JPH0435914B2 - - Google Patents

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JPH0435914B2
JPH0435914B2 JP60097048A JP9704885A JPH0435914B2 JP H0435914 B2 JPH0435914 B2 JP H0435914B2 JP 60097048 A JP60097048 A JP 60097048A JP 9704885 A JP9704885 A JP 9704885A JP H0435914 B2 JPH0435914 B2 JP H0435914B2
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diffraction grating
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electrode
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Atsushi Oota
Keisuke Kojima
Kazuo Hisama
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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    • H01S5/0625Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06258Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体レーザ装置に関し、特にレー
ザ発振波長が注入電流により制御できる半導体レ
ーザ装置に関するものである。
[従来の技術] 第3図はたとえば文献「昭和59年度電子通信学
会総合全国大会、講演番号1024(4−78)、“位相
制御機構を有するDFB−DC−PBHLD”」に示さ
れた従来の波長可変型半導体レーザ装置を示す断
面図である。初めにこの装置の構成について説明
する。図において、基板1の上面にレーザ発振さ
せるための活性層2が形成されている。活性層2
の上面に、この活性層で生じた光を伝搬させるた
めの導波路層3が形成されている。導波路層3の
上面の左部に、この導波路層に沿つてピツチが等
しい凹凸からなる回折格子31が作り付けられて
おり、回折格子31は導波路層3を伝搬する光を
反射する。導波路層3の上面に、活性層2で生じ
た光を導波路層3および活性層2に閉じ込めるた
めのクラツド層5が形成されている。基板1、活
性層2、導波路層3およびクラツド層5の右側端
面はへき開面8となつており、このへき開面は導
波路層3、活性層2を伝搬する光を反射する。回
折格子31とへき開面8とはレーザ発振のための
いわゆる光共振器の役割をする。クラツド層5の
上面に位相制御用電極6および光出力制御用電極
7が形成されている。位相制御用電極6に電流が
注入され、これによつて導波路層3を伝搬する光
の位相を制御する。光出力制御用電極7に電流が
注入され、これによつてレーザ発振の光出力を制
御する。
次にこの装置の動作について説明する。活性層
2で生じた光は導波路層3および活性層2を伝搬
し、回折格子31とへき開面8で反射されてレー
ザ発振する。このとき、位相制御用電極6に注入
する電流を変えると導波路層3を伝搬する光の位
相が変わり、レーザ発振条件が変化してレーザ発
振波長が変化する。またこのとき、光出力制御用
電極7に注入する電流を変えるとレーザ発振の光
出力が変化する。
[発明が解決しようとする問題点] 従来の波長可変型半導体レーザ装置において
は、端面をへき開することが必要で、製造プロセ
スが複雑になつて歩留りが低くなり、また、導波
路層を伝搬する光の位相を制御してレーザ発振波
長を変化させるため、波長チユーニングの範囲が
狭いという問題点があつた。さらに、このような
へき開面を有する半導体レーザ装置は光電子集積
回路には不適であるという問題点もあつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、製造プロセスが簡単で歩留り
が高く、かつ広範囲にレーザ発振波長を連続的に
変えることができる、かつへき開面を使うことが
難しい光電子集積回路に適した半導体レーザ装置
を得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る半導体レーザ装置は、活性層ま
たは導波路層に、ピツチが変化する凹凸からなる
回折格子を作り付け、クラツド層の上面に複数の
電極を互いに間隔を隔てて形成し、これら各電極
に電流を注入することにより、上記回折格子の実
効的な反射率を制御して、レーザ発振波長を変え
るようにしたものである。
[作用] この発明においては、上記各電極間の注入電流
比を変えることにより、上記回折格子の該各電極
下部の領域の実効的な反射率が変化し、これによ
つてレーザ発振条件が変化してレーザ発振波長が
変わる。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明す
る。なお、この実施例の説明において、従来の技
術の説明と重複する部分については適宜その説明
を省略する。
第1図はこの発明の実施例である、分布帰還型
(DFB)レーザ型の半導体レーザ装置を示す断面
図である。初めにこの装置の構成について説明す
る。図において、基板1の上面に活性層2が形成
されており、活性層2の上面に導波路層3が形成
されている。導波路層3の上面に、その全域にわ
たつてチヤープ回折格子32、すなわち導波路層
3に沿つて連続的にピツチが変化する凹凸からな
る回折格子が作り付けられている。チヤープ回折
格子32は導波路層3を伝搬する光を反射し、レ
ーザ発振のための光共振器の役割をする。導波路
層3の上面にクラツド層5が形成されており、ク
ラツド層5の上面に電極9,10,11,12,
13が互いに間隔を隔てて並んで形成されてい
る。各電極9,10,11,12,13に電流が
注入され、これによつてチヤープ回折格子32の
実効的な反射率を変化させる。
次にこの装置の動作について説明する。まず、
この装置の動作を説明する前に、説明の便宜上、
2つの電極、すなわち電極9および電極10のみ
がクラツド層5の上面に形成されており、チヤー
