力の向上と狭いスペクトル線幅での動作が達
成され、半導体レーザの発振周波数（波長）を外部から
変調することができるようになった。
ザを高出力動作させた場合には、そのスペクトル線幅が
狭くならないことが判り、共振器の長さを従来の分布帰
還型半導体レーザの３倍以上と長くし、また、共振器の
長さ方向に電極を分割して形成することによって制御性
を向上することが提案された。これらの改良によって、
かなりの出力の向上と狭いスペクトル線幅での動作が達
成され、半導体レーザの発振周波数（波長）を外部から
変調することができるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
分布帰還型半導体レーザにおいては、高出力時での光出
力の制御性、スペクトル線の広い動作領域での安定な制
御性等に未だ解決できない多くの問題が残されている。
分布帰還型半導体レーザにおいては、高出力時での光出
力の制御性、スペクトル線の広い動作領域での安定な制
御性等に未だ解決できない多くの問題が残されている。
【０００５】ところで、近年、開発が急がれているコヒ
ーレント光通信用の光源として要求される特性は下記の
とおりである。１．高出力動作ができ、かつ、この高出
力の出力光を広い周波数（波長）範囲にわたって安定に
制御できること。２．単一波長で動作し、狭いスペクト
ル線幅を広い光出力範囲にわたって安定に維持できるこ
と。
ーレント光通信用の光源として要求される特性は下記の
とおりである。１．高出力動作ができ、かつ、この高出
力の出力光を広い周波数（波長）範囲にわたって安定に
制御できること。２．単一波長で動作し、狭いスペクト
ル線幅を広い光出力範囲にわたって安定に維持できるこ
と。
【０００６】したがって、本発明は、高出力光を広い周
波数範囲にわたって安定に制御することができ、あるい
は、広い光出力範囲にわたって単一波長で安定に動作す
ることができる、コヒーレント光通信等に用いられる結
合モード半導体レーザを提供することを目的とする。
波数範囲にわたって安定に制御することができ、あるい
は、広い光出力範囲にわたって単一波長で安定に動作す
ることができる、コヒーレント光通信等に用いられる結
合モード半導体レーザを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる結合モー
ド型半導体レーザにおいては、高出力で動作する半導体
レーザ部と、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半
導体レーザ部とを光学的に結合し、両者の共振器の間の
光学的結合度を制御する構成を採用した。
ド型半導体レーザにおいては、高出力で動作する半導体
レーザ部と、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半
導体レーザ部とを光学的に結合し、両者の共振器の間の
光学的結合度を制御する構成を採用した。
【０００８】また、この場合、共振器のＱ値が高く単一
波長で動作する半導体レーザ部として、特に、５００μ
ｍ以上の長さの共振器を有する分布帰還型半導体レーザ
、λ／４位相シフト型の分布帰還型半導体レーザ、ある
いは、分布帰還型半導体リングレーザを用いる構成を採
用した。
波長で動作する半導体レーザ部として、特に、５００μ
ｍ以上の長さの共振器を有する分布帰還型半導体レーザ
、λ／４位相シフト型の分布帰還型半導体レーザ、ある
いは、分布帰還型半導体リングレーザを用いる構成を採
用した。
【０００９】そしてまた、高出力動作する半導体レーザ
部と、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レ
ーザ部の共振器の間の光学的結合度を制御する手段とし
て、両者を同一の半導体基板上に集積化し、それらの間
に斜め入射導波路、あるいは、分布結合領域を形成し、
その上に制御電極を設けた構成を採用した。
部と、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レ
ーザ部の共振器の間の光学的結合度を制御する手段とし
て、両者を同一の半導体基板上に集積化し、それらの間
に斜め入射導波路、あるいは、分布結合領域を形成し、
その上に制御電極を設けた構成を採用した。
【００１０】また、高出力動作する半導体レーザと、共
