JPH05145169A - Semiconductor distributed feedback laser apparatus - Google Patents

Semiconductor distributed feedback laser apparatus

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Publication number
JPH05145169A
JPH05145169A JP22436491A JP22436491A JPH05145169A JP H05145169 A JPH05145169 A JP H05145169A JP 22436491 A JP22436491 A JP 22436491A JP 22436491 A JP22436491 A JP 22436491A JP H05145169 A JPH05145169 A JP H05145169A
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JP
Japan
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layer
semiconductor
diffraction grating
active layer
distributed feedback
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Application number
JP22436491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Tada
邦雄 多田
Yoshiaki Nakano
義昭 中野
Kouriki Sou
宏力 曹
Takeshi Ra
毅 羅
Takeshi Inoue
武史 井上
Haruo Hosomatsu
春夫 細松
Hideto Iwaoka
秀人 岩岡
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Optical Measurement Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Optical Measurement Technology Development Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05145169A publication Critical patent/JPH05145169A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • H01S5/1228DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling

Abstract

PURPOSE:To implement the light distribution feedback by a gain coupling by providing a cyclic structure for the distribution feedback adjacently to an active layer so that the conductiveness varies periodically in the axial direction of a laser light. CONSTITUTION:Diffraction gratings 7 are formed between a buffer layer 5 and a clad layer 8 in a conductive type which differs from that of these layers. In other words, while the buffer layer 5 and clad layer 8 are formed by an n-type semiconductor, for example, the diffraction gratings 7 are formed by a highly concentrated p-type semiconductor. The fundamental composition of the materials of these semiconductors are the same. Only the impurity doping in them differ from each other. The refractive indexes are also equal. With this structure, the density of the current passing vertically through the plane including the diffraction gratings 7 varies in the axial direction of the laser. Therefore, a carrier density distribution is formed on the active layer 4, and the gain coefficient against the optical wave which is propagated in the laser axial direction is varied in a cycle which agrees with the cycle of the diffraction gratings. Thus, it is possible to implement the distribution feedback by the gain coupling.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気光変換素子として
利用する半導体レーザ装置に関する。本発明は、光通信
装置、光情報処理装置、光記憶装置、光応用計測装置そ
の他光電子装置の光源として利用するに適する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device used as an electro-optical conversion element. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use as a light source of an optical communication device, an optical information processing device, an optical storage device, an optical measurement device and other optoelectronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体分布帰還型レーザ装置は、電子と
正孔との再結合により光を発生する活性層の近傍に回折
格子を設け、この回折格子により活性層に分布帰還を施
して誘導放出光を発生させる。このような半導体分布帰
還型レーザ装置を用いると、一般に、比較的簡単な構成
で優れた発振スペクトル特性の誘導放出光が得られる。
このため、従来から幾多の研究開発が進められており、
長距離大容量光通信、光情報処理、光記録、光応用計測
などに用いるのに好適な光源装置として、その有用性が
期待されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor distributed feedback laser device is provided with a diffraction grating in the vicinity of an active layer that generates light by recombination of electrons and holes, and the distributed feedback is applied to the active layer by this diffraction grating to perform stimulated emission. Emits light. By using such a semiconductor distributed feedback laser device, generally, stimulated emission light having an excellent oscillation spectrum characteristic can be obtained with a relatively simple structure.
For this reason, many researches and developments have been made in the past,
Its usefulness is expected as a light source device suitable for use in long-distance large-capacity optical communication, optical information processing, optical recording, optical applied measurement, and the like.

【0003】従来の半導体分布帰還型レーザ装置として
は、活性層を透明なクラッド半導体層で挟み込んで効率
よく誘導放出光を発生、導波させるダブルヘテロ構造を
用い、活性層にごく近接して設けられた透明な導波路層
の活性層とは離れた側の表面に、例えば三角波状の断面
形状をもつ回折格子を形成したものが広く知られてい
る。この構造では、回折格子により導波路屈折率を周期
的に変化させることによって、活性層に沿って伝搬する
誘導放出光に光分布帰還を施している。
A conventional semiconductor distributed feedback laser device uses a double hetero structure in which an active layer is sandwiched between transparent clad semiconductor layers to efficiently generate and guide stimulated emission light, and is provided in close proximity to the active layer. It is widely known that a diffraction grating having a triangular wave-shaped cross section is formed on the surface of the transparent waveguide layer on the side remote from the active layer. In this structure, the stimulated emission light propagating along the active layer is subjected to distributed light feedback by periodically changing the waveguide refractive index with a diffraction grating.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような屈
折率の周期変化に基づくいわゆる屈折率結合による光分
布帰還では、光導波路層の層厚変化の周期に対応した反
射が行われるブラッグ波長の光に対して、光位相につい
ての適正な帰還が行われなかった。このため、この波長
では安定なレーザ発振が得られず、ブラッグ波長の上下
に対称に離隔した二つの波長の縦モード発振が同時に生
じる可能性が高かった。
However, in the distributed light distribution by so-called refractive index coupling based on such a periodic change of the refractive index, the Bragg wavelength of the reflection corresponding to the period of the layer thickness change of the optical waveguide layer is performed. The light was not properly fed back as to the optical phase. For this reason, stable laser oscillation cannot be obtained at this wavelength, and there is a high possibility that longitudinal mode oscillations of two wavelengths symmetrically spaced above and below the Bragg wavelength occur simultaneously.

【0005】また、このような二つの波長の縦モード発
振のうち一方のみが生じる場合にも、二つの波長のうち
いずれの波長の縦モード発振を行わせるかをあらかじめ
選定することは困難であり、発振波長設定の精度が著し
く損なわれる原因となっていた。
Further, even when only one of these two wavelength longitudinal mode oscillations occurs, it is difficult to select in advance which wavelength of the two wavelengths longitudinal mode oscillation is to be performed. However, the accuracy of the oscillation wavelength setting was significantly impaired.

【0006】このような問題、すなわち、光導波路層に
おける屈折率の周期的摂動に基づく屈折率結合による光
分布帰還を行う場合に原理的に付随して発生する二波長
縦モード発振縮重の問題を解決するため、従来からも種
々の構造が検討されている。その一例として、回折格子
の中央においてその位相を180°だけ急変させるいわ
ゆる1/4波長シフト構造が知られている。しかし、レ
ーザ装置の構成が複雑になり、縮重解消のための上記特
殊構造を設けるためだけに特別の製造工程を付加する必
要があった。しかも、レーザ素子端面に反射防止膜を形
成する必要があった。
[0006] Such a problem, that is, a problem of degeneracy of two-wavelength longitudinal mode which is theoretically accompanied when performing distributed optical feedback by refractive index coupling based on periodic perturbation of the refractive index in the optical waveguide layer. In order to solve the problem, various structures have been studied in the past. As an example thereof, a so-called quarter wavelength shift structure is known in which the phase is suddenly changed by 180 ° in the center of the diffraction grating. However, the structure of the laser device becomes complicated, and it is necessary to add a special manufacturing process only to provide the above-mentioned special structure for eliminating degeneracy. Moreover, it is necessary to form an antireflection film on the end face of the laser element.

