JPH0510838B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0510838B2 JPH0510838B2 JP58150181A JP15018183A JPH0510838B2 JP H0510838 B2 JPH0510838 B2 JP H0510838B2 JP 58150181 A JP58150181 A JP 58150181A JP 15018183 A JP15018183 A JP 15018183A JP H0510838 B2 JPH0510838 B2 JP H0510838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- lasers
- layer
- diffraction grating
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高出力単一モード半導体レーザ装置、
詳しくは長距離大容量通信システム、光情報処理
等高出力なコヒーレント光を必要とするシステム
の光源に関するものである。
詳しくは長距離大容量通信システム、光情報処理
等高出力なコヒーレント光を必要とするシステム
の光源に関するものである。
（従来技術）
半導体レーザは、小型で高信頼度の光源として
注目されているが、出力光のコヒーレント出力の
点で、ガスレーザ、固体レーザ等に及ばす、光源
としての用途は限られていた。
注目されているが、出力光のコヒーレント出力の
点で、ガスレーザ、固体レーザ等に及ばす、光源
としての用途は限られていた。
通常のフアブリ・ペロー型半導体レーザでは、
通常複数の縦モードで発振するため、時間的なコ
ヒーレンスは低く、長距離大容量通信等高いコヒ
ーレントを要求される分野には適さなかつた。最
近分布帰還型（DFB）、分布反射型（DBR）等の
単一縦モードレーザが開発された。
通常複数の縦モードで発振するため、時間的なコ
ヒーレンスは低く、長距離大容量通信等高いコヒ
ーレントを要求される分野には適さなかつた。最
近分布帰還型（DFB）、分布反射型（DBR）等の
単一縦モードレーザが開発された。
しかし光出力については、半導体レーザでは横
モード制御のために発光に寄与する活性層を小さ
くしなければならないため、大出力化は難しかつ
た。特に単一縦モードレーザでは、活性層付近に
複雑な構造を含むため、安定度・信頼性の面か
ら、その光出力は通常のレーザよりも低くおさえ
られていた。
モード制御のために発光に寄与する活性層を小さ
くしなければならないため、大出力化は難しかつ
た。特に単一縦モードレーザでは、活性層付近に
複雑な構造を含むため、安定度・信頼性の面か
ら、その光出力は通常のレーザよりも低くおさえ
られていた。
これまでに、複数のレーザを集積化し光出力を
増大させる方法が提案されているが、縦モードは
制御されておらず、時間的なコヒーレンスは低か
つた。すなわち第１図に示すように多数のレーザ
を近接して形成し、各レーザの出力光が他のレー
ザにもれるように構成されている。これにより、
全体が一つのレーザとして動作することになり
（位相整合）、空間的に位相がそろつた出力光が得
られる。しかし、時間的な位相（周波数）に関し
ては、素になる個々のレーザが多モードで発振す
るため、全体としても第２図に示すような多モー
ド発振となる欠点を有している。なお第１図にお
いて２１はｎ−GaAs、２２はｎ−Ga0.6Al0.4As、
２３は活性層、２４はｐ−Ga0.6Al0.4As、２５は
ｐ−GaAs、２６は電極を示す。
増大させる方法が提案されているが、縦モードは
制御されておらず、時間的なコヒーレンスは低か
つた。すなわち第１図に示すように多数のレーザ
を近接して形成し、各レーザの出力光が他のレー
ザにもれるように構成されている。これにより、
全体が一つのレーザとして動作することになり
（位相整合）、空間的に位相がそろつた出力光が得
られる。しかし、時間的な位相（周波数）に関し
ては、素になる個々のレーザが多モードで発振す
るため、全体としても第２図に示すような多モー
ド発振となる欠点を有している。なお第１図にお
いて２１はｎ−GaAs、２２はｎ−Ga0.6Al0.4As、
２３は活性層、２４はｐ−Ga0.6Al0.4As、２５は
ｐ−GaAs、２６は電極を示す。
（発明の目的）
本発明は、これらの問題点を除去するために提
案されたもので、集積化レーザの少なくとも一つ
を単一縦モードレーザとして時間的コヒーレンス
を向上させ、同時に各レーザの位相を同期させ
て、空間的コヒーレンスを向上させて、時間的に
も空間的にもコヒーレントで高出力の発振光を得
る半導体レーザを提供することを目的とするもの
である。
案されたもので、集積化レーザの少なくとも一つ
を単一縦モードレーザとして時間的コヒーレンス
を向上させ、同時に各レーザの位相を同期させ
て、空間的コヒーレンスを向上させて、時間的に
も空間的にもコヒーレントで高出力の発振光を得
る半導体レーザを提供することを目的とするもの
である。
（発明の構成）
上記の目的を達成するため、本発明は半導体基
