JPH0578955B2 - - Google Patents
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- JPH0578955B2 JPH0578955B2 JP60125449A JP12544985A JPH0578955B2 JP H0578955 B2 JPH0578955 B2 JP H0578955B2 JP 60125449 A JP60125449 A JP 60125449A JP 12544985 A JP12544985 A JP 12544985A JP H0578955 B2 JPH0578955 B2 JP H0578955B2
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- 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
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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Description
【発明の詳細な説明】
（発明の分野）
本発明は、光通信用あるいは光計測器用の光源
等として用いられる半導体レーザ装置に関する。
等として用いられる半導体レーザ装置に関する。
（従来技術）
単一軸モードで動作する分布帰還形半導体レー
ザ（Distributed Feedback Laser Diode、以後
DFBLDと略）あるいは、分布ブラツグ反射形半
導体レーザ（Distributed Bragg Reflector
Laser Diode、以後DBRLDと略）は、高速およ
び長距離の光フアイバ通信用光源として、また、
発振波長の単一性が良いことから、コヒーレント
な光学系を組んだ光計測器の光源として期待され
開発が急ピツチで進められている。InGaAsP／
InP系材料を用いたDFBLDでは4Gb／ｓという
超高速で伝送距離が100Kmを越える光フアイバ通
信システム実験の光源として用いられ良好な結果
が得られている。また、特性が良好な素子では、
単一軸モード動作で100ｍｗを越える高出力cw動
作や、140℃に達する高温cw動作が得られ、従来
のフアブリ・ペロー（Fabry−perot）形半導体
レーザとほぼ同等の特性が得られている。しかし
ながら、従来のフアブリ・ペロー（Fabry−
perot）形半導体レーザと異なり、DFBLDでは、
発振軸モードを１本に制御することに製作上の難
かしさを有している。即ち、フアブリ・ペロー
（Fabry−perot）形半導体レーザでは、発振横モ
ードを制御しさえすればほぼ所要条件を満足させ
ることができる素子を安定して作製することがで
きたが、DFBLDでは、回折格子が、光出射端面
でどの様な回折格子位相で切れているか、などに
より発振スペクトルが、単一軸モードであつた
り、複数の軸モードであつたり、複雑な変化する
ため、安定した単一軸モードで動作する素子を高
い歩留りで製作することが難しかつた。
ザ（Distributed Feedback Laser Diode、以後
DFBLDと略）あるいは、分布ブラツグ反射形半
導体レーザ（Distributed Bragg Reflector
Laser Diode、以後DBRLDと略）は、高速およ
び長距離の光フアイバ通信用光源として、また、
発振波長の単一性が良いことから、コヒーレント
な光学系を組んだ光計測器の光源として期待され
開発が急ピツチで進められている。InGaAsP／
InP系材料を用いたDFBLDでは4Gb／ｓという
超高速で伝送距離が100Kmを越える光フアイバ通
信システム実験の光源として用いられ良好な結果
が得られている。また、特性が良好な素子では、
単一軸モード動作で100ｍｗを越える高出力cw動
作や、140℃に達する高温cw動作が得られ、従来
のフアブリ・ペロー（Fabry−perot）形半導体
レーザとほぼ同等の特性が得られている。しかし
ながら、従来のフアブリ・ペロー（Fabry−
perot）形半導体レーザと異なり、DFBLDでは、
発振軸モードを１本に制御することに製作上の難
かしさを有している。即ち、フアブリ・ペロー