【0007】一方、分布帰還型レーザ装置では一般に、
上述のように屈折率結合により光分布帰還を行うとブラ
ッグ波長領域に発振阻止帯が生じるが、利得係数の周期
的摂動に基づくいわゆる利得結合による光分布帰還を行
えば、そのような発振阻止帯の出現を抑え、完全に単一
波長の縦モード発振が得られるはずである。この理論
は、コゲルニック他、「分布帰還レーザの結合波理論」 (Kogelnik et al.,"Coupled-Wave Theory of Distribut
ed Feedback Lasers",J.Appl.Phys. Vol.43, 1972, pp.
2327-2335) に示されている。これを半導体レーザ装置で実現した例
としては、本願発明者らによる特許出願 特願昭63−189593、昭和63年7月30日出願 特開平3−34489(特願平1−168729、平成
1年6月30日出願) 特開平3−49283〜49287(特願平1−185
001〜185005、平成1年7月18日出願) があるが、コゲルニック他の理論があくまで原理的なも
のであるため、実際の構造としてそれほど研究されてい
るわけではない。
On the other hand, in the distributed feedback laser device, in general,
As described above, when distributed optical feedback is performed by refractive index coupling, an oscillation stop band occurs in the Bragg wavelength region. However, if distributed optical feedback by so-called gain coupling based on periodic perturbation of gain coefficient is performed, such an oscillation stop band is generated. Should be suppressed, and a single-mode longitudinal mode oscillation should be obtained. This theory is based on "Coupled-Wave Theory of Distribut," by Kogelnik et al.
ed Feedback Lasers ", J.Appl.Phys. Vol.43, 1972, pp.
2327-2335). As an example in which this is realized by a semiconductor laser device, a patent application by the inventors of the present application is Japanese Patent Application No. Sho 63-189593, filed on July 30, 1988, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-34489 (Japanese Patent Application No. 1-168729, Heisei 1). Application filed on June 30) Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-49283 to 49287 (Japanese Patent Application No. 1-185)
No. 001-185005, filed on July 18, 1991), but the theory of Kogelnik et al. Is fundamental and is not so much studied as an actual structure.

【0008】本発明は、利得結合を半導体レーザ装置に
適用して具体化し、装置の構成を複雑化することなく、
完全に単一の縦モードによる発振がブラッグ波長上に得
られる新たな半導体分布帰還型レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention is realized by applying gain coupling to a semiconductor laser device without complicating the structure of the device.
It is an object of the present invention to provide a new semiconductor distributed feedback laser device in which oscillation of a completely single longitudinal mode is obtained on the Bragg wavelength.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体分布帰還
型レーザ装置は、活性層の少なくとも一方の表面に近接
して、導電性がレーザ光軸方向に沿って周期的に変化す
る分布帰還用の周期構造を備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor distributed feedback laser device of the present invention is for distributed feedback in which the conductivity is periodically changed along the laser optical axis direction in the vicinity of at least one surface of an active layer. It is characterized by having a periodic structure of.

【0010】半導体レーザ装置は一般に、活性層を挟ん
で互いに導電型の異なる二組の半導体層を備える。そこ
で本発明の一つの実施態様として、活性層の一方の側に
近接する半導体層中に、その層と導電型ないしは導電性
の異なる半導体材料で回折格子を形成する。回折格子の
材料としては、その回折格子が設けられる側の半導体層
と導電型ないしは導電性だけが異なり屈折率が同じ材料
を用いることが望ましい。回折格子は、その回折格子を
構成する半導体材料の層が周期的に切断された形状であ
ることが望ましい。
A semiconductor laser device generally includes two sets of semiconductor layers having different conductivity types with an active layer interposed therebetween. Therefore, as one embodiment of the present invention, a diffraction grating is formed in a semiconductor layer adjacent to one side of the active layer with a semiconductor material having a conductivity type or conductivity different from that of the layer. As the material of the diffraction grating, it is desirable to use a material having the same refractive index as that of the semiconductor layer on the side where the diffraction grating is provided but having the same conductivity type or conductivity. It is desirable that the diffraction grating has a shape in which the layers of the semiconductor material forming the diffraction grating are periodically cut.

【0011】このような構造の半導体分布帰還型レーザ
装置を製造するには、活性層の一方の表面に0.1μm
程度の極めて薄い緩衝層を設け、この緩衝層の活性層と
反対側の表面に緩衝層と同一組成で導電型ないしは導電
性の異なる半導体層を設け、この半導体層を回折格子パ
ターンにしたがって緩衝層に達するまでエッチングする
ことにより回折格子を形成し、この回折格子を緩衝層と
同一屈折率かつ同じ導電性の半導体材料で埋め込む。
In order to manufacture a semiconductor distributed feedback laser device having such a structure, 0.1 μm is formed on one surface of the active layer.
An extremely thin buffer layer is provided, and a semiconductor layer having the same composition as the buffer layer and different conductivity type or conductivity is provided on the surface of the buffer layer opposite to the active layer. To form a diffraction grating, and the diffraction grating is filled with a semiconductor material having the same refractive index and the same conductivity as the buffer layer.

【0012】また、この方法とは別に、回折格子を形成
した後にその回折格子の上に緩衝層を介して活性層を成
長させてもよい。
In addition to this method, after forming the diffraction grating, the active layer may be grown on the diffraction grating via a buffer layer.

【0013】回折格子を形成してから活性層を成長させ
ると、回折格子の周期的な凹凸形状が活性層の形状、特
に厚み分布に影響する場合がある。本発明は、これを積
極的に利用することもできる。すなわち、回折格子はレ
ーザ光軸方向に沿って周期的な凹凸形状として形成さ
れ、この凹凸形状に対応して活性層の厚み分布に変化が
設けられた構造とすることもできる。この構造は、上述
の特許出願、特に特願昭63−189593、特開平3
−34489、3−49283、3−49284にそれ
ぞれ添付された明細書および図面に示された構造に、本
発明の特徴である導電性の周期分布を組み合わせたもの
に相当する。
When the active layer is grown after forming the diffraction grating, the periodic uneven shape of the diffraction grating may affect the shape of the active layer, particularly the thickness distribution. The present invention can also positively utilize this. That is, the diffraction grating may be formed as a periodic uneven shape along the laser optical axis direction, and a structure in which the thickness distribution of the active layer is changed corresponding to the uneven shape may be adopted. This structure is disclosed in the above-mentioned patent applications, especially Japanese Patent Application No. 63-189593 and Japanese Patent Laid-Open No.
-44489, 3-49283, 3-49284, and the structures shown in the drawings and drawings, respectively, are combined with the conductive periodic distribution which is a feature of the present invention.

【0014】いずれの場合も、回折格子は導電性の異な
る層が周期的に切断された形状であることが最も望まし
い。
In any case, it is most desirable that the diffraction grating has a shape in which layers having different conductivity are periodically cut.