プ回折格子32の代わりに電極9の下部では凹凸
のピツチが〓1であり、電極10の下部では凹凸
のピツチが〓2であるような回折格子が導波路層
3の上面に作り付けられているようなモデル化し
た半導体レーザ装置の動作について説明する。電
極9に電流I1、電極10に電流I2(I1≠I2)を注入
したとすると、このモデル化した半導体レーザ装
置の回折格子の電極9の下部の領域および電極1
0の下部の領域の実効的な反射率の波長依存性は
第2図aの実線で示すようになる。このとき、ピ
ツチ〓1の領域とピツチ〓2の領域間の領域、すな
わち電極9と電極10間の下部の領域の両端は、
第2図aで示す反射率特性を持つ2つの領域で挟
まれることになる。したがつて、この領域の実効
的な反射率の波長依存性は、第2図aの破線で示
すようなうなこれら2つの反射率特性の積にな
り、その最大値付近の波長でレーザ発振すること
になる。また、電極9と電極10への注入電流量
を変えると、たとえば電極9に電流I2、電極10
に電流I1を注入したとすると、この回折格子の電
極9の下部の領域および電極10の下部の領域の
実効的な反射率の波長依存性は第2図bの実線で
示すようになる。したがつて、この回折格子の電
極9と電極10間の下部の領域の実効的な反射率
の波長依存性は、第2図bの破線で示すようなこ
れら2つの反射率特性の積になり、その最大値付
近の波長でレーザ発振し、レーザ発振波長は第2
図aの場合と異なることになる。以上のように、
電極9および電極10に注入する電流量を変える
ことによつて、レーザ発振波長を連続的にチユー
ニングできる。
次に、上記と同様な考え方によつて、第1図に
示す半導体レーザ装置の動作について説明する。
各電極9,10,11,12,13に電流を注入
すると、これに応じてチヤープ回折格子32の各
電極9,10,11,12,13の下部の領域の
実効的な反射率の波長依存性が定まり、これら各
反射特性の積の最大値付近の波長でレーザ発振す
る。したがつて、各電極9,10,11,12,
13に注入する電流量を変えることによつて、レ
ーザ発振波長を連続的にチユーニングできる。ま
た、この実施例においては、導波路層3の上面に
チヤープ回折格子32が作り付けられ、クラツド
層5の上面に複数の電極9,10,11,12,
13が形成されるので、従来の半導体レーザ装置
に比べてレーザ発振波長のチユーニング範囲を広
げることができる。
また、この半導体レーザ装置は端面をへき開す
る必要がないので、その製造プロセスが簡単にな
つて歩留りが高くなり、したがつてこの半導体レ
ーザ装置のコストを安価にすることができる。
また、この半導体レーザ装置は光を反射するた
めにチヤープ回折格子を用いへき開面を用いてい
ないので、この半導体レーザ装置は同一基板上に
多数集積することが可能で光電子集積回路に適し
たものとなる。
なお、上記実施例では、導波路層にチヤープ回
折格子を作り付ける場合について示したが、活性
層にチヤープ回折格子を作り付けてもよく、また
活性層に近接して基板にチヤープ回折格子を作り
付けてもよく、これらの場合についても上記実施
例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では、導波路層の上面に作り
付ける回折格子としてチヤープ回折格子を示した
が、凹凸のピツチが順次段階的に変わるような回
折格子を作り付けてもよく、また凹凸のピツチが
不規則に変わるような回折格子を作り付けてもよ
く、これらの場合についても上記実施例と同様の
効果を奏する。
また、上記実施例では、通常の縦方向電流注入
構造のDFBレーザについて示したが、横方向電
流注入構造、たとえば文献「J.Appl.Phys.45,
2785(1974)」に示されたTJS型のDFBレーザに
ついてもこの発明は適用できる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、活性層または
導波路層に、ピツチが変化する凹凸からなる回折
格子を作り付け、クラツド層の上面に複数の電極
を互いに間隔を隔てて形成し、これら各電極に電
流を注入することにより、上記回折格子の実効的
な反射率を制御して、レーザ発振波長を変えるよ
うにしたので、製造プロセスが簡単で歩留りが高
く、かつ広範囲にレーザ発振波長を連続的に変え
ることができる、かつへき開面を使うことが難し
い光電子集積回路に適した半導体レーザ装置を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例である半導体レーザ
装置を示す断面図である。第2図a,bはモデル
化した半導体レーザ装置における回折格子の実効
的な反射率の波長依存性を示す図である。第3図
は従来の波長可変型半導体レーザ装置を示す断面
図である。 図において、1は基板、2は活性層、3は導波
路層、5はクラツド層、6は位相制御用電極、7
は光出力制御用電極、8はへき開面、9,10,
11,12,13は電極、31は回折格子、32
はチヤープ回折格子である。なお、各図中同一符
号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分布帰還型レーザに関するものであつて、 基板と、 前記基板の上面に形成され、レーザ発振させる
    ための活性層と、 前記活性層の上面に形成され、前記活性層で生
    じた光を伝搬させるための導波路層とを備え、 前記活性層または前記導波路層には、該活性層
    または該導波路層を伝搬する前記光を反射するよ
    うに、該活性層または該導波路層に沿つてピツチ
    が変化する凹凸からなる回折格子が作り付けられ
    ており、 前記導波路層の上面に形成され、前記活性層で
    生じた前記光を前記導波路層および前記活性層に
    閉じ込めるためのクラツド層と、 前記クラツド層の上面に互いに間隔を隔てて形
    成され、前記活性層または前記導波路層を伝搬す
    る前記光に対する前記回折格子の実効的な反射率
    を制御してレーザ発振波長を変えるよう、電流が
    注入される複数の電極とを備えた半導体レーザ装
    置。
JP60097048A 1985-05-08 1985-05-08 半導体レ−ザ装置 Granted JPS61255085A (ja)

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