板上に、少なくとも一つの単一縦モードレーザを
含む複数のレーザを集積化し、それらのレーザ光
の位相を、レーザ相互間の光注入手段によつて整
合させることを特徴とする高出力単一モード半導
体レーザ装置を発明の要旨とするものである。
板上に、少なくとも一つの単一縦モードレーザを
含む複数のレーザを集積化し、それらのレーザ光
の位相を、レーザ相互間の光注入手段によつて整
合させることを特徴とする高出力単一モード半導
体レーザ装置を発明の要旨とするものである。
要約すれば本発明は、半導体基板の全体もしく
は一部に回折格子を形成することにより、時間的
な位相を均一とするものである。すなわち基板全
体に回折格子を形成した場合には、各レーザは分
布帰還型レーザとなり、一つの縦モードで発振す
る。また一部に回折格子を形成した場合は、分布
帰還型レーザと通常のフアブリ・ペローレーザが
でき、発振が分布帰還型レーザのモードに引き込
まれて全体として一つ波長で発振せしめる点に特
徴を有するものである。
は一部に回折格子を形成することにより、時間的
な位相を均一とするものである。すなわち基板全
体に回折格子を形成した場合には、各レーザは分
布帰還型レーザとなり、一つの縦モードで発振す
る。また一部に回折格子を形成した場合は、分布
帰還型レーザと通常のフアブリ・ペローレーザが
でき、発振が分布帰還型レーザのモードに引き込
まれて全体として一つ波長で発振せしめる点に特
徴を有するものである。
次に本発明の実施例を添付図面について説明す
る。なお実施例は一つの例示であつて、本発明の
精神を逸脱しない範囲で、種々の変更あるいは改
良を行いうることは言うまでもない。
る。なお実施例は一つの例示であつて、本発明の
精神を逸脱しない範囲で、種々の変更あるいは改
良を行いうることは言うまでもない。
第３図は本発明の一実施例である。図において
回折格子３を形成した半導体基板１上に光ガイド
層２を形成し、通常の埋め込みプロセスにより、
複数の埋め込みレーザを構成する活性層４，６等
と、埋め込み層５等を交互に配設する。７はクラ
ツド層、８は金属電極であり、各レーザに電流を
供給する。
回折格子３を形成した半導体基板１上に光ガイド
層２を形成し、通常の埋め込みプロセスにより、
複数の埋め込みレーザを構成する活性層４，６等
と、埋め込み層５等を交互に配設する。７はクラ
ツド層、８は金属電極であり、各レーザに電流を
供給する。
各レーザは、回折格子３の作用により単一縦モ
ードで発振する。又、各レーザは共通な光ガイド
層２により結合しており、交互の光注入作用によ
り、位相がそろいコヒーレントな発振を行なう。
ードで発振する。又、各レーザは共通な光ガイド
層２により結合しており、交互の光注入作用によ
り、位相がそろいコヒーレントな発振を行なう。
回折格子３は、複数のレーザの内、１つ以上に
形成されていればよく、又レーザ共振器の前ある
いは、後だけに形成された分布反射（DBR）構
造でもよい。又、各レーザが共通の光ガイド層で
結合していれば、短共振器、複合共振器等の単一
縦モードレーザを含むものでもよい。
形成されていればよく、又レーザ共振器の前ある
いは、後だけに形成された分布反射（DBR）構
造でもよい。又、各レーザが共通の光ガイド層で
結合していれば、短共振器、複合共振器等の単一
縦モードレーザを含むものでもよい。
第４図は本発明の他の実施例を示す。図におい
て１１は半導体基板、１２は分布帰還型レーザの
活性層、１３は埋め込み層、１４は通常のレーザ
の活性層、１５はクラツド層、１６は電極、１７
は回折格子で、この回折格子は活性層の上部又は
下部のいずれに設けてもよい。第５図は第４図に
おいてＡ−A′線に添う断面図を示すもので、図
において１８は活性層を示すもので、この活性層
は第２図において示されている活性層１２及び１
４の共通領域を示すもので、この共通領域を活性
層に設けることによつて光の結合が行われる。
て１１は半導体基板、１２は分布帰還型レーザの
活性層、１３は埋め込み層、１４は通常のレーザ
の活性層、１５はクラツド層、１６は電極、１７
は回折格子で、この回折格子は活性層の上部又は
下部のいずれに設けてもよい。第５図は第４図に
おいてＡ−A′線に添う断面図を示すもので、図
において１８は活性層を示すもので、この活性層
は第２図において示されている活性層１２及び１
４の共通領域を示すもので、この共通領域を活性
層に設けることによつて光の結合が行われる。
レーザ１４は、DFB等の単一縦モードレーザ
でも通常のレーザでもよく、レーザ１２は単一縦
モードであればDBR等でもよい。共通領域１８
は、レーザの端面に限らず、中央付近等に設置さ
れてもよい。
でも通常のレーザでもよく、レーザ１２は単一縦
モードであればDBR等でもよい。共通領域１８
は、レーザの端面に限らず、中央付近等に設置さ
れてもよい。
（発明の効果）
叙上のように、本発明によれば実質的な活性層
幅を広くすることができ、高光出力を得ることが
できる。又、単に活性層幅を広くした場合と異な
り、ストライプ化により横モードが制御されてい
るから、単一モード発振となり、コヒーレントな