（Fabry−perot）形半導体レーザでは、発振横モ
ードを制御しさえすればほぼ所要条件を満足させ
ることができる素子を安定して作製することがで
きたが、DFBLDでは、回折格子が、光出射端面
でどの様な回折格子位相で切れているか、などに
より発振スペクトルが、単一軸モードであつた
り、複数の軸モードであつたり、複雑な変化する
ため、安定した単一軸モードで動作する素子を高
い歩留りで製作することが難しかつた。
（発明の目的）
本発明の目的は、安定した単一軸モードで動作
し、かつ高い製作歩留りが得られる半導体レーザ
装置を提供することにある。
し、かつ高い製作歩留りが得られる半導体レーザ
装置を提供することにある。
（発明の構成）
本発明によれば、活性層に隣接して回折格子が
形成されている構造の半導体レーザにおいて、活
性層内の共振器軸方向の光の電解強度分布に比例
した形状に注入電流分布形状を制御する手段を有
することを特徴とする半導体レーザ装置が得られ
る。
形成されている構造の半導体レーザにおいて、活
性層内の共振器軸方向の光の電解強度分布に比例
した形状に注入電流分布形状を制御する手段を有
することを特徴とする半導体レーザ装置が得られ
る。
（発明の原理の説明）
本発明の実施例を説明する前に本発明の原理を
簡単に説明する。第１図ａは、DFBLDの構造の
一例を示す模式図である。DFBLDでは、素子の
ほぼ中央にブラツグ波長に対し1/4波長分だけ回
折格子の位相を変化させるλ／４シフト領域５０
を設けると、単一軸モードの発振特性は改善させ
ることが報告されている（例えば宇高等による昭
和59年度電子・通信学会全国大会予稿集1017）。
第１図ａの模式図も同様の構造になつている。両
側端面での反射による影響を避けるため両端面に
は低反射膜３０，３１が形成されている。この
時、DFBLDの共振器内に形成されるブラツグ波
長で発振する最も発振閾値の低い光の電解強度を
計算したのが第１図ｂである。この時、電流の注
入は共振器軸方向の各点で一様とし、各点での利
得は等しいものとして計算した。この時、電解強
度は素子中央のλ／４シフト領域５０のところで
最も大きく、端面に向つて減衰して行く形になる
ことがわかる。λ／４シフト領域５０を内部に形
成した素子はブラツグ波長で発振し、副モードと
の発振閾値利得差を大きくとることができる優れ
た構造である。その特徴は、ブラツグ波長で発振
することであり、この時の共振器内の光の電解強
度分布は第１図ｂの形になるわけである。ところ
で、第１図ｂでは、利得は共振器軸方向で一様と
した。ところが、実際は、共振器のほぼ中央で
は、光の電解強度が大きいため共振器の両端部に
比較し、より多くの注入キヤリアが消費されてお
り、実際は利得の飽和が起きる。この効果を考え
ると、光の電解強度分布及び利得の分布は第１図
ｃに示される様な、中央での光の電解強度が第１
図ｂに比べ若干小さくなつた形状となる。ところ
で、高出力を得ようとして、注入電流を次第に増
加させた時、共振器内部の光の電解強度が更に増
大するため、共振器中央付近での注入キヤリアの
消費が更に増大し逆に中央部に比べ注入キヤリア
の消費が小さい共振器の両端部での利得が大きい
という傾向が助長されて行く。従つてブラツグ波
長で発振するモードとは異なつた、光の電界強度
分布が共振器の両端部において大きくなる様な副
モードが発振し易くなつて行き、最後には、ブラ
ツグ波長で発振するモードと同時にあるいは、ブ
ラツグ波長でのモードが発振を停止して、副モー
ドが発振する。この様な現象は、従来の計算が、
ほとんどの場合、共振器内での利得が一様である
と仮定していたため、十分に理解されていなかつ
た。実際、本発明の発明者等は、第１図の模式図
に示す構造と類似の構造の素子を試作して、評価
したところ、最初予測されていた以上に副モード
の発振が観測されており、これを説明するには、
上述した様な、共振器軸方向での光の電界強度分
布形状を考慮する必要があることが判つた。この
問題を解消するためには、第１図ｄに示す様に、
最低閾値で発振するモードの光の電界強度分布に
相似な分布形状をした利得分布が保たれる様に、
注入電流の共振器方向の分布形状を制御してやれ
ば良いことは明らかである。従つて、以下に示す
本発明の実施例は共振器方向において、従来の
DFBLDとは異なつて、内部の光の電界分布形状
