JPH051992B2 - - Google Patents
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- JPH051992B2 JPH051992B2 JP61239480A JP23948086A JPH051992B2 JP H051992 B2 JPH051992 B2 JP H051992B2 JP 61239480 A JP61239480 A JP 61239480A JP 23948086 A JP23948086 A JP 23948086A JP H051992 B2 JPH051992 B2 JP H051992B2
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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
- H01S5/10—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
-
- 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
- H01S5/1082—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 with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明はレーザ光の伝播方向にレーザ光の波
長と同程度の周期で屈折率または吸収係数を変化
させた分布反射器を具備する分布帰還型半導体レ
ーザに関する。
長と同程度の周期で屈折率または吸収係数を変化
させた分布反射器を具備する分布帰還型半導体レ
ーザに関する。
(ロ) 従来の技術
レーザ光の伝播方向に、レーザ光の波長と同程
度の周期で屈折率や吸収係数を変化させた分布帰
還型の半導体レーザは、単一縦モード発振が容易
に実現されることや、温度や励起電流が変化して
も発振波長が不連続に変化しないことから、光通
信や光計測用の光源として非常に重要な素子であ
る。このような分布帰還型の半導体レーザでは、
両端の劈開面がフアブリー・ペロー型共振器を構
成しないように、一方または両方の劈開面を機械
的または化学的に凹凸状にしたり、ダブルヘテロ
構造の成長面と垂直にならないように傾けたりし
ている（電子通信学会技術研究報告、光・量子エ
レクトロニクス OQE83−100 Vol.83 No.251
p57〜64 1984.1.25および特開昭52−86786号公報
参照）。
度の周期で屈折率や吸収係数を変化させた分布帰
還型の半導体レーザは、単一縦モード発振が容易
に実現されることや、温度や励起電流が変化して
も発振波長が不連続に変化しないことから、光通
信や光計測用の光源として非常に重要な素子であ
る。このような分布帰還型の半導体レーザでは、
両端の劈開面がフアブリー・ペロー型共振器を構
成しないように、一方または両方の劈開面を機械
的または化学的に凹凸状にしたり、ダブルヘテロ
構造の成長面と垂直にならないように傾けたりし
ている（電子通信学会技術研究報告、光・量子エ
レクトロニクス OQE83−100 Vol.83 No.251
p57〜64 1984.1.25および特開昭52−86786号公報
参照）。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成を具備する分
布帰還型半導体レーザでは、端面での光の散乱
や、光軸方向以外への光の反射により、フアブリ
ー・ペロー型共振器モードの発振を防いでいるの
で、それらの損失がレーザの利得を減少させるこ
とになる。このため、一般に分布帰還型半導体レ
ーザは、通常のフアブリー・ペロー共振器型半導
体レーザに比べ、微分効率が悪くなつている。
布帰還型半導体レーザでは、端面での光の散乱
や、光軸方向以外への光の反射により、フアブリ
ー・ペロー型共振器モードの発振を防いでいるの
で、それらの損失がレーザの利得を減少させるこ
とになる。このため、一般に分布帰還型半導体レ
ーザは、通常のフアブリー・ペロー共振器型半導
体レーザに比べ、微分効率が悪くなつている。
また、このような損失を防ぐため、一方の端面
を高反射率とし、他方の端面を低反射率となるよ
うにコーテイングすることが行なわれているが、
この方法では、モニタ出力が取り出しにくい、低
反射率にするために端面に５層以上という多層の
コーテイングをしなければならず、良品質の素子
を得る歩留りが極端に低下するなどの問題があつ
た。
を高反射率とし、他方の端面を低反射率となるよ
うにコーテイングすることが行なわれているが、
この方法では、モニタ出力が取り出しにくい、低
反射率にするために端面に５層以上という多層の
コーテイングをしなければならず、良品質の素子
を得る歩留りが極端に低下するなどの問題があつ
た。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、微分効率を低下させることなく分布帰還型共
振器モードで発振する分布帰還型半導体レーザを
提供しようとするものである。
で、微分効率を低下させることなく分布帰還型共
振器モードで発振する分布帰還型半導体レーザを