【0015】また、回折格子をイオン注入や拡散により
形成することもできる。すなわち、活性層の一方の側に
近接する半導体層中に、この半導体層の導電型ないし導
電性を変化させるような材料を回折格子の周期にイオン
注入または拡散させる。
The diffraction grating can also be formed by ion implantation or diffusion. That is, a material that changes the conductivity type or conductivity of the semiconductor layer is ion-implanted or diffused into the semiconductor layer adjacent to one side of the active layer at the period of the diffraction grating.

【0016】[0016]

【作用】活性層に近接して(活性層から0.1μm程度
離れて)導電性が周期的に変化する層を設けると、活性
層における電流密度の分布が生じ、これによりキャリア
密度の周期分布が生成される。さらに、この周期分布に
より利得係数の周期的摂動が誘起され、この周期的摂動
に基づいて光分布帰還が行われる。
When a layer whose conductivity changes periodically is provided close to the active layer (away from the active layer by about 0.1 μm), a current density distribution occurs in the active layer, which results in a periodic distribution of carrier density. Is generated. Further, the periodic distribution induces a periodic perturbation of the gain coefficient, and the optical distributed feedback is performed based on the periodic perturbation.

【0017】すなわち、活性層にキャリア密度分布が形
成されると、レーザ光軸方向に伝搬する光波に対する利
得係数が回折格子の周期に一致した周期で変化すること
になり、利得結合による光分布帰還が実現される。
That is, when the carrier density distribution is formed in the active layer, the gain coefficient for the light wave propagating in the optical axis direction of the laser changes in a cycle that coincides with the cycle of the diffraction grating. Is realized.

【0018】利得結合による光分布帰還は、短い光パル
スの発生、高速直接変調、低チャープ動作などを実現す
るうえにおいても有利であることが実証されつつある。
It has been proved that the distributed optical feedback by gain coupling is also advantageous for realizing generation of short optical pulses, high-speed direct modulation, low chirp operation and the like.

【0019】[0019]

【実施例】図1は本発明第一実施例の半導体分布帰還型
レーザ装置を示す。
1 shows a semiconductor distributed feedback laser device according to a first embodiment of the present invention.

【0020】この実施例はダブルヘテロ構造のレーザ装
置であり、誘導放出光を発生する活性層4を備え、この
活性層4に沿って配置されこの活性層4が発生した誘導
放出光に光分布帰還を施す周期構造として回折格子7を
備える。
This embodiment is a laser device having a double hetero structure, which is provided with an active layer 4 for generating stimulated emission light, and is arranged along this active layer 4 to distribute light to the stimulated emission light generated by this active layer 4. A diffraction grating 7 is provided as a periodic structure for feedback.

【0021】さらに詳しく説明すると、基板1上にバッ
ファ層2、クラッド層3、活性層4、緩衝層5、回折格
子7、クラッド層8およびコンタクト層9が積層され、
コンタクト層9には絶縁層10のストライプ状の窓を通
して電極層11が接続され、基板1の裏面には電極層1
2が設けられる。活性層4を挟む二組の半導体層は互い
に導電型が異なり、例えば基板1、バッファ層2および
クラッド層3がp型の場合には、緩衝層5、クラッド層
8およびコンタクト層9をn型とする。
More specifically, the buffer layer 2, the cladding layer 3, the active layer 4, the buffer layer 5, the diffraction grating 7, the cladding layer 8 and the contact layer 9 are laminated on the substrate 1,
The electrode layer 11 is connected to the contact layer 9 through a striped window of the insulating layer 10, and the electrode layer 1 is formed on the back surface of the substrate 1.
Two are provided. The two semiconductor layers sandwiching the active layer 4 have different conductivity types from each other. For example, when the substrate 1, the buffer layer 2 and the cladding layer 3 are p-type, the buffer layer 5, the cladding layer 8 and the contact layer 9 are n-type. And

【0022】各層の導電型、組成および厚さの例を以下
に示す。
Examples of the conductivity type, composition and thickness of each layer are shown below.

【0023】 基板1 p+ −GaAs バッファ層2 p+ −GaAs 0.5μm クラッド層3 p−Al0.45Ga0.55As 1μm 活性層4 低不純物濃度GaAs 0.1μm 緩衝層5 n−Al0.45Ga0.55As 0.1μm 回折格子7 p+ −Al0.45Ga0.55As 0.1μm クラッド層8 n−Al0.45Ga0.55As 1μm コンタクト層9 n+ −GaAs 0.5μm 絶縁層10 SiO2 電極層11 Au/Au−Ge 電極層12 Au/CrSubstrate 1 p + -GaAs buffer layer 2 p + -GaAs 0.5 μm cladding layer 3 p-Al 0.45 Ga 0.55 As 1 μm active layer 4 low impurity concentration GaAs 0.1 μm buffer layer 5 n-Al 0.45 Ga 0.55 As 0.1 μm Diffraction grating 7 p + -Al 0.45 Ga 0.55 As 0.1 μm Cladding layer 8 n-Al 0.45 Ga 0.55 As 1 μm Contact layer 9 n + -GaAs 0.5 μm Insulation layer 10 SiO 2 electrode layer 11 Au / Au- Ge electrode layer 12 Au / Cr

【0024】回折格子7の厚さは周期的に変化している
が、ここでは最も厚い部分の厚さを示した。最も薄い部
分は、この例では完全に除去されている。回折格子7の
周期は例えば255nmであり、そのときの発振光波長
は880nmである。また、絶縁層10に設けられるス
トライプ状の窓の幅は、例えば10μmとする。
Although the thickness of the diffraction grating 7 changes periodically, the thickness of the thickest portion is shown here. The thinnest part is completely removed in this example. The period of the diffraction grating 7 is 255 nm, for example, and the oscillation light wavelength at that time is 880 nm. The width of the stripe-shaped window provided in the insulating layer 10 is, eg, 10 μm.

【0025】ここで本実施例の特徴とするところは、回
折格子7が、緩衝層5とクラッド層8との間に、これら
と異なる導電型で形成されたことにある。すなわち、緩
衝層5とクラッド層8とがn型半導体で形成されている
のに対し、回折格子7は高濃度のp型半導体で形成され
ている。ただし、それらは不純物ドーピングが互いに異
なるだけで、材料の基本組成は同一であり、屈折率も等
しい。
The feature of this embodiment is that the diffraction grating 7 is formed between the buffer layer 5 and the cladding layer 8 with a conductivity type different from those of the buffer layer 5 and the cladding layer 8. That is, the buffer layer 5 and the cladding layer 8 are formed of an n-type semiconductor, while the diffraction grating 7 is formed of a high-concentration p-type semiconductor. However, they differ from each other only in impurity doping, have the same basic composition of materials, and have the same refractive index.