振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部の
うち、少なくとも一方の半導体レーザ部の活性層として
、量子井戸構造を用いた構成を採用した。
振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部の
うち、少なくとも一方の半導体レーザ部の活性層として
、量子井戸構造を用いた構成を採用した。
【００１１】
【作用】半導体レーザをその特性に着目して分類すると
、つぎの２つのグループに分けることができる。その一
つは、発振スペクトル純度はよくないが高出力動作が可
能なグループ、他の一つは共振器のＱ値が高く、発振ス
ペクトル純度が良く単一波長で動作するが高出力動作で
きないグループである。本発明は、上記の２つのグルー
プに属する半導体レーザを連携させて双方の長所を活か
し、安定な小出力レーザの発振出力によって、高出力レ
ーザの発振スペクトルを制御しようとするものである。
、つぎの２つのグループに分けることができる。その一
つは、発振スペクトル純度はよくないが高出力動作が可
能なグループ、他の一つは共振器のＱ値が高く、発振ス
ペクトル純度が良く単一波長で動作するが高出力動作で
きないグループである。本発明は、上記の２つのグルー
プに属する半導体レーザを連携させて双方の長所を活か
し、安定な小出力レーザの発振出力によって、高出力レ
ーザの発振スペクトルを制御しようとするものである。
【００１２】また、上記の２つのグループに属する半導
体レーザを連携させることによって、高速動作可能な高
出力変調を実現するものである。上記の２つのグループ
に属する半導体レーザを連携させるためには、前記の２
つのグループに属する半導体レーザの共振器間の結合を
どのように達成するかが問題になるが、本発明では、
体レーザを連携させることによって、高速動作可能な高
出力変調を実現するものである。上記の２つのグループ
に属する半導体レーザを連携させるためには、前記の２
つのグループに属する半導体レーザの共振器間の結合を
どのように達成するかが問題になるが、本発明では、
【
００１３】（１）２つの半導体レーザを共振器が平行に
なるように近接して配置し、両共振器の間に、２つの共
振器と光学的に分布結合する領域を形成し、この分布結
合領域の屈折率を制御して、両共振器間の結合度を外部
から制御するもの、（２）２つの半導体レーザを共振器
が平行になるように近接して配置し、それらの共振器の
間を結合する導波路を形成し、この導波路の透過率を制
御して両共振器間の結合度を外部から制御するもの、の
２つの手段を採用した。
００１３】（１）２つの半導体レーザを共振器が平行に
なるように近接して配置し、両共振器の間に、２つの共
振器と光学的に分布結合する領域を形成し、この分布結
合領域の屈折率を制御して、両共振器間の結合度を外部
から制御するもの、（２）２つの半導体レーザを共振器
が平行になるように近接して配置し、それらの共振器の
間を結合する導波路を形成し、この導波路の透過率を制
御して両共振器間の結合度を外部から制御するもの、の
２つの手段を採用した。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
（第１実施例）図１（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施例の構
成説明図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）はそ
のＸ−Ｘ’線における断面図である。
成説明図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）はそ
のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【００１５】この図において、１は半導体基板、２は高
出力半導体レーザ部、３は光学的結合領域、４は単一波
長半導体レーザ部、５は第１クラッド層、６は活性層、
７は第２クラッド層、８はコンタクト層、９はｐ側電極
、１０は光学的結合層、１１は活性層、１２は埋め込み
層、１３はｎ側電極である。
出力半導体レーザ部、３は光学的結合領域、４は単一波
長半導体レーザ部、５は第１クラッド層、６は活性層、
７は第２クラッド層、８はコンタクト層、９はｐ側電極
、１０は光学的結合層、１１は活性層、１２は埋め込み