提供しようとするものである。
(ハ) 問題点を解決するための手段
この発明の構成は、光励起部を具備する活性層
を含み、かつ、光の出射方向と垂直で平行に位置
する劈開面を有するダブルヘテロ構造を有し、光
の伝播方向に屈折率または吸収係数が周期的に変
化する分布反射器を備え、さらに、光の出射面の
少なくとも一方の出射面を、前記劈開面より所定
距離離れた光励起部近傍に設けるとともに、ダブ
ルヘテロ構造の積層方向に平行で、かつ、光の出
射方向に対し90°−ブリユスター角の角度で傾斜
した状態に設けたことを特徴とする分布帰還型半
導体レーザである。
を含み、かつ、光の出射方向と垂直で平行に位置
する劈開面を有するダブルヘテロ構造を有し、光
の伝播方向に屈折率または吸収係数が周期的に変
化する分布反射器を備え、さらに、光の出射面の
少なくとも一方の出射面を、前記劈開面より所定
距離離れた光励起部近傍に設けるとともに、ダブ
ルヘテロ構造の積層方向に平行で、かつ、光の出
射方向に対し90°−ブリユスター角の角度で傾斜
した状態に設けたことを特徴とする分布帰還型半
導体レーザである。
(ニ) 作用
一方の光の出射面が光の出射方向に対し所定の
角度傾斜しているので、フアブリー・ペロー型共
振器モードでの発振を抑制することができる。
角度傾斜しているので、フアブリー・ペロー型共
振器モードでの発振を抑制することができる。
(ホ) 実施例
以下この発明の実施例を図面にて詳述するが、
この発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
この発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
第１図はこの発明の実施例の分布帰還型半導体
レーザＡの上面図であり、第２図は第１図のＸ−
Ｘ線における縦断面図である。
レーザＡの上面図であり、第２図は第１図のＸ−
Ｘ線における縦断面図である。
第２図において、分布帰還型半導体レーザＡ
は、ｎ側電極１と、その上面に設けられるｎ型
InP基板２と、ｎ型InP基板２の100面上に、ｎ型
InPバツフア層（以下ｎ型バツフア層と記す）
３、アンドープInGaAsP活性層（以下活性層と
記す）４、ｐ型InGaAsPガイド層（以下ｐ型ガ
イド層と記す）５、ｐ型InPクラツド層（以下ｐ
型クラツド層と記す）６、ｐ型InGaAsPコンタ
クト層（以下ｐ型コンタクト層と記す）７、Si3
N4膜８が上記の順で積層される。９は、光励起
部上方のｐ型コンタクト層７に設けられたｐ型電
極である。
は、ｎ側電極１と、その上面に設けられるｎ型
InP基板２と、ｎ型InP基板２の100面上に、ｎ型
InPバツフア層（以下ｎ型バツフア層と記す）
３、アンドープInGaAsP活性層（以下活性層と
記す）４、ｐ型InGaAsPガイド層（以下ｐ型ガ
イド層と記す）５、ｐ型InPクラツド層（以下ｐ
型クラツド層と記す）６、ｐ型InGaAsPコンタ
クト層（以下ｐ型コンタクト層と記す）７、Si3
N4膜８が上記の順で積層される。９は、光励起
部上方のｐ型コンタクト層７に設けられたｐ型電
極である。
上記の構造は、以下に述べる方法で形成され
る。
る。
まずｎ型InP基板２の100面上に通常の液相成
長法により、ｎ型バツフア層３、活性層４、活性
層４よりもエネルギーギヤツプが大きいｐ型ガイ
ド層５を成長させた後、ホトレジストを塗布し、
そのホトレジストに通常の２光束干渉露光装置に
より、レーザ光の波長と同程度の周期をもつ回折
格子状のマスクを作製する（図示せず）。このホ
トレジストをマスクとして、飽和臭素水、リン
酸、水がそれぞれ２：１：15の割合で混合された
混合溶液を用いてｐ型ガイド層５をエツチング
し、レーザ光の伝播方向に、レーザ光の波長と同
程度の周期の凹凸を形成し、分布反射器として機
能する。次に２回目の液相成長によりｐ型クラツ
ド層６、ｐ型コンタクト層７を順次成長する。こ
の後、プラズマCVD法などを用いてSi3N4膜を蒸
着する。上記による形成物を通常のホトリソグラ
フイー法を用いて、レーザ端面１１，１１近傍を
上面から見て台形状になるように、Si3N4膜をマ
スクとして反応性イオンビーム法を用いてエツチ
ングする。すなわちこのエツチング部１２，１２
は、ｐ型電極９の幅W1より大なる幅W2を有し、
かつ、成長面に対する垂直下方向に、ｎ型バツフ
ア層３に至る深さを有するもので、さらに第１図
に矢印１３で示す光の出射方向に対し、所定の角
度θ傾斜した光の出射面１０がダブルヘテロ構造
の成長面100面と垂直に、光励起部近傍に形成さ
れている。この実施例においては、幅W2は幅W1
の２倍の幅寸法であり、上記所定の角度θはレー
ザ光の波長におけるレーザ媒質の屈折率をｎとし
た場合に、 tan（90°−θ）＝ｎ ……（１−１） なる関係を満足するように選んだ。この場合、角
度θは70°以上80°以下が好ましい。
長法により、ｎ型バツフア層３、活性層４、活性
層４よりもエネルギーギヤツプが大きいｐ型ガイ
ド層５を成長させた後、ホトレジストを塗布し、
そのホトレジストに通常の２光束干渉露光装置に
より、レーザ光の波長と同程度の周期をもつ回折
格子状のマスクを作製する（図示せず）。このホ
トレジストをマスクとして、飽和臭素水、リン