【0026】この構造により、回折格子7を含む面を垂
直に通過する電流の密度が、レーザ光軸方向に沿って周
期的に変化する。このため、活性層4にキャリア密度分
布が形成され、レーザ光軸方向に伝搬する光波に対する
利得係数が、回折格子7の周期に一致した周期で変化す
る。このため、利得結合による分布帰還が実現される。
With this structure, the density of the current passing vertically through the plane including the diffraction grating 7 changes periodically along the laser optical axis direction. Therefore, a carrier density distribution is formed in the active layer 4, and the gain coefficient for the light wave propagating in the laser optical axis direction changes in a cycle that matches the cycle of the diffraction grating 7. Therefore, distributed feedback is realized by gain coupling.

【0027】緩衝層5は、回折格子7の印刻時に生じる
各種の結晶欠陥が活性層4に伝搬することを防止するも
のである。
The buffer layer 5 is for preventing various crystal defects generated when the diffraction grating 7 is imprinted from propagating to the active layer 4.

【0028】この半導体分布帰還型レーザ装置の製造方
法について説明する。この方法では、ダブルヘテロ構造
を構成する各層が、二段階のエピタキシャル成長工程で
基板1上に形成される。
A method of manufacturing this semiconductor distributed feedback laser device will be described. In this method, each layer forming the double hetero structure is formed on the substrate 1 by a two-step epitaxial growth process.

【0029】第一段階のエピタキシャル成長工程では、
有機金属気相エピタキシャル成長法により、基板1上に
バッファ層2、クラッド層3、活性層4、緩衝層5およ
び電流阻止層6を連続して成長させる。
In the first stage epitaxial growth process,
The buffer layer 2, the cladding layer 3, the active layer 4, the buffer layer 5 and the current blocking layer 6 are continuously grown on the substrate 1 by the metal organic vapor phase epitaxial growth method.

【0030】続いて、この成長工程で形成された最上層
の電流阻止層6に、干渉露光法および化学エッチングあ
るいはドライエッチングを適用して、周期的なパターン
を印刻する。このとき、選択的に除去される部分の厚さ
を電流阻止層6の厚さと同じかそれ以上とし、除去され
ずに残った部分を回折格子7とする。
Subsequently, the uppermost current blocking layer 6 formed in this growth step is subjected to interference exposure and chemical etching or dry etching to imprint a periodic pattern. At this time, the thickness of the selectively removed portion is equal to or larger than the thickness of the current blocking layer 6, and the portion left unremoved is the diffraction grating 7.

【0031】この後に、第二段階のエピタキシャル成長
を実行し、緩衝層5および電流阻止層6上にクラッド層
8およびコンタクト層9を連続して成長させ、回折格子
7を埋め込む。この成長も有機金属気相エピタキシャル
成長法により行う。これにより、ダブルヘテロ構造が完
成する。
After that, the second-stage epitaxial growth is performed to continuously grow the cladding layer 8 and the contact layer 9 on the buffer layer 5 and the current blocking layer 6, and the diffraction grating 7 is embedded. This growth is also performed by the metal organic vapor phase epitaxial growth method. This completes the double heterostructure.

【0032】次に、コンタクト層9の上面に絶縁層10
を堆積させ、この絶縁層10にストライプ状の窓を形成
した後、全面に電極層11を蒸着する。また、基板1の
裏面に電極層12を蒸着する。
Next, the insulating layer 10 is formed on the upper surface of the contact layer 9.
After forming a stripe-shaped window on the insulating layer 10, an electrode layer 11 is vapor-deposited on the entire surface. Further, the electrode layer 12 is deposited on the back surface of the substrate 1.

【0033】以上の工程により、半導体ウェハ上にレー
ザ構造をもつ半導体ブロックが形成される。この半導体
ブロックを劈開して、個々の半導体レーザ素子を完成す
る。
Through the above steps, a semiconductor block having a laser structure is formed on the semiconductor wafer. This semiconductor block is cleaved to complete individual semiconductor laser devices.

【0034】この実施例では、回折格子7として導電型
がp+ 型の材料を用いている。これは、クラッド層8が
n型であり、これと導電性が大きく異なるようにするに
は、導電型が異なるp+ 型の材料が最も有効だからであ
る。しかし、n型のクラッド層8に対して、回折格子7
としてp型、真性型(i型)あるいは弱いn型(n
- 型)を用いても本発明を実施できる。さらに、高抵抗
の材料や、場合によっては低抵抗の材料を用いることも
できる。
In this embodiment, a material having a conductivity type of p + is used as the diffraction grating 7. This is because the cladding layer 8 is n-type, and p + -type materials having different conductivity types are most effective for making the conductivity significantly different from that. However, for the n-type cladding layer 8, the diffraction grating 7
As p-type, intrinsic type (i-type) or weak n-type (n
The present invention can also be carried out by using -type. Further, a high resistance material or a low resistance material may be used in some cases.

【0035】また、pnの導電型を逆にしても本発明を
同様に実施できる。その場合の各層の導電型、組成およ
び厚さの例を以下に示す。なお、この場合の回折格子7
の導電型は、クラッド層8(この場合にはp型)と導電
性が大きく異なるようにn+ 型とするのが最も有効であ
るが、n型、i型またはp- 型でも実施でき、高抵抗の
材料や、場合によっては低抵抗の材料を用いても実施で
きる。
Further, the present invention can be implemented in the same manner even if the conductivity type of pn is reversed. Examples of the conductivity type, composition and thickness of each layer in that case are shown below. The diffraction grating 7 in this case
It is most effective to set the conductivity type to n + type so that the conductivity is largely different from that of the cladding layer 8 (p type in this case), but n type, i type or p type can also be used. It is also possible to use a high resistance material or a low resistance material in some cases.

【0036】 基板1 n+ −GaAs バッファ層2 n+ −GaAs 0.5μm クラッド層3 n−Al0.45Ga0.55As 1μm 活性層4 低不純物濃度GaAs 0.1μm 緩衝層5 p−Al0.45Ga0.55As 0.1μm 回折格子7 n+ −Al0.45Ga0.55As 0.1μm クラッド層8 p−Al0.45Ga0.55As 1μm コンタクト層9 p+ −GaAs 0.5μm 絶縁層10 SiO2 電極層11 Au/Cr 電極層12 Au/Au−GeSubstrate 1 n + -GaAs buffer layer 2 n + -GaAs 0.5 μm cladding layer 3 n-Al 0.45 Ga 0.55 As 1 μm active layer 4 low impurity concentration GaAs 0.1 μm buffer layer 5 p-Al 0.45 Ga 0.55 As 0.1 μm Diffraction grating 7 n + -Al 0.45 Ga 0.55 As 0.1 μm Cladding layer 8 p-Al 0.45 Ga 0.55 As 1 μm Contact layer 9 p + -GaAs 0.5 μm Insulating layer 10 SiO 2 electrode layer 11 Au / Cr electrode Layer 12 Au / Au-Ge

【0037】図2は本発明第二実施例の半導体分布帰還
型レーザ装置を示す。
FIG. 2 shows a semiconductor distributed feedback laser device according to the second embodiment of the present invention.

