JPH0555702A - 波長可変型半導体レーザ装置 - Google Patents
波長可変型半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH0555702A JPH0555702A JP24278891A JP24278891A JPH0555702A JP H0555702 A JPH0555702 A JP H0555702A JP 24278891 A JP24278891 A JP 24278891A JP 24278891 A JP24278891 A JP 24278891A JP H0555702 A JPH0555702 A JP H0555702A
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- Japan
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- semiconductor laser
- laser device
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 波長可変型半導体レーザ装置において、より
大きな波長可変量を得ることを目的とする。 【構成】 活性層４とこの活性層よりもバンドギャップ
の広いキャリアトラップ層９との両者の間に、この両者
のいずれよりもバンドギャップの広いバリア層１０を設
けるとともに、このバリア層１０の厚さは、上記活性層
４とキャリアトラップ層９との間を容易にキャリア１１
がトンネルできる薄さに形成する。
大きな波長可変量を得ることを目的とする。 【構成】 活性層４とこの活性層よりもバンドギャップ
の広いキャリアトラップ層９との両者の間に、この両者
のいずれよりもバンドギャップの広いバリア層１０を設
けるとともに、このバリア層１０の厚さは、上記活性層
４とキャリアトラップ層９との間を容易にキャリア１１
がトンネルできる薄さに形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、波長可変量を大きく
できる波長可変型半導体レーザ装置に関するものであ
る。
できる波長可変型半導体レーザ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の波長可変型半導体レーザ装
置を示す外形図であり、図３はその波長可変型半導体レ
ーザ装置のバンドダイアグラムである。ｎ側電極は共振
器方向に対して前後に分割され、第１ｎ側オーミック電
極１および第２ｎ側オーミック電極２を形成している。
３は絶縁膜、４は活性層、５はｎ型ブロック層、６はｐ
型クラッド層、７はｎ型クラッド層、８はｐ側オーミッ
ク電極、１１は活性層に注入されたキャリア、１２は活
性層付近の電磁界分布を示す。
置を示す外形図であり、図３はその波長可変型半導体レ
ーザ装置のバンドダイアグラムである。ｎ側電極は共振
器方向に対して前後に分割され、第１ｎ側オーミック電
極１および第２ｎ側オーミック電極２を形成している。
３は絶縁膜、４は活性層、５はｎ型ブロック層、６はｐ
型クラッド層、７はｎ型クラッド層、８はｐ側オーミッ
ク電極、１１は活性層に注入されたキャリア、１２は活
性層付近の電磁界分布を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の波
長可変型半導体レーザ装置での波長可変量Δλはしきい
値キャリア濃度の変化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大
きさでほぼ決定されるが、これらの値は構造に依存し、
あまり大きくすることができないために、Δλも比較的
小さいという問題点がある。この発明は上記の問題点を
解決するものであり、波長可変量Δλが大きな波長可変
型半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
長可変型半導体レーザ装置での波長可変量Δλはしきい
値キャリア濃度の変化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大
きさでほぼ決定されるが、これらの値は構造に依存し、
あまり大きくすることができないために、Δλも比較的
小さいという問題点がある。この発明は上記の問題点を
解決するものであり、波長可変量Δλが大きな波長可変
型半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる波長可変
型半導体レーザ装置は、活性層と、その活性層を挟む第
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層と、第
１導電側電極および第２導電側電極を備えた半導体レー
ザ装置において、上記第１導電側電極は、共振器方向に
対して前後に電極が分割して形成されてなり、上記活性
層とこの活性層よりもバンドギャップの広いキャリアト
ラップ層との間に、この両者のいずれよりもバンドギャ
ップの広いバリア層を設けるとともに、このバリア層の
厚さは、上記活性層とキャリアトラップ層との間を容易
にキャリアがトンネルできる薄さに形成したものであ
る。また、上記キャリアトラップ層は多重量子井戸構造
としたものである。
型半導体レーザ装置は、活性層と、その活性層を挟む第
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層と、第
１導電側電極および第２導電側電極を備えた半導体レー
ザ装置において、上記第１導電側電極は、共振器方向に
対して前後に電極が分割して形成されてなり、上記活性
層とこの活性層よりもバンドギャップの広いキャリアト
ラップ層との間に、この両者のいずれよりもバンドギャ
ップの広いバリア層を設けるとともに、このバリア層の
厚さは、上記活性層とキャリアトラップ層との間を容易
にキャリアがトンネルできる薄さに形成したものであ
る。また、上記キャリアトラップ層は多重量子井戸構造
としたものである。
【０００５】
【作用】本発明の波長可変型半導体レーザ装置におい
て、レーザ活性層に電流を注入するためのオーミック電
極は、共振器方向に対して前後に第１ｎ側電極１と第２
ｎ側電極２とに分割されているために、レーザ共振器の
前面側と後面側に注入する電流は各々独立に制御され
る。レーザ利得は、共振器内の光子密度と電流密度の乗