酸、水がそれぞれ２：１：15の割合で混合された
混合溶液を用いてｐ型ガイド層５をエツチング
し、レーザ光の伝播方向に、レーザ光の波長と同
程度の周期の凹凸を形成し、分布反射器として機
能する。次に２回目の液相成長によりｐ型クラツ
ド層６、ｐ型コンタクト層７を順次成長する。こ
の後、プラズマCVD法などを用いてSi3N4膜を蒸
着する。上記による形成物を通常のホトリソグラ
フイー法を用いて、レーザ端面１１，１１近傍を
上面から見て台形状になるように、Si3N4膜をマ
スクとして反応性イオンビーム法を用いてエツチ
ングする。すなわちこのエツチング部１２，１２
は、ｐ型電極９の幅W1より大なる幅W2を有し、
かつ、成長面に対する垂直下方向に、ｎ型バツフ
ア層３に至る深さを有するもので、さらに第１図
に矢印１３で示す光の出射方向に対し、所定の角
度θ傾斜した光の出射面１０がダブルヘテロ構造
の成長面100面と垂直に、光励起部近傍に形成さ
れている。この実施例においては、幅W2は幅W1
の２倍の幅寸法であり、上記所定の角度θはレー
ザ光の波長におけるレーザ媒質の屈折率をｎとし
た場合に、 tan（90°−θ）＝ｎ ……（１−１） なる関係を満足するように選んだ。この場合、角
度θは70°以上80°以下が好ましい。
上記工程は、実際には、第３図に示すように、
１枚のウエハ１５に分布帰還型半導体レーザＡの
共振器長のピツチ１６で、平行四辺形のパターン
１７をSi3N4膜にあけてエツチングした後、パタ
ーン１７の間にｐ型電極９を蒸着し、図中の１点
鎖線１８および２点鎖線１９において個々のレー
ザに切断する製造工程にてなされるものである。
１枚のウエハ１５に分布帰還型半導体レーザＡの
共振器長のピツチ１６で、平行四辺形のパターン
１７をSi3N4膜にあけてエツチングした後、パタ
ーン１７の間にｐ型電極９を蒸着し、図中の１点
鎖線１８および２点鎖線１９において個々のレー
ザに切断する製造工程にてなされるものである。
この実施例において、レーザ光の電場は100面
と平行になつており、したがつて偏光方向も100
面と平行である。このため、レーザ光は出射面１
０に対しブリユースター角で入射することにな
り、ほとんど反射されない、通常、レーザ光の一
部は電場が100面と垂直なものも存在するが、そ
のようなレーザ光に対しては、出射面１０は高反
射面となり、レーザ光の伝播方向と2x（90°−θ）
の方向２０へ反射されるので、出射面１０から出
力される出力レーザ光から除去することができ、
偏光純度のよい出力が得られる。
と平行になつており、したがつて偏光方向も100
面と平行である。このため、レーザ光は出射面１
０に対しブリユースター角で入射することにな
り、ほとんど反射されない、通常、レーザ光の一
部は電場が100面と垂直なものも存在するが、そ
のようなレーザ光に対しては、出射面１０は高反
射面となり、レーザ光の伝播方向と2x（90°−θ）
の方向２０へ反射されるので、出射面１０から出
力される出力レーザ光から除去することができ、
偏光純度のよい出力が得られる。
上記実施例においては、InGaAsP／InP系電極
ストライプ型半導体レーザを例として説明を行な
つたが、他の物質、例えば、GaAlAs／GaAs系、
InGaP／InGaAlP系などを用いた半導体レーザ
に適用することも可能である。また、埋込型レー
ザのような断面形状の半導体レーザに適用するこ
とも可能である。
ストライプ型半導体レーザを例として説明を行な
つたが、他の物質、例えば、GaAlAs／GaAs系、
InGaP／InGaAlP系などを用いた半導体レーザ
に適用することも可能である。また、埋込型レー
ザのような断面形状の半導体レーザに適用するこ
とも可能である。
(ト) 発明の効果
この発明によれば、光の出射面をダブルヘテロ
構造の成長方向と平行で、かつ、光の伝播方向に
対し一定の角度だけ傾けることにより、端面での
反射率を低減し、不要なフアブリー・ペロー型共
振器モードの発振を抑制することが容易にできる
分布帰還型半導体レーザが得られる。また、出射
面での散乱などによる損失の増加もなく、微分効
率の低下を招くこともないものである。
構造の成長方向と平行で、かつ、光の伝播方向に
対し一定の角度だけ傾けることにより、端面での
反射率を低減し、不要なフアブリー・ペロー型共
振器モードの発振を抑制することが容易にできる
分布帰還型半導体レーザが得られる。また、出射
面での散乱などによる損失の増加もなく、微分効
率の低下を招くこともないものである。
第１図はこの発明の実施例上面図、第２図は第
１図のＸ−Ｘ線における縦断面図、第３図はこの
発明の分布帰還型半導体レーザを製作するために
用いられるウエハ上のパターン構成を示す要部拡
大上面図である。 ４……アンドープInGaAsP活性層、５……ｐ
型InGaAsPガイド層（分布反射器），１０……出
射面、θ……所定の角度。
１図のＸ−Ｘ線における縦断面図、第３図はこの
発明の分布帰還型半導体レーザを製作するために
用いられるウエハ上のパターン構成を示す要部拡
大上面図である。 ４……アンドープInGaAsP活性層、５……ｐ
型InGaAsPガイド層（分布反射器），１０……出
射面、θ……所定の角度。
Claims (1)