層、１３はｎ側電極である。
【００１６】本実施例の結合モード型半導体レーザにお
いては、半導体基板１の上に、第１クラッド層５、その
上に活性層６、光学的結合層１０、活性層１１を形成し
、その上に第２クラッド層７を形成して二重ヘテロ接合
とする。そしてその上に、コンタクト層８を形成し、高
出力半導体レーザ部２、光学的結合領域３、単一波長半
導体レーザ部４を除く領域を選択エッチングして除去し
、エッチングによって形成された溝部分に半絶縁性半導
体埋め込み層１２を、コンタクト層８と同じ高さになる
まで成長し、その後、高出力半導体レーザ部２、光学的
結合領域３、単一波長半導体レーザ部４の各々に電極９
を形成する。
いては、半導体基板１の上に、第１クラッド層５、その
上に活性層６、光学的結合層１０、活性層１１を形成し
、その上に第２クラッド層７を形成して二重ヘテロ接合
とする。そしてその上に、コンタクト層８を形成し、高
出力半導体レーザ部２、光学的結合領域３、単一波長半
導体レーザ部４を除く領域を選択エッチングして除去し
、エッチングによって形成された溝部分に半絶縁性半導
体埋め込み層１２を、コンタクト層８と同じ高さになる
まで成長し、その後、高出力半導体レーザ部２、光学的
結合領域３、単一波長半導体レーザ部４の各々に電極９
を形成する。
【００１７】この実施例の結合モード型半導体レーザに
おける各半導体層の組成と層厚の例を挙げると、半導体
基板１・・ｎ型ＩｎＰ基板 第１クラッド層５・・厚さが５μｍのｎ型ＩｎＰ（Ｓｎ
、１×１０１８ｃｍ−３ドープ）層 高出力半導体レーザ部２の活性層６、光学的結合領域３
の電流注入層１０、単一波長半導体レーザ部４の活性層
１１・・厚さが０．１μｍで波長が１．５５μｍの組成
のＩｎＧａＡｓＰ層 第２クラッド層７・・厚さ１．５μｍのｐ型ＩｎＰ（Ｚ
ｎ、５×１０１７ｃｍ−３ドープ）層 コンタクト層８・・厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（Ｚｎ、２×１０１８ｃｍ−３ドープ）層
おける各半導体層の組成と層厚の例を挙げると、半導体
基板１・・ｎ型ＩｎＰ基板 第１クラッド層５・・厚さが５μｍのｎ型ＩｎＰ（Ｓｎ
、１×１０１８ｃｍ−３ドープ）層 高出力半導体レーザ部２の活性層６、光学的結合領域３
の電流注入層１０、単一波長半導体レーザ部４の活性層
１１・・厚さが０．１μｍで波長が１．５５μｍの組成
のＩｎＧａＡｓＰ層 第２クラッド層７・・厚さ１．５μｍのｐ型ＩｎＰ（Ｚ
ｎ、５×１０１７ｃｍ−３ドープ）層 コンタクト層８・・厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ（Ｚｎ、２×１０１８ｃｍ−３ドープ）層
【００１８
】上記の材料、層厚については特に限定的な意味はなく
、従来から通常使用されている半導体材料を使用するこ
とができ、目的とする波長の発振を実現するために従来
から知られていた層厚を用いることができ、製造方法に
ついても、通常の液相エピタキシャル成長の他に、ＭＯ
ＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法等を用いることができる。
】上記の材料、層厚については特に限定的な意味はなく
、従来から通常使用されている半導体材料を使用するこ
とができ、目的とする波長の発振を実現するために従来
から知られていた層厚を用いることができ、製造方法に
ついても、通常の液相エピタキシャル成長の他に、ＭＯ
ＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法等を用いることができる。
【００１９】このように形成した結合モード型半導体レ
ーザの共振器端面は、結晶のへき開により形成したまま
でも動作するが、効率を向上するため、光放出側の端面
に低反射率コーティング、他方の反射側端面に高反射率
コーティングを形成すると、一層効率が向上する。
ーザの共振器端面は、結晶のへき開により形成したまま
でも動作するが、効率を向上するため、光放出側の端面
に低反射率コーティング、他方の反射側端面に高反射率
コーティングを形成すると、一層効率が向上する。
【００２０】本実施例は、高出力動作する半導体レーザ
部２と共振器のＱ値が高く安定に単一波長で動作する半
導体レーザ部４の間に、両者の共振器の間を分布結合す
る光学的結合領域３を配置した例である。本実施例にお