【0038】この実施例が第一実施例と異なる点は、導
電性を周期的に変化させる回折格子が基板と活性層との
間に設けられ、この回折格子の周期的な凹凸形状に対応
して、活性層の厚みにも周期的変化が設けられたことに
ある。
The difference of this embodiment from the first embodiment is that a diffraction grating for periodically changing the conductivity is provided between the substrate and the active layer and corresponds to the periodic uneven shape of this diffraction grating. Therefore, the thickness of the active layer is also periodically changed.

【0039】基板21上にはバッファ層22、クラッド
層23、回折格子27、緩衝層25、活性層24、クラ
ッド層28およびコンタクト層29が積層され、コンタ
クト層29には絶縁層30のストライプ状の窓をとおし
て電極層31が接続され、基板21の裏面には電極層3
2が設けられる。活性層24を挟む二組の半導体層、す
なわち基板21、バッファ層22、クラッド層23およ
び緩衝層25からなる半導体層と、クラッド層28およ
びコンタクト層29からなる半導体層とは、互いに導電
型が異なる。
A buffer layer 22, a clad layer 23, a diffraction grating 27, a buffer layer 25, an active layer 24, a clad layer 28 and a contact layer 29 are laminated on the substrate 21, and the contact layer 29 has a stripe shape of an insulating layer 30. The electrode layer 31 is connected through the window of the
Two are provided. The two sets of semiconductor layers sandwiching the active layer 24, that is, the semiconductor layer including the substrate 21, the buffer layer 22, the cladding layer 23, and the buffer layer 25, and the semiconductor layer including the cladding layer 28 and the contact layer 29 have conductivity types with each other. different.

【0040】回折格子27は、クラッド層23および緩
衝層25とは導電型ないしは導電性の異なる材料によ
り、レーザ光軸方向に沿って周期的に切断された凹凸形
状に形成される。
The diffraction grating 27 is made of a material having a conductivity type or conductivity different from those of the cladding layer 23 and the buffer layer 25, and is formed into an uneven shape which is periodically cut along the laser optical axis direction.

【0041】回折格子27は緩衝層25により埋め込ま
れるが、この緩衝層25は、半導体結晶構造の欠陥が活
性層24に及ばないように、かつ回折格子27の凹凸形
状を保つように形成される。
The diffraction grating 27 is filled with a buffer layer 25. The buffer layer 25 is formed so that the defects of the semiconductor crystal structure do not reach the active layer 24, and the diffraction grating 27 has an uneven shape. ..

【0042】活性層24は、緩衝層25の凹凸形状の凹
部を埋めるように形成される。
The active layer 24 is formed so as to fill the concave and convex portions of the buffer layer 25.

【0043】この実施例は、二段階のエピタキシャル成
長工程を含む製造方法により形成される。
This embodiment is formed by a manufacturing method including a two-step epitaxial growth process.

【0044】第一段階のエピタキシャル成長工程では、
有機金属気相エピタキシャル成長法により、基板21上
にバッファ層22、クラッド層23および電流阻止層を
連続して成長させる。
In the first stage epitaxial growth process,
The buffer layer 22, the cladding layer 23, and the current blocking layer are continuously grown on the substrate 21 by the metal organic vapor phase epitaxial growth method.

【0045】続いて、この成長工程で形成された最上層
の電流阻止層に、干渉露光法および化学エッチングある
いはドライエッチングを適用して回折格子のパターンを
印刻する。このとき、選択的に削られた部分の厚さを電
流阻止層の厚さと同じかそれ以上とし、残った部分を回
折格子27とする。
Subsequently, an interference exposure method and chemical etching or dry etching are applied to the uppermost current blocking layer formed in this growth step to print a diffraction grating pattern. At this time, the thickness of the selectively cut portion is equal to or larger than the thickness of the current blocking layer, and the remaining portion is used as the diffraction grating 27.

【0046】この後に、第二段階のエピタキシャル成長
を実行し、回折格子27の上に緩衝層25、活性層2
4、クラッド層28およびコンタクト層29を連続して
成長させる。この成長も有機金属気相エピタキシャル成
長法により行う。これにより、ダブルヘテロ構造が完成
する。このとき、緩衝層25については、回折格子27
の凹凸形状が保存されるように、かつ印刻により発生し
た半導体結晶構造の欠陥の影響が活性層24に及ばない
ように成長させる。また、活性層24については、凹凸
形状の凹部が埋められるように成長させる。
After that, the second-stage epitaxial growth is carried out, and the buffer layer 25 and the active layer 2 are formed on the diffraction grating 27.
4. Clad layer 28 and contact layer 29 are continuously grown. This growth is also performed by the metal organic vapor phase epitaxial growth method. This completes the double heterostructure. At this time, for the buffer layer 25, the diffraction grating 27
The growth is performed so that the uneven shape is preserved and the active layer 24 is not affected by the defects of the semiconductor crystal structure generated by the imprinting. Further, the active layer 24 is grown so as to fill the concave and convex portions.

【0047】次に、コンタクト層29の上面に絶縁層3
0を堆積させ、この絶縁層30にストライプ状の窓を形
成した後、全面に電極層31を蒸着する。また、基板2
1の裏面に電極層32を蒸着する。
Next, the insulating layer 3 is formed on the upper surface of the contact layer 29.
After depositing 0 and forming a stripe-shaped window in the insulating layer 30, an electrode layer 31 is vapor-deposited on the entire surface. Also, the substrate 2
The electrode layer 32 is vapor-deposited on the back surface of 1.

【0048】以上の工程により、半導体ウェハ上にレー
ザ構造をもつ半導体ブロックが形成される。この半導体
ブロックを劈開して、個々の半導体レーザ素子を完成す
る。
Through the above steps, a semiconductor block having a laser structure is formed on the semiconductor wafer. This semiconductor block is cleaved to complete individual semiconductor laser devices.

【0049】はじめの回折格子27の断面形状は矩形波
状とし、緩衝層25はその表面が三角波状になるように
成長させ、これに活性層24をその表面が平面状になる
ように成長させることもできる。
The first diffraction grating 27 has a rectangular cross section, the buffer layer 25 is grown so that its surface has a triangular wave shape, and the active layer 24 is grown so that its surface becomes a flat surface. You can also

【0050】基板21、バッファ層22、クラッド層2
3および緩衝層25の導電型をp型、クラッド層28お
よびコンタクト層29をn型とする場合の各層の組成
と、逆の導電型とする場合との各層の組成の一例を以下
に示す。
Substrate 21, buffer layer 22, clad layer 2
An example of the composition of each layer when the conductivity type of 3 and the buffer layer 25 is p-type and the cladding layer 28 and the contact layer 29 are n-type, and the composition of each layer when they are the opposite conductivity type is shown below.