レーザ光が得られる。このように、半導体レーザ
で高出力なコヒーレント光を得ることができ、従
来固体レーザ、気体レーザ等が用いられていた分
野でも、半導体レーザを用いることができるよう
になる。具体的には、長距離大容量システム用光
源として用いれば、高出力、高コヒーレンスによ
り中継距離を大巾にのばすことができる。また高
出力、低雑音により、光デイスク等への応用が期
待される。また、高出力、高コヒーレンスは、非
線型光学用光源に適しており、これを用いた光
学・物性実験への応用、及び高調波を用いた短波
長の利用等が可能となる等の効果を有する。
幅を広くすることができ、高光出力を得ることが
できる。又、単に活性層幅を広くした場合と異な
り、ストライプ化により横モードが制御されてい
るから、単一モード発振となり、コヒーレントな
レーザ光が得られる。このように、半導体レーザ
で高出力なコヒーレント光を得ることができ、従
来固体レーザ、気体レーザ等が用いられていた分
野でも、半導体レーザを用いることができるよう
になる。具体的には、長距離大容量システム用光
源として用いれば、高出力、高コヒーレンスによ
り中継距離を大巾にのばすことができる。また高
出力、低雑音により、光デイスク等への応用が期
待される。また、高出力、高コヒーレンスは、非
線型光学用光源に適しており、これを用いた光
学・物性実験への応用、及び高調波を用いた短波
長の利用等が可能となる等の効果を有する。
第１図及び第２図は従来のレーザ装置を示し、
第３図は本発明のレーザ装置の一実施例、第４図
及び第５図は本発明の他の実施例を示す。なお第
５図は第４図においてＡ−A′線に添う断面図で
ある。 １……半導体基板、２……光ガイド層、３……
回折格子、４……活性層、５……埋め込み層、６
……活性層、７……クラツド層、８……電極、１
１……半導体基板、１２……分布帰還型半導体レ
ーザの活性層、１３……埋め込み層、１４……通
常のレーザの活性層、１５……クラツド層、１６
……電極、１７……回折格子、１８……共通領
域。
第３図は本発明のレーザ装置の一実施例、第４図
及び第５図は本発明の他の実施例を示す。なお第
５図は第４図においてＡ−A′線に添う断面図で
ある。 １……半導体基板、２……光ガイド層、３……
回折格子、４……活性層、５……埋め込み層、６
……活性層、７……クラツド層、８……電極、１
１……半導体基板、１２……分布帰還型半導体レ
ーザの活性層、１３……埋め込み層、１４……通
常のレーザの活性層、１５……クラツド層、１６
……電極、１７……回折格子、１８……共通領
域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に、少なくとも一つの回折格子
を有する単一縦モードレーザを含む複数のレーザ
を集積化し、それらのレーザ光の位相を、レーザ
相互間の光注入手段によつて整合させることを特
徴とする高出力単一モード半導体レーザ装置。 ２ 回折格子を形成した半導体基板上に、光ガイ
ド層を設け、前記の光ガイド層上に、複数の活性
層を埋込み層を介して交互に、レーザ射出面に垂
直方向に、かつストライプ状に配置すると共に、
クラツド層を介して電極を設けることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の高出力単一モード
半導体レーザ装置。 ３ 回折格子を形成した半導体基板上に、複数の
活性層を埋込み層を介して交互に、レーザ射出面
に対して垂直方向に、かつストライプ状に配置
し、かつクラツド層を介して電極を設けると共
に、前記の活性層の一部を共通に構成することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高出力単
一モード半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150181A JPS6042887A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 高出力単一モ−ド半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150181A JPS6042887A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 高出力単一モ−ド半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042887A JPS6042887A (ja) | 1985-03-07 |