に対応した、電流注入分布形状を形成してやるこ
とを特徴としている。
簡単に説明する。第１図ａは、DFBLDの構造の
一例を示す模式図である。DFBLDでは、素子の
ほぼ中央にブラツグ波長に対し1/4波長分だけ回
折格子の位相を変化させるλ／４シフト領域５０
を設けると、単一軸モードの発振特性は改善させ
ることが報告されている（例えば宇高等による昭
和59年度電子・通信学会全国大会予稿集1017）。
第１図ａの模式図も同様の構造になつている。両
側端面での反射による影響を避けるため両端面に
は低反射膜３０，３１が形成されている。この
時、DFBLDの共振器内に形成されるブラツグ波
長で発振する最も発振閾値の低い光の電解強度を
計算したのが第１図ｂである。この時、電流の注
入は共振器軸方向の各点で一様とし、各点での利
得は等しいものとして計算した。この時、電解強
度は素子中央のλ／４シフト領域５０のところで
最も大きく、端面に向つて減衰して行く形になる
ことがわかる。λ／４シフト領域５０を内部に形
成した素子はブラツグ波長で発振し、副モードと
の発振閾値利得差を大きくとることができる優れ
た構造である。その特徴は、ブラツグ波長で発振
することであり、この時の共振器内の光の電解強
度分布は第１図ｂの形になるわけである。ところ
で、第１図ｂでは、利得は共振器軸方向で一様と
した。ところが、実際は、共振器のほぼ中央で
は、光の電解強度が大きいため共振器の両端部に
比較し、より多くの注入キヤリアが消費されてお
り、実際は利得の飽和が起きる。この効果を考え
ると、光の電解強度分布及び利得の分布は第１図
ｃに示される様な、中央での光の電解強度が第１
図ｂに比べ若干小さくなつた形状となる。ところ
で、高出力を得ようとして、注入電流を次第に増
加させた時、共振器内部の光の電解強度が更に増
大するため、共振器中央付近での注入キヤリアの
消費が更に増大し逆に中央部に比べ注入キヤリア
の消費が小さい共振器の両端部での利得が大きい
という傾向が助長されて行く。従つてブラツグ波
長で発振するモードとは異なつた、光の電界強度
分布が共振器の両端部において大きくなる様な副
モードが発振し易くなつて行き、最後には、ブラ
ツグ波長で発振するモードと同時にあるいは、ブ
ラツグ波長でのモードが発振を停止して、副モー
ドが発振する。この様な現象は、従来の計算が、
ほとんどの場合、共振器内での利得が一様である
と仮定していたため、十分に理解されていなかつ
た。実際、本発明の発明者等は、第１図の模式図
に示す構造と類似の構造の素子を試作して、評価
したところ、最初予測されていた以上に副モード
の発振が観測されており、これを説明するには、
上述した様な、共振器軸方向での光の電界強度分
布形状を考慮する必要があることが判つた。この
問題を解消するためには、第１図ｄに示す様に、
最低閾値で発振するモードの光の電界強度分布に
相似な分布形状をした利得分布が保たれる様に、
注入電流の共振器方向の分布形状を制御してやれ
ば良いことは明らかである。従つて、以下に示す
本発明の実施例は共振器方向において、従来の
DFBLDとは異なつて、内部の光の電界分布形状
に対応した、電流注入分布形状を形成してやるこ
とを特徴としている。
（発明の第１の実施例）
第２図に本発明の第１の実施例を表す斜視図を
示す。（001）面方向のｎ形InP基板１（Snドー
プ、キヤリア濃度１×1018cm-3）の上に、共振器
のほぼ中央部に、λ／４シフト領域５０を有する
深さ、1000Å、周期が2000Åの回折格子６０を形
成する。この基板の上にｎ形InGaAsP光ガイド
層２（発光波長にして1.15μｍ組成、膜厚が谷の
部分で0.15μｍ、Snドープ、キヤリア濃度７×
1017cm-3）、ノンドープInGaAsP活性層３（発光
波長にして、1.30μｍ組成、膜厚0.1μｍ）、及びｐ
形InPクラツド層４（Znドープ、キヤリア濃度１
×1018cm-3、膜厚0.7μｍ）を積層する。この後＜
110＞方向に間に上部の幅約1.5μｍのメサストラ
イプ７０を挟んで深さ3μｍ幅約8μｍの２本の平
行な２本の溝７１，７２を形成し、更にｐ形InP
電流ブロツク層５（Znドープ、キヤリア濃度１
×1018cm-3、平坦部での厚さ0.5μｍ）、ｎ形InP電
流閉じ込め層６（Teドープ、キヤリア濃度５×