【0051】 基板21 p+ −GaAs バッファ層22 p+ −GaAs クラッド層23 p−Al0.45Ga0.55As 回折格子27 n+ −Al0.25Ga0.75As 緩衝層25 p−Al0.4 Ga0.6 As 活性層24 低不純物濃度GaAs クラッド層28 n−Al0.45Ga0.55As コンタクト層29 n+ −GaAs 絶縁層30 SiO2 電極層31 Au−Ge 電極層32 Au−ZnSubstrate 21 p + -GaAs buffer layer 22 p + -GaAs cladding layer 23 p -Al 0.45 Ga 0.55 As diffraction grating 27 n + -Al 0.25 Ga 0.75 As buffer layer 25 p-Al 0.4 Ga 0.6 As active layer 24 Low impurity concentration GaAs clad layer 28 n-Al 0.45 Ga 0.55 As contact layer 29 n + -GaAs insulating layer 30 SiO 2 electrode layer 31 Au-Ge electrode layer 32 Au-Zn

【0052】基板21 n+ −GaAs バッファ層22 n+ −GaAs クラッド層23 n−Al0.45Ga0.55As 回折格子27 p+ −Al0.25Ga0.75As 緩衝層25 n−Al0.4 Ga0.6 As 活性層24 低不純物濃度GaAs クラッド層28 p−Al0.45Ga0.55As コンタクト層29 p+ −GaAs 絶縁層30 SiO2 電極層31 Au−Zn 電極層32 Au−GeSubstrate 21 n + -GaAs buffer layer 22 n + -GaAs clad layer 23 n-Al 0.45 Ga 0.55 As diffraction grating 27 p + -Al 0.25 Ga 0.75 As buffer layer 25 n-Al 0.4 Ga 0.6 As active layer 24 Low impurity concentration GaAs clad layer 28 p-Al 0.45 Ga 0.55 As contact layer 29 p + -GaAs insulating layer 30 SiO 2 electrode layer 31 Au-Zn electrode layer 32 Au-Ge

【0053】この実施例の場合にも、回折格子27の導
電型をその周囲の層の導電型と異なるものを用いること
が有効であるが、導電性が異なるのであれば、同じ導電
型のものや、高抵抗のものを用いることもできる。
Also in the case of this embodiment, it is effective to use the diffraction grating 27 having a conductivity type different from that of the surrounding layer, but if the conductivity is different, the diffraction grating 27 having the same conductivity type is used. Alternatively, a high resistance material can be used.

【0054】以上の実施例では活性層としてバルク結晶
を用いた例を説明したが、単一量子井戸または多重量子
井戸を用いても本発明を同様に実施できる。
In the above embodiments, an example in which a bulk crystal is used as the active layer has been described, but the present invention can be similarly implemented by using a single quantum well or multiple quantum wells.

【0055】また、基板、クラッド層および活性層の材
料としては、上述したGaAs−Al0.45Ga0.55As
−GaAsの組み合わせの他に、GaAs−Alx Ga
1-x As−Aly Ga1-y As、InP−InP−In
x Ga1-x Asy 1-y など、現在実用化されている半
導体レーザ装置の材料の組み合わせでも本発明を同様に
実施でき、さらに、これ以外の材料を用いた場合でも本
発明を実施できる。以下にInPに格子整合して1.6
5μmで発振する場合の組成例を示す。一番目の例は第
一実施例の構造を用いる場合の組成例であり、二番目の
例は図2に示した第二実施例の構造を用いる場合の組成
例である。
The material of the substrate, the clad layer and the active layer is GaAs-Al 0.45 Ga 0.55 As described above.
-GaAs in addition to GaAs-Al x Ga
1-x As-Al y Ga 1-y As, InP-InP-In
The present invention can be similarly applied to a combination of materials of currently used semiconductor laser devices such as x Ga 1-x As y P 1-y . Further, the present invention can be applied to the case of using other materials. it can. Lattice-matched to InP below to 1.6
An example of the composition when oscillating at 5 μm is shown. The first example is a composition example when the structure of the first embodiment is used, and the second example is a composition example when the structure of the second embodiment shown in FIG. 2 is used.

【0056】 基板1 p+ またはn+ −InP バッファ層2 p+ またはn+ −InP クラッド層3 p またはn −InP 活性層4 低不純物濃度 In0.53Ga0.47As 緩衝層5 n またはp −In0.82Ga0.18As0.400.60 回折格子7 p+ またはn+ −In0.72Ga0.28As0.610.39 クラッド層8 n またはp −InP コンタクト層9 n+ またはp+ −In0.53Ga0.47AsSubstrate 1 p + or n + -InP buffer layer 2 p + or n + -InP clad layer 3 p or n -InP active layer 4 low impurity concentration In 0.53 Ga 0.47 As buffer layer 5 n or p -In 0.82 Ga 0.18 As 0.40 P 0.60 Grating 7 p + or n + -In 0.72 Ga 0.28 As 0.61 P 0.39 Cladding layer 8 n or p -InP contact layer 9 n + or p + -In 0.53 Ga 0.47 As

【0057】 基板21 p+ またはn+ −InP バッファ層22 p+ またはn+ −InP クラッド層23 p またはn −InP 回折格子27 n+ またはp+ −In0.72Ga0.28As0.610.39 (λg =1.3μm) 緩衝層25 p またはn −In0.82Ga0.18As0.400.60 (λg =1.15μm) 活性層24 低不純物濃度 In0.53Ga0.47As クラッド層28 n またはp −InP コンタクト層29 n+ またはp+ −In0.53Ga0.47AsSubstrate 21 p + or n + -InP buffer layer 22 p + or n + -InP cladding layer 23 p or n -InP diffraction grating 27 n + or p + -In 0.72 Ga 0.28 As 0.61 P 0.39g = 1.3 μm) buffer layer 25 p or n-In 0.82 Ga 0.18 As 0.40 P 0.60g = 1.15 μm) active layer 24 low impurity concentration In 0.53 Ga 0.47 As clad layer 28 n or p-InP contact layer 29 n + or p + -In 0.53 Ga 0.47 As

【0058】以上の実施例では周期構造として周期的凹
凸が設けられた回折格子を用いていたが、イオン注入や
拡散により周期的な導電性変化を設けることもできる。
そのような例として、イオン注入を利用する場合の実施
例を以下に説明する。
In the above embodiments, the diffraction grating provided with the periodic unevenness as the periodic structure is used, but it is also possible to provide the periodical conductivity change by ion implantation or diffusion.
As such an example, an embodiment using ion implantation will be described below.

【0059】図3は本発明第三実施例の半導体分布帰還
型レーザ装置を示す。
FIG. 3 shows a semiconductor distributed feedback laser device according to the third embodiment of the present invention.