| JPH0510838B2 true JPH0510838B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=15491272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58150181A Granted JPS6042887A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 高出力単一モ−ド半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042887A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0632323B2 (ja) * | 1983-12-13 | 1994-04-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0309744A3 (de) * | 1987-09-29 | 1989-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung mit einem flächig sich erstreckenden Dünnfilmwellenleiter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199586A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-19 | Omron Tateisi Electronics Co | 半導体レ−ザ |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58150181A patent/JPS6042887A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199586A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-19 | Omron Tateisi Electronics Co | 半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6042887A (ja) | 1985-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3226065B2 (ja) | 単一波長半導体レーザ | |
| US5373173A (en) | Apparatus for semiconductor laser | |
| US6477191B1 (en) | Semiconductor laser device, semiconductor laser module, rare-earth-element-doped optical fiber amplifier and fiber laser | |
| US4905252A (en) | Ring laser cavities | |
| JPS62285488A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| US4747109A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JPH0510838B2 (ja) | ||
| JPH0431195B2 (ja) | ||
| US4742526A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JP2000357841A (ja) | 半導体レーザ素子、半導体レーザモジュール、希土類添加光ファイバ増幅器、およびファイバレーザ | |
| JPS61102087A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| US4764937A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JPS63150981A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH03268379A (ja) | 半導体レーザ・チップおよびその製造方法 | |
| JPH055389B2 (ja) | ||
| JPS6237834B2 (ja) | ||
| JPH08316566A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH04199133A (ja) | 光増幅器および光集積回路 | |
| JP2515729B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS58199586A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH11307874A (ja) | 光アイソレータ、分布帰還型レーザ及び光集積素子 | |
| JPH05206567A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS63164286A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPS61263185A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPS6237899B2 (ja) |