ける、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レ
ーザ部として、従来から開発が進められており、回折格
子が共振器として作用するとともに利得を有する分布帰
還型半導体レーザ、特に、５００μｍ以上の長さの共振
器を有する分布帰還型半導体レーザを用いることができ
る。
部２と共振器のＱ値が高く安定に単一波長で動作する半
導体レーザ部４の間に、両者の共振器の間を分布結合す
る光学的結合領域３を配置した例である。本実施例にお
ける、共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レ
ーザ部として、従来から開発が進められており、回折格
子が共振器として作用するとともに利得を有する分布帰
還型半導体レーザ、特に、５００μｍ以上の長さの共振
器を有する分布帰還型半導体レーザを用いることができ
る。
【００２１】レーザ媒質中に蓄えられるリアクティブパ
ワーと外に放出されるパワーの比であるＱ値は、レーザ
媒質の体積に比例し、回折格子による帰還量は結合係数
と回折格子の実効長の２乗に比例するため、共振器を長
くする方がＱ値を向上する上で有利であるが、格子長が
５００μｍ以上あると実用上充分なＱ値が得られるから
である。
ワーと外に放出されるパワーの比であるＱ値は、レーザ
媒質の体積に比例し、回折格子による帰還量は結合係数
と回折格子の実効長の２乗に比例するため、共振器を長
くする方がＱ値を向上する上で有利であるが、格子長が
５００μｍ以上あると実用上充分なＱ値が得られるから
である。
【００２２】また、低しきい値で、ブラッグ波長におけ
る安定な単一波長での発振が可能なλ／４位相シフト型
の分布帰還型半導体レーザを用いることができる。その
他、単一モードに近い動作をする、Ｖ溝型ストライプレ
ーザ等適宜採用することもできる。
る安定な単一波長での発振が可能なλ／４位相シフト型
の分布帰還型半導体レーザを用いることができる。その
他、単一モードに近い動作をする、Ｖ溝型ストライプレ
ーザ等適宜採用することもできる。
【００２３】また、高出力動作する半導体レーザ部とし
て、発振スペクトルが比較的良好な５００μｍ以上の長
さの共振器を有するファブリペロー型半導体レーザを用
いることができる。また、この高出力動作する半導体レ
ーザ部として、へき開した共振器の両端面上に、それぞ
れ、８０％以上の高反射率コーティングと、１０％以下
の低反射率コーティングを形成した高出力光の取り出し
が可能な半導体レーザを用いることができる。
て、発振スペクトルが比較的良好な５００μｍ以上の長
さの共振器を有するファブリペロー型半導体レーザを用
いることができる。また、この高出力動作する半導体レ
ーザ部として、へき開した共振器の両端面上に、それぞ
れ、８０％以上の高反射率コーティングと、１０％以下
の低反射率コーティングを形成した高出力光の取り出し
が可能な半導体レーザを用いることができる。
【００２４】本実施例においては、２つの半導体レーザ
部の共振器の間の光学的結合度を制御する手段として、
両者を同一の半導体基板の上に集積化し、それらの間に
分布結合を有する屈折率変化領域を設けたものであるが
、この屈折率変化領域の電極に順方向電圧を印加して電
流を注入して屈折率を高くすると、単一波長半導体レー
ザ部の共振器と高出力半導体レーザ部の共振器の間の結
合度が高くなり、高出力半導体レーザの発振波長を単一
波長半導体レーザの発振波長によって制御して、両者の
長所を併せもつ単一波長で高出力の半導体レーザを実現
することができる。
部の共振器の間の光学的結合度を制御する手段として、
両者を同一の半導体基板の上に集積化し、それらの間に
分布結合を有する屈折率変化領域を設けたものであるが
、この屈折率変化領域の電極に順方向電圧を印加して電
流を注入して屈折率を高くすると、単一波長半導体レー
ザ部の共振器と高出力半導体レーザ部の共振器の間の結
合度が高くなり、高出力半導体レーザの発振波長を単一
波長半導体レーザの発振波長によって制御して、両者の
長所を併せもつ単一波長で高出力の半導体レーザを実現
することができる。
【００２５】又、単一波長半導体レーザの波長を変調す
ることによって、高出力半導体レーザの波長を特性よく
変調することができる。そしてまた、屈折率変化領域の
屈折率を変調信号によって変化することによって高出力