【0060】この実施例は、活性層に近接する半導体層
に、導電性を変化させる材料が周期的にイオン注入され
ていることが第一実施例と大きく異なる。すなわち、基
板1上にバッファ層2、クラッド層3、半導体層36、
緩衝層5、活性層4、クラッド層8、コンタクト層9が
積層され、コンタクト層9には絶縁層10のストライプ
状の窓をとおして電極層11が接続され、基板1の裏面
には電極層12が設けられる。半導体層36からクラッ
ド層3にかけては、周期的に、イオン注入領域37が設
けられる。
This example differs greatly from the first example in that a semiconductor layer adjacent to the active layer is periodically ion-implanted with a material that changes conductivity. That is, on the substrate 1, the buffer layer 2, the cladding layer 3, the semiconductor layer 36,
A buffer layer 5, an active layer 4, a clad layer 8, and a contact layer 9 are laminated, an electrode layer 11 is connected to the contact layer 9 through a stripe-shaped window of an insulating layer 10, and an electrode layer is formed on the back surface of the substrate 1. Twelve are provided. Ion implantation regions 37 are periodically provided from the semiconductor layer 36 to the cladding layer 3.

【0061】このレーザ装置を製造するには、まず、基
板1にバッファ層2、クラッド層3および半導体層36
を結晶成長させ、さらに、イオン注入マスク層を成長さ
せる。続いて、干渉露光法と、反応性イオンエッチング
などの異方性エッチングとにより、表面のイオン注入マ
スク層に凹凸の形状を形成する。これにイオン注入を行
うと、イオン注入マスク層の凸部がマスクとなり、半導
体層36に周期的にイオン注入領域37が形成される。
この後、イオン注入マスク層を選択エッチングにより除
去し、緩衝層5ないしコンタクト層9を結晶成長させ
る。
To manufacture this laser device, first, the buffer layer 2, the cladding layer 3 and the semiconductor layer 36 are formed on the substrate 1.
Are grown, and an ion implantation mask layer is further grown. Subsequently, an interference exposure method and anisotropic etching such as reactive ion etching are used to form irregularities on the surface of the ion implantation mask layer. When this is ion-implanted, the convex portions of the ion-implantation mask layer serve as a mask, and ion-implanted regions 37 are periodically formed in the semiconductor layer 36.
After that, the ion implantation mask layer is removed by selective etching, and the buffer layer 5 or the contact layer 9 is crystal-grown.

【0062】InP系での組成例を以下に示す。An example of InP composition is shown below.

【0063】 基板1 p+ またはn+ −InP バッファ層2 p+ またはn+ −InP クラッド層3 p またはn −InP 半導体層36 p またはn−In0.72Ga0.28As0.610.39 (λg =1.3μm) 緩衝層5 p またはn −InP 活性層4 低不純物濃度In0.53Ga0.47Asと InGaAsP(λg =1.3μm)との 多重量子井戸(等価的なλg =1.55μm) クラッド層8 n またはp −InP コンタクト層9 n+ またはp+ −In0.53Ga0.47AsSubstrate 1 p + or n + -InP buffer layer 2 p + or n + -InP clad layer 3 p or n -InP semiconductor layer 36 p or n-In 0.72 Ga 0.28 As 0.61 P 0.39g = 1 Buffer layer 5 p or n-InP active layer 4 low impurity concentration In 0.53 Ga 0.47 As and InGaAsP (λ g = 1.3 μm) multiple quantum well (equivalent λ g = 1.55 μm) cladding layer 8 n or p − InP contact layer 9 n + or p + −In 0.53 Ga 0.47 As

【0064】活性層4としては、多重量子井戸の他に、
単一量子井戸やバルクを用いることもできる。
As the active layer 4, in addition to the multiple quantum well,
A single quantum well or bulk can also be used.

【0065】イオン注入領域37を高抵抗化するには、
InP系の場合には酸素をイオン注入する。また、鉄を
イオン注入してもよい。GaAs系の場合には、酸素や
水素をイオン注入する。また、半導体層36の導電型を
変化させる材料をイオン注入することもできる。例えば
GaAs系であれば、p型の半導体層36に対して、S
iをイオン注入してn型化することができる。
To increase the resistance of the ion implantation region 37,
In the case of InP system, oxygen is ion-implanted. Alternatively, iron may be ion-implanted. In the case of GaAs, oxygen or hydrogen is ion-implanted. Further, a material that changes the conductivity type of the semiconductor layer 36 may be ion-implanted. For example, in the case of a GaAs system, the S
i can be ion-implanted to make it n-type.

【0066】この例ではイオン注入マスク層として半導
体の層を用いた例を示したが、他の材料を用いることも
できる。また、イオン注入の代わりに熱拡散を用いても
よい。
In this example, the semiconductor layer is used as the ion implantation mask layer, but other materials can be used. Also, thermal diffusion may be used instead of ion implantation.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体分
布帰還型レーザ装置は、従来の屈折率結合型半導体分布
帰還型レーザ装置とは異なり、完全に単一の波長の縦モ
ード発振が行われ、従来装置におけるような発振波長の
不確定性は原理的に生じない。しかも、従来の半導体分
布帰還型レーザ装置で完全単一縦モード化を実現する場
合のように装置の構成が複雑化することがなく、反射防
止膜も不要であり、簡単に完全単一縦モード化を実現で
きる。
As described above, the semiconductor distributed feedback laser device of the present invention is different from the conventional refractive index coupled semiconductor distributed feedback laser device in that it can perform longitudinal mode oscillation of a single wavelength. In principle, the uncertainty of the oscillation wavelength as in the conventional device does not occur. Moreover, the structure of the device does not become complicated as in the case of realizing a complete single longitudinal mode in the conventional semiconductor distributed feedback laser device, an antireflection film is not required, and the complete single longitudinal mode can be easily performed. Can be realized.

【0068】また、本発明の半導体分布帰還型レーザ装
置では、利得結合によって光分布帰還を達成しているの
で、近端あるいは遠端からの反射戻り光などによって誘
起される干渉性雑音は、たとえ生じたとしても、従来の
屈折率結合による場合に比較して格段に小さくなること
が期待される。
Further, in the semiconductor distributed feedback laser device of the present invention, optical distributed feedback is achieved by gain coupling, so that coherent noise induced by reflected return light from the near end or far end is Even if it occurs, it is expected to be significantly smaller than that in the case of the conventional refractive index coupling.

【0069】さらに、本発明の半導体分布帰還型レーザ
装置では、周期的に分布した電流を注入してはじめて光
共振器が構成されるので、高速電流変調において超短光
パルス発生が可能であり、さらに発振波長のチャーピン
グも小さいと期待される。
Further, in the semiconductor distributed feedback laser device of the present invention, since the optical resonator is constructed only after the periodically distributed current is injected, it is possible to generate an ultrashort optical pulse in high speed current modulation. Furthermore, the chirping of the oscillation wavelength is expected to be small.