算で表わされる。一般に共振器内の光子密度は不均一に
分布しているために、光子密度の高い領域の電流密度を
高くすれば、効率的に高いレーザ利得が得られ、逆に光
子密度の低い領域の電流密度を高くするとレーザ利得は
下がる。
て、レーザ活性層に電流を注入するためのオーミック電
極は、共振器方向に対して前後に第１ｎ側電極１と第２
ｎ側電極２とに分割されているために、レーザ共振器の
前面側と後面側に注入する電流は各々独立に制御され
る。レーザ利得は、共振器内の光子密度と電流密度の乗
算で表わされる。一般に共振器内の光子密度は不均一に
分布しているために、光子密度の高い領域の電流密度を
高くすれば、効率的に高いレーザ利得が得られ、逆に光
子密度の低い領域の電流密度を高くするとレーザ利得は
下がる。
【０００６】上述のことから、前、後面の注入電流の比
率を様々に変化させると、レーザ利得が変化し、その結
果、しきい値電流密度が変化する。波長可変量Δλと、
しきい値キャリア密度変化量のΔＮの関係は次式で与え
られる。 Δλ＝（λ／ｎ）Γ（ｄｎ／ｄＮ）ΔＮ
率を様々に変化させると、レーザ利得が変化し、その結
果、しきい値電流密度が変化する。波長可変量Δλと、
しきい値キャリア密度変化量のΔＮの関係は次式で与え
られる。 Δλ＝（λ／ｎ）Γ（ｄｎ／ｄＮ）ΔＮ
【０００７】ただし、ｎは屈折率、λは波長、ｄｎ／ｄ
Ｎは屈折率のキャリア密度に対する微分効率、Γはレー
ザ光の活性層へ閉じ込められる割合を示す。上式より、
ΔＮを変化させると、これに応じてΔλが増大する。即
ち、波長が変化する。
Ｎは屈折率のキャリア密度に対する微分効率、Γはレー
ザ光の活性層へ閉じ込められる割合を示す。上式より、
ΔＮを変化させると、これに応じてΔλが増大する。即
ち、波長が変化する。
【０００８】上記のような構成の波長可変型半導体レー
ザ装置での波長可変量Δλはしきい値キャリア濃度の変
化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大きさでほぼ決定され
るが、これらの値は構造に依存し、あまり大きくするこ
とができないために、Δλも比較的小さい。
ザ装置での波長可変量Δλはしきい値キャリア濃度の変
化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大きさでほぼ決定され
るが、これらの値は構造に依存し、あまり大きくするこ
とができないために、Δλも比較的小さい。
【０００９】この発明においては、キャリアトラップ層
のキャリア密度は活性層のキャリア密度に比例するた
め、屈折率変動が生ずる層厚が増大する。このため、Γ
が増大し、波長可変幅を広くすることができる。また、
キャリアトラップ層を多重量子井戸層にすると、異常分
散によるｄｎ／ｄＮの増大効果が加味され、さらに波長
可変量は増大する。
のキャリア密度は活性層のキャリア密度に比例するた
め、屈折率変動が生ずる層厚が増大する。このため、Γ
が増大し、波長可変幅を広くすることができる。また、
キャリアトラップ層を多重量子井戸層にすると、異常分
散によるｄｎ／ｄＮの増大効果が加味され、さらに波長
可変量は増大する。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による波長可変型
半導体レーザ装置のバンドダイヤグラムである。４は活
性層、６はｐ型クラッド層、７はｎ型クラッド層、９は
キャリアトラップ層、１０は活性層４とキャリアトラッ
プ層９よりバンドギャップの広いバリア層、１１はキャ
リア、１２は電磁界分布である。
半導体レーザ装置のバンドダイヤグラムである。４は活
性層、６はｐ型クラッド層、７はｎ型クラッド層、９は
キャリアトラップ層、１０は活性層４とキャリアトラッ
プ層９よりバンドギャップの広いバリア層、１１はキャ
リア、１２は電磁界分布である。
【００１１】前記のように構成された波長可変型半導体
レーザ装置において、バリア層が十分薄い場合には、活
性層に注入されたキャリアは容易にキャリアトラップ層
にトンネルする。従って、活性層４のキャリア濃度の変
化に比例してキャリアトラップ層９のキャリア濃度も変
化する。即ち、活性層４の屈折率変化とともに、キャリ
アトラップ層９の屈折率も変化することになる。この結
果、屈折率変化を生ずる層厚が増大するため、実質的に
光閉じ込め係数Γが増大する。このため、波長可変幅は
大きくなる。なお、キャリアトラップ層は活性層よりも
バンドギャップを広く設定するために、キャリアトラッ
プ層でレーザ発振することはない。
レーザ装置において、バリア層が十分薄い場合には、活
性層に注入されたキャリアは容易にキャリアトラップ層
にトンネルする。従って、活性層４のキャリア濃度の変
化に比例してキャリアトラップ層９のキャリア濃度も変
化する。即ち、活性層４の屈折率変化とともに、キャリ
アトラップ層９の屈折率も変化することになる。この結
果、屈折率変化を生ずる層厚が増大するため、実質的に
光閉じ込め係数Γが増大する。このため、波長可変幅は
大きくなる。なお、キャリアトラップ層は活性層よりも
バンドギャップを広く設定するために、キャリアトラッ
プ層でレーザ発振することはない。
【００１２】このように本実施例においては、キャリア
トラップ層のキャリア密度は活性層のキャリア密度に比
例するため、屈折率変動が生ずる層厚が増大する。この
ため、Γが増大し、波長可変幅が広くなる。
トラップ層のキャリア密度は活性層のキャリア密度に比
例するため、屈折率変動が生ずる層厚が増大する。この
ため、Γが増大し、波長可変幅が広くなる。
【００１３】なお、上記実施例では、キャリアトラップ
層は１層のみであるが、これを多層量子井戸構造の層に
することもできる。この場合には多重量子井戸での異常
分散による屈折率変動の増大が生ずるため、より大きな
波長可変量が得られる。
層は１層のみであるが、これを多層量子井戸構造の層に
することもできる。この場合には多重量子井戸での異常
分散による屈折率変動の増大が生ずるため、より大きな
波長可変量が得られる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る波長可変
型半導体レーザ装置によれば、活性層とこの活性層より
もバンドギャップの広いキャリアトラップ層との両者の
間に、この両者のいずれよりもバンドギャップの広いバ
リア層を設けるとともに、このバリア層の厚さは、上記