レーザの出力光を強度変調することができる。すなわち
、単一波長半導体レーザ部と高出力半導体レーザ部の共
振器の間の結合度が高いときは単一波長の高エネルギー
出力光が出力され、結合度が低い時は広い波長範囲にわ
たって複数の低いエネルギーの出力光が出力されるから
、この単一波長の光を透過するフィルターを通すことに
よって強度変調することができる。
ることによって、高出力半導体レーザの波長を特性よく
変調することができる。そしてまた、屈折率変化領域の
屈折率を変調信号によって変化することによって高出力
レーザの出力光を強度変調することができる。すなわち
、単一波長半導体レーザ部と高出力半導体レーザ部の共
振器の間の結合度が高いときは単一波長の高エネルギー
出力光が出力され、結合度が低い時は広い波長範囲にわ
たって複数の低いエネルギーの出力光が出力されるから
、この単一波長の光を透過するフィルターを通すことに
よって強度変調することができる。
【００２６】（第２実施例）図２は、第２実施例の構成
説明図である。この図において、２１は半導体基板、２
２は高出力動作する半導体レーザ部、２３は斜め入射導
波路、２４は単一波長半導体レーザ部である。本実施例
においては、半導体基板２１に、高出力動作する半導体
レーザ２２と単一波長半導体レーザ２４、およびその間
を光学的に結合する斜め入射導波路２３が形成されてい
る。
説明図である。この図において、２１は半導体基板、２
２は高出力動作する半導体レーザ部、２３は斜め入射導
波路、２４は単一波長半導体レーザ部である。本実施例
においては、半導体基板２１に、高出力動作する半導体
レーザ２２と単一波長半導体レーザ２４、およびその間
を光学的に結合する斜め入射導波路２３が形成されてい
る。
【００２７】この装置の、高出力動作する半導体レーザ
部２２と単一波長半導体レーザ部２４を動作状態にし、
その間に設けた、斜め入射導波路２３の上下に形成され
た制御電極間に電圧を印加してその度導波路の光透過率
を変化するように構成されている。導波路の光透過率が
大きくなると、単一波長半導体レーザ２４の共振器と高
出力動作する半導体レーザ２２の共振器の間が斜め入射
導波路２３によって結合されて高出力動作する半導体レ
ーザ２２の誘導放出が単一波長半導体レーザ２４の発振
光によって制御されることになる。
部２２と単一波長半導体レーザ部２４を動作状態にし、
その間に設けた、斜め入射導波路２３の上下に形成され
た制御電極間に電圧を印加してその度導波路の光透過率
を変化するように構成されている。導波路の光透過率が
大きくなると、単一波長半導体レーザ２４の共振器と高
出力動作する半導体レーザ２２の共振器の間が斜め入射
導波路２３によって結合されて高出力動作する半導体レ
ーザ２２の誘導放出が単一波長半導体レーザ２４の発振
光によって制御されることになる。
【００２８】（第３実施例）図３（Ａ）、（Ｂ）は、第
３実施例の構成説明図で、図３（Ａ）は平面図、図３（
Ｂ）はそのＹ−Ｙ’線における断面図である。この図に
おいて、３１は半導体基板、３２は高出力半導体レーザ
部、３３は光学的結合領域、３４は分布帰還型半導体リ
ングレーザ部、３５は第１クラッド層、３６は高出力半
導体レーザの活性層、３７は第２クラッド層、３８はコ
ンタクト層、３９はｐ側電極、４０は光学的結合領域の
光吸収層、４１は活性層、４２は埋め込み層、４３はｎ
側電極である。
３実施例の構成説明図で、図３（Ａ）は平面図、図３（
Ｂ）はそのＹ−Ｙ’線における断面図である。この図に
おいて、３１は半導体基板、３２は高出力半導体レーザ
部、３３は光学的結合領域、３４は分布帰還型半導体リ
ングレーザ部、３５は第１クラッド層、３６は高出力半
導体レーザの活性層、３７は第２クラッド層、３８はコ
ンタクト層、３９はｐ側電極、４０は光学的結合領域の
光吸収層、４１は活性層、４２は埋め込み層、４３はｎ
側電極である。
【００２９】この実施例の結合モード型半導体レーザに
おいては、半導体基板３１と、その上に形成された、第
１クラッド層３５、活性層３６、第２クラッド層３７、
コンタクト層３８、ｐ側電極３９、ｎ側電極４３によっ
て高出力半導体レーザ３２が構成され、同じ半導体基板
３１と、その上に形成された、第１クラッド層３５、光
吸収層４０、第２クラッド層３７、コンタクト層３８、
ｐ側電極３９、ｎ側電極４３によって光学的結合領域が
構成され、同じ半導体基板３１と、その上に形成された