【0070】したがって本発明の半導体分布帰還型レー
ザ装置は、長距離光通信用、波長多重光通信用などに必
要な高性能光源として有望であるばかりでなく、光情報
処理および記録や、光応用計測、高速光学現象の光源な
どの分野で、従来用いられていた気体レーザ装置や固体
レーザ装置に代替し得る高性能の小型光源として利用で
きる可能性が高い。
Therefore, the semiconductor distributed feedback laser device of the present invention is not only promising as a high-performance light source required for long-distance optical communication, wavelength-multiplexed optical communication, etc., but also optical information processing and recording and optical applications. In the field of measurement, light source of high-speed optical phenomenon, etc., it is highly possible to be used as a high-performance small light source that can replace the conventionally used gas laser device or solid-state laser device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第一実施例の半導体分布帰還型レーザ装
置を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第二実施例の半導体分布帰還型レーザ装
置を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明第三実施例の半導体分布帰還型レーザ装
置を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor distributed feedback laser device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21 基板 2、22 バッファ層 3、8、23、28 クラッド層 4、24 活性層 5、25 緩衝層 6 電流阻止層 7、27 回折格子 9、29 コンタクト層 10、30 絶縁層 11、12、31、32 電極層 36 半導体層 37 イオン注入領域 1, 21 Substrate 2, 22 Buffer layer 3, 8, 23, 28 Cladding layer 4, 24 Active layer 5, 25 Buffer layer 6 Current blocking layer 7, 27 Diffraction grating 9, 29 Contact layer 10, 30 Insulating layer 11, 12 , 31, 32 Electrode layer 36 Semiconductor layer 37 Ion implantation region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羅 毅 東京都武蔵野市中町2丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (72)発明者 井上 武史 東京都武蔵野市中町2丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (72)発明者 細松 春夫 東京都武蔵野市中町2丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (72)発明者 岩岡 秀人 東京都武蔵野市中町2丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Rao 2-11-13 Nakamachi, Musashino City, Tokyo Inside photometer measurement technology development corporation (72) Inventor Takeshi Inoue 2-11-13 Nakamachi, Musashino City, Tokyo Photometer Measurement Technology Development Co., Ltd. (72) Inventor Haruo Hosomatsu 2-11-13 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Photometer Measurement Technology Development Co., Ltd. (72) Hideto Iwaoka 2 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo 11th-13th Optical Meter Measurement Technology Development Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導放出光を発生する活性層と、 この活性層に沿って配置されこの活性層が発生した誘導
放出光に光分布帰還を施す周期構造とを備えた半導体分
布帰還型レーザ装置において、 前記周期構造はその導電性が前記活性層に平行なレーザ
光軸方向に沿って周期的に変化する構造であることを特
徴とする半導体分布帰還型レーザ装置。
1. A semiconductor distributed feedback laser device comprising an active layer for generating stimulated emission light, and a periodic structure arranged along the active layer for performing distributed light feedback on the stimulated emission light generated by the active layer. 2. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, wherein the periodic structure is a structure whose conductivity periodically changes along a laser optical axis direction parallel to the active layer.
【請求項2】 活性層を挟んで互いに導電性の異なる二
組の半導体層を備え、 周期構造はこの二組の半導体層の少なくとも一方の半導
体層中に埋め込まれたその半導体層と異なる導電性の回
折格子を含む請求項1記載の半導体分布帰還型レーザ装
置。
2. A semiconductor device having two sets of semiconductor layers different in conductivity from each other with an active layer sandwiched therebetween, and the periodic structure having a conductivity different from that of the semiconductor layer embedded in at least one semiconductor layer of the two sets of semiconductor layers. 2. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 1, which includes the diffraction grating.
【請求項3】 回折格子はレーザ光軸方向に沿って周期
的な凹凸形状に形成され、 この凹凸形状に対応して前記活性層の厚みにも周期的変
化が設けられた請求項2記載の半導体分布帰還型レーザ
装置。
3. The diffraction grating according to claim 2, wherein the diffraction grating is formed in a periodic uneven shape along the laser optical axis direction, and the thickness of the active layer is also periodically changed corresponding to the uneven shape. Semiconductor distributed feedback laser device.
【請求項4】 回折格子は導電性の異なる層が周期的に
切断された形状である請求項2または3に記載の半導体
分布帰還型レーザ装置。
4. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 2, wherein the diffraction grating has a shape in which layers having different conductivity are periodically cut.
【請求項5】 回折格子はその導電型がその回折格子を
埋め込む半導体層の導電型と異なる請求項2ないし4の
いずれかに記載の半導体分布帰還型レーザ装置。
5. The semiconductor distributed feedback laser device according to claim 2, wherein the conductivity type of the diffraction grating is different from the conductivity type of the semiconductor layer in which the diffraction grating is embedded.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0614254A1 (en) * 1993-03-01 1994-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Gain-coupling distributed feedback semiconductor laser and method of producing the same
JPH0969671A (en) * 1995-08-30 1997-03-11 Canon Inc Distributed feedback type semiconductor laser capable of polarized modulation
EP0895323A1 (en) * 1997-08-01 1999-02-03 Lucent Technologies Inc. Distributed feedback laser with loss coupling
EP1265326A1 (en) * 2000-03-13 2002-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Gain-coupled distributed feedback semiconductor laser device and production method therefor
WO2003073570A1 (en) * 2002-02-27 2003-09-04 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Quantum nano-composite semiconductor laser and quantum nano-composite array
JP2009200133A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Anritsu Corp Wavelength scanning light source, and wavelength scanning optical coherence tomographic apparatus using the same
JP2010278329A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser device
JP6702523B1 (en) * 2019-10-15 2020-06-03 三菱電機株式会社 Semiconductor device

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0614254A1 (en) * 1993-03-01 1994-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Gain-coupling distributed feedback semiconductor laser and method of producing the same
JPH0969671A (en) * 1995-08-30 1997-03-11 Canon Inc Distributed feedback type semiconductor laser capable of polarized modulation
EP0895323A1 (en) * 1997-08-01 1999-02-03 Lucent Technologies Inc. Distributed feedback laser with loss coupling
US6072812A (en) * 1997-08-01 2000-06-06 Lucent Technologies Inc. Distributed feedback laser with loss coupling
US7016391B2 (en) 2000-03-13 2006-03-21 Sharp Kabushiki Kaisha Gain-coupled distributed feedback semiconductor laser device and production method therefor
EP1265326A4 (en) * 2000-03-13 2005-12-07 Sharp Kk Gain-coupled distributed feedback semiconductor laser device and production method therefor
EP1265326A1 (en) * 2000-03-13 2002-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Gain-coupled distributed feedback semiconductor laser device and production method therefor
WO2003073570A1 (en) * 2002-02-27 2003-09-04 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Quantum nano-composite semiconductor laser and quantum nano-composite array
JPWO2003073570A1 (en) * 2002-02-27 2005-06-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Quantum nanostructure semiconductor laser and quantum nanostructure array
US7463661B2 (en) 2002-02-27 2008-12-09 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Quantum nano-structure semiconductor laser
JP2009200133A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Anritsu Corp Wavelength scanning light source, and wavelength scanning optical coherence tomographic apparatus using the same
JP2010278329A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser device
JP6702523B1 (en) * 2019-10-15 2020-06-03 三菱電機株式会社 Semiconductor device
WO2021074971A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-22 三菱電機株式会社 Semiconductor device
CN114503382A (en) * 2019-10-15 2022-05-13 三菱电机株式会社 Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
CN114503382B (en) * 2019-10-15 2024-03-26 三菱电机株式会社 Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips

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