活性層とキャリアトラップ層との間を容易にキャリアが
トンネルできる薄さに形成され、屈折率変動に関する光
閉じ込め係数を大きくなるように構成したため、波長可
変量を大きくできる効果があり、また、キャリアトラッ
プ層を多層量子井戸構造の層にすれば、多重量子井戸で
の異常分散による屈折率変動の増大によって、より大き
な波長可変量が得られる。
型半導体レーザ装置によれば、活性層とこの活性層より
もバンドギャップの広いキャリアトラップ層との両者の
間に、この両者のいずれよりもバンドギャップの広いバ
リア層を設けるとともに、このバリア層の厚さは、上記
活性層とキャリアトラップ層との間を容易にキャリアが
トンネルできる薄さに形成され、屈折率変動に関する光
閉じ込め係数を大きくなるように構成したため、波長可
変量を大きくできる効果があり、また、キャリアトラッ
プ層を多層量子井戸構造の層にすれば、多重量子井戸で
の異常分散による屈折率変動の増大によって、より大き
な波長可変量が得られる。
【図１】この発明の一実施例による波長可変型半導体レ
ーザ装置のバンドダイヤグラム図である。
ーザ装置のバンドダイヤグラム図である。
【図２】従来例の波長可変型半導体レーザ装置を示す外
形図である。
形図である。
【図３】従来例の波長可変型半導体レーザ装置のバンド
ダイヤグラム図である。
ダイヤグラム図である。
１ 第１ｎ側オーミックコンタクト ２ 第２ｎ側オーミックコンタクト ３ 絶縁膜 ４ 活性層 ５ ｎ型ブロック層 ６ ｐ型クラッド層 ７ ｎ型クラッド層 ８ ｐ側オーミックコンタクト ９ キャリアトラップ層 １０ バリア層 １１ キャリア １２ 電磁界分布
Claims (2)
- 【請求項１】 活性層と、その活性層を挟む第１導電型
クラッド層および第２導電型クラッド層と、第１導電側
電極および第２導電側電極とを備えた半導体レーザ装置
において、 上記第１導電型側電極は、共振器方向に対して前後に電
極が分割して形成されてなり、 上記活性層とこの活性層よりもバンドギャップの広いキ
ャリアトラップ層との間に、この両者のいずれよりもバ
ンドギャップの広いバリア層を備え、 このバリア層の厚さは、上記活性層とキャリアトラップ
層との間を容易にキャリアがトンネルできる薄さに形成
されていることを特徴とする波長可変型半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】上記キャリアトラップ層は多重量子井戸構
造である請求項１に記載の波長可変型半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24278891A JP2839397B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24278891A JP2839397B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555702A true JPH0555702A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2839397B2 JP2839397B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=17094305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24278891A Expired - Lifetime JP2839397B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839397B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| US6111904A (en) * | 1995-03-30 | 2000-08-29 | Nec Corporation | Laser diode with an improved multiple quantum well structure adopted for reduction in wavelength chirping |
| DE102007029257A1 (de) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Landesstiftung Baden-Württemberg gGmbH | Laserverstärkersystem |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP24278891A patent/JP2839397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6111904A (en) * | 1995-03-30 | 2000-08-29 | Nec Corporation | Laser diode with an improved multiple quantum well structure adopted for reduction in wavelength chirping |
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| EP1315216A2 (en) * | 1997-12-12 | 2003-05-28 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| EP1315216A3 (en) * | 1997-12-12 | 2003-10-22 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| DE102007029257A1 (de) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Landesstiftung Baden-Württemberg gGmbH | Laserverstärkersystem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2839397B2 (ja) | 1998-12-16 |
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