、リング状の第１クラッド層３５、活性層４１、第２ク
ラッド層３７、コンタクト層３８、ｐ側電極３９、ｎ側
電極４３によって分布帰還型半導体リングレーザが構成
されている。
おいては、半導体基板３１と、その上に形成された、第
１クラッド層３５、活性層３６、第２クラッド層３７、
コンタクト層３８、ｐ側電極３９、ｎ側電極４３によっ
て高出力半導体レーザ３２が構成され、同じ半導体基板
３１と、その上に形成された、第１クラッド層３５、光
吸収層４０、第２クラッド層３７、コンタクト層３８、
ｐ側電極３９、ｎ側電極４３によって光学的結合領域が
構成され、同じ半導体基板３１と、その上に形成された
、リング状の第１クラッド層３５、活性層４１、第２ク
ラッド層３７、コンタクト層３８、ｐ側電極３９、ｎ側
電極４３によって分布帰還型半導体リングレーザが構成
されている。
【００３０】この実施例の寸法の例を挙げると、高出力
レーザ部は共振器長５００μｍ、ストライプ部２μｍで
あり、リングレーザでは直線部２００μｍ、円形部Ｒ＝
１００μｍ、ストライプ部２μｍであり、分布結合部は
長さ２００μｍ、幅２μｍ、２つのレーザとの間隔はそ
れぞれ１μｍである。
レーザ部は共振器長５００μｍ、ストライプ部２μｍで
あり、リングレーザでは直線部２００μｍ、円形部Ｒ＝
１００μｍ、ストライプ部２μｍであり、分布結合部は
長さ２００μｍ、幅２μｍ、２つのレーザとの間隔はそ
れぞれ１μｍである。
【００３１】そして、各半導体層の例は下記のとおりで
ある。 半導体基板３１・・ｎ型ＩｎＰ 第１クラッド層３５・・層厚５μｍのｎ型ＩｎＰ（Ｓｎ
、１×１０１８ｃｍ−３ドープ） 高出力レーザ３２の活性層３６（リングレーザ３４の活
性層４１、光学的結合部３３の電流注入部４０）・・層
厚０．１μｍで波長１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ
第２クラッド層３７・・層厚１．５μｍのｐ型ＩｎＰ（
Ｚｎ、５×１０１７ｃｍ−３ドープ）コンタクト層３８
・・層厚０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰ（Ｚｎ、２×
１０１８ｃｍ−３ドープ）
ある。 半導体基板３１・・ｎ型ＩｎＰ 第１クラッド層３５・・層厚５μｍのｎ型ＩｎＰ（Ｓｎ
、１×１０１８ｃｍ−３ドープ） 高出力レーザ３２の活性層３６（リングレーザ３４の活
性層４１、光学的結合部３３の電流注入部４０）・・層
厚０．１μｍで波長１．５５μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ
第２クラッド層３７・・層厚１．５μｍのｐ型ＩｎＰ（
Ｚｎ、５×１０１７ｃｍ−３ドープ）コンタクト層３８
・・層厚０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰ（Ｚｎ、２×
１０１８ｃｍ−３ドープ）
【００３２】そして、製法と
しては、通常の液相エピタキシャル成長法の他に、ＭＯ
ＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ法等を用いることができ、第１クラ
ッド層３５、高出力レーザ３２の活性層３６（リングレ
ーザ３４の活性層４１、光学的結合部３３の電流注入部
４０）、第２クラッド層３７の間で二重ヘテロ接合が形
成される。
しては、通常の液相エピタキシャル成長法の他に、ＭＯ
ＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ法等を用いることができ、第１クラ
ッド層３５、高出力レーザ３２の活性層３６（リングレ
ーザ３４の活性層４１、光学的結合部３３の電流注入部
４０）、第２クラッド層３７の間で二重ヘテロ接合が形
成される。
【００３３】また、高出力レーザ部、光結合制御部、リ
ングレーザ部の各領域はいずれも選択エッチングにより
、溝部分を切出して形成され、その後に半絶縁性ＩｎＰ
埋め込み層４２が、コンタクト層３８と同じ高さになる
まで成長して形成される。さらに、その後、高出力レー
ザ部、光結合制御部、リングレーザ部の各領域の各々に
電極３９が形成される。本実施例においては、高Ｑ単一
波長レーザとして、単一波長特性に優れた分布帰還型リ
ングレーザを用い、光学的結合手段として分布型結合制
御手段を用いた例である。