- １ 光励起部を具備する活性層を含み、かつ、光
の出射方向と垂直で平行に位置する劈開面を有す
るダブルヘテロ構造を有し、光の伝播方向に屈折
率または吸収係数が周期的に変化する分布反射器
を備え、さらに、光の出射面の少なくとも一方の
出射面を、前記劈開面より所定距離離れた光励起
部近傍に設けるとともに、ダブルヘテロ構造の積
層方向に平行で、かつ、光の出射方向に対し90°
−ブリユスター角の角度で傾斜した状態に設けた
ことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239480A JPS6393187A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| US07/104,315 US4849985A (en) | 1986-10-08 | 1987-10-02 | Distributed feedback semiconductor laser device |
| EP87308877A EP0263690A3 (en) | 1986-10-08 | 1987-10-07 | A distributed feedback semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239480A JPS6393187A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393187A JPS6393187A (ja) | 1988-04-23 |
| JPH051992B2 true JPH051992B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=17045400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239480A Granted JPS6393187A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849985A (ja) |
| EP (1) | EP0263690A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6393187A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292685A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device |
| GB2354110A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-14 | Univ Bristol | Ridge waveguide lasers |
| US6885793B2 (en) * | 2003-06-10 | 2005-04-26 | Spectra Physics, Inc | Cleaving laser diode bars having gratings |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1010241A (en) * | 1963-07-02 | 1965-11-17 | Nat Res Dev | Optical maser device |
| JPS5286786A (en) * | 1976-01-14 | 1977-07-19 | Toshiba Corp | Semiconductor laser device |
| JPS5810882A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-21 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS6016086A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Seiko Epson Corp | カラ−テレビジヨン用色復調回路 |
| JP3381269B2 (ja) * | 1992-04-07 | 2003-02-24 | 東芝モノフラックス株式会社 | 繊維質断熱材及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61239480A patent/JPS6393187A/ja active Granted
-
1987
- 1987-10-02 US US07/104,315 patent/US4849985A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-07 EP EP87308877A patent/EP0263690A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4849985A (en) | 1989-07-18 |
| EP0263690A3 (en) | 1989-04-05 |
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