ングレーザ部の各領域はいずれも選択エッチングにより
、溝部分を切出して形成され、その後に半絶縁性ＩｎＰ
埋め込み層４２が、コンタクト層３８と同じ高さになる
まで成長して形成される。さらに、その後、高出力レー
ザ部、光結合制御部、リングレーザ部の各領域の各々に
電極３９が形成される。本実施例においては、高Ｑ単一
波長レーザとして、単一波長特性に優れた分布帰還型リ
ングレーザを用い、光学的結合手段として分布型結合制
御手段を用いた例である。
【００３４】（第４実施例）本実施例においては、前記
の高出力レーザ部、単一波長レーザ部のうち、少なくと
も一方の活性層として、量子井戸構造を用いる。活性層
として量子井戸構造を用いることによって、通常のＤＨ
レーザダイオードの１／３程度の低しきい値を実現でき
、安定な単一波長発振を実現でき、特に単一波長レーザ
部を直接変調する場合、直接変調可能な最高周波数を通
常のＤＨレーザダイオードより高くすることができ、チ
ャーピングを低減することができ大容量光通信に適した
光源を得ることができる。
の高出力レーザ部、単一波長レーザ部のうち、少なくと
も一方の活性層として、量子井戸構造を用いる。活性層
として量子井戸構造を用いることによって、通常のＤＨ
レーザダイオードの１／３程度の低しきい値を実現でき
、安定な単一波長発振を実現でき、特に単一波長レーザ
部を直接変調する場合、直接変調可能な最高周波数を通
常のＤＨレーザダイオードより高くすることができ、チ
ャーピングを低減することができ大容量光通信に適した
光源を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
広い周波数領域にわたって安定な高出力動作が可能で、
かつ、広い光出力範囲にわたって単一波長で、狭いスペ
クトル線幅で安定に動作する結合モード型半導体レーザ
を得ることができ、コヒーレント光通信用の光源として
、また、僅かの電流変化によって両共振器間の光学的結
合度を高速で変化することにより、高出力光を高効率で
変調する変調器として利用することができる。
広い周波数領域にわたって安定な高出力動作が可能で、
かつ、広い光出力範囲にわたって単一波長で、狭いスペ
クトル線幅で安定に動作する結合モード型半導体レーザ
を得ることができ、コヒーレント光通信用の光源として
、また、僅かの電流変化によって両共振器間の光学的結
合度を高速で変化することにより、高出力光を高効率で
変調する変調器として利用することができる。
【００３６】また、高出力でスペクトル純度が高いレー
ザ装置であるから、コヒーレント光通信の他、光情報処
理、光計測等の工業面においても利用できる。
ザ装置であるから、コヒーレント光通信の他、光情報処
理、光計測等の工業面においても利用できる。
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施例の構成説明図で
ある。
ある。
【図２】第２実施例の構成説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施例の構成説明図で
ある。
ある。
１ 半導体基板
２ 高出力半導体レーザ部
３ 光学的結合領域
４ 単一波長半導体レーザ部
５ 第１クラッド層
６、１１ 活性層
７ 第２クラッド層
８ コンタクト層
９ ｐ側電極
１０ 光学的結合層
１２ 埋め込み層
１３ ｎ側電極
Claims (7)
- 【請求項１】 高出力で動作する半導体レーザ部と、
共振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部
とを光学的に結合し、両者の共振器の間の光学的結合度
を制御することを特徴とする結合モード型半導体レーザ
。 - 【請求項２】 共振器のＱ値が高く単一波長で動作す
る半導体レーザ部として、回折格子を備えた分布帰還型
半導体レーザを用いることを特徴とする請求項１記載の
結合モード型半導体レーザ。 - 【請求項３】 共振器のＱ値が高く単一波長で動作す
る半導体レーザ部として、回折格子を備えた、λ／４位
相シフト型の分布帰還型半導体レーザを用いることを特
徴とする請求項１記載の結合モード型半導体レーザ。 - 【請求項４】 共振器のＱ値が高く単一波長で動作す
る半導体レーザ部として、回折格子を備えた分布帰還型
半導体リングレーザを用いることを特徴とする請求項１
記載の結合モード型半導体レーザ。 - 【請求項５】 高出力動作する半導体レーザ部と、共
振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部の
共振器の間の光学的結合度を制御する手段として、両者
を同一の半導体基板上に集積化し、それらの間に斜め入
射導波路を形成し、その上に斜め入射導波路の光透過率
を制御するための電極を設けた光変調部を用いることを
特徴とする請求項１記載の結合モード型半導体レーザ。 - 【請求項６】 高出力動作する半導体レーザ部と、共
振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部の
共振器の間の光学的結合度を制御する手段として、両者
を同一の半導体基板の上に集積化し、それらの間に分布
結合領域を形成し、その上に分布結合領域の屈折率を制
御するための電極を設けた屈折率制御部を用いることを
特徴とする請求項１記載の結合モード型半導体レーザ。 - 【請求項７】 高出力動作する半導体レーザ部と、共
振器のＱ値が高く単一波長で動作する半導体レーザ部の
うち、少なくとも一方の半導体レーザ部の活性層として
、量子井戸構造を用いたことを特徴とする請求項１記載
の結合モード型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12130891A JPH04349682A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 結合モード型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12130891A JPH04349682A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 結合モード型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349682A true JPH04349682A (ja) | 1992-12-04 |
Family
ID=14808037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12130891A Withdrawn JPH04349682A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 結合モード型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04349682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6272165B1 (en) | 1995-12-01 | 2001-08-07 | The University Of Sydney | Distributed feedback ring laser |
| DE10105731A1 (de) * | 2001-02-08 | 2002-09-05 | Infineon Technologies Ag | Laserstruktur und Verfahren zur Einstellung einer definierten Wellenlänge |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP12130891A patent/JPH04349682A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6272165B1 (en) | 1995-12-01 | 2001-08-07 | The University Of Sydney | Distributed feedback ring laser |
| DE10105731A1 (de) * | 2001-02-08 | 2002-09-05 | Infineon Technologies Ag | Laserstruktur und Verfahren zur Einstellung einer definierten Wellenlänge |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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