1018cm-3平坦部での厚さ0.5μｍ）を、メサストラ
イプ７０の上部のみには成長しない様に積層さ
せ、更に全体を覆つてｐ形InP埋め込み層７（Zn
ドープ、キヤリア濃度１×1018cm-3、平坦部での
厚さ1.5μｍ）、ｐ形InGaAsPキヤツプ層８（Znド
ープ、キヤリア濃度１×1019cm-3、平坦部での厚
さ1.0μｍ）を積層させ、水戸等が、昭和57年度電
子通信学会総合全国大会の予稿集857で報告した
二重チヤンネルプレーナ埋め込み形構造を形成す
る。メサストライプの上部に幅10μｍの電流注入
領域７３を除いてSiO2絶縁膜７４を形成する。
第１、第２、第３のｐ側金属電極８０，８１，８
２に間にメサストライプ７０とは垂直方向の、ｐ
形InGaAsP層８までを除去した幅5μｍの分離溝
８４，８５によつて、100μｍ間隔で分けられて
いる。基板１側にはAnGeNiを用いたｎ側金属電
極８３が形成されている。又、劈開によつて形成
された両側の端面には、反射率が２％以下の低反
射膜（SiN膜を用いている）３０，３１が形成さ
れている。第１、第２、第３のｐ側金属電極を短
絡させて、注入電流一光出力特性を測定したとこ
ろ、25℃での発振閾値は30ｍＡ、また前方端面９
０からの光出力に関しての微分量子効率は20％で
あつた。発振スペクトルに関しては片側出力30ｍ
Ｗ程度以上の高出力域まで安定な単一軸モードで
動作する素子も得られたが、５ｍｗ程度で軸モー
ドの跳びや多軸モード発振する素子も数多く見ら
れた。そこで、第３図ａに示す様にこの素子の第
１、第２、第３のｐ側電極８０，８１，８２に
各々、100Ω、50Ω、100Ωの負荷抵抗１００，１
０１，１０２を接続した。この時、ターミナル１
１０から電流を流すと中央の第２のｐ側電極８１
からは両側の第１、第３のＰ側電極に比べ約２倍
の電流が流れることになる。従つて第３図ｂの破
線で示される様な注入電流密度分布が共振器軸方
向に向つて形成される。各々のｐ側電極の境界部
でステツプ状の電流密度分布にならずになだらか
な形状をしているのは第１、第２、第３のｐ側電
極８０，８１，８２間の電気抵抗が20Ω程度と小
さく第２のｐ側電極８１の下部から両側へ電流の
流れ込みがあるためである。この電流密度分布は
第３図ｂ中の実線で示される光の電解強度分布に
近い形状をしている。従つて、第１、第２、第３
のｐ側電極８０，８１，８２を短絡して電流を流
す場合に比べて、安定した単一軸モード発振が期
待される。実際ターミナル１１０から電流を流し
て、諸特性を評価したところ、25℃での発振閾値
は20ｍＡ、前方端面９０からの光出力は、ほぼ出
力の限界域、約50ｍＷまで安定な単一軸モードで
動作した。前方端面からの光出力の微分量子効率
は25％であつた。この様に、電流密度分布形状を
内部の光の電解強度分布に近づけた素子では、ほ
ぼ安定な単一軸モード動作を示し、80％近くの素
子が30ｍＷ以上まで安定な単一軸モード動作を示
し、本発明の構造の有効性を確認できた。
示す。（001）面方向のｎ形InP基板１（Snドー
プ、キヤリア濃度１×1018cm-3）の上に、共振器
のほぼ中央部に、λ／４シフト領域５０を有する
深さ、1000Å、周期が2000Åの回折格子６０を形
成する。この基板の上にｎ形InGaAsP光ガイド
層２（発光波長にして1.15μｍ組成、膜厚が谷の
部分で0.15μｍ、Snドープ、キヤリア濃度７×
1017cm-3）、ノンドープInGaAsP活性層３（発光
波長にして、1.30μｍ組成、膜厚0.1μｍ）、及びｐ
形InPクラツド層４（Znドープ、キヤリア濃度１
×1018cm-3、膜厚0.7μｍ）を積層する。この後＜
110＞方向に間に上部の幅約1.5μｍのメサストラ
イプ７０を挟んで深さ3μｍ幅約8μｍの２本の平
行な２本の溝７１，７２を形成し、更にｐ形InP
電流ブロツク層５（Znドープ、キヤリア濃度１
×1018cm-3、平坦部での厚さ0.5μｍ）、ｎ形InP電
流閉じ込め層６（Teドープ、キヤリア濃度５×
1018cm-3平坦部での厚さ0.5μｍ）を、メサストラ
イプ７０の上部のみには成長しない様に積層さ
せ、更に全体を覆つてｐ形InP埋め込み層７（Zn
ドープ、キヤリア濃度１×1018cm-3、平坦部での
厚さ1.5μｍ）、ｐ形InGaAsPキヤツプ層８（Znド
ープ、キヤリア濃度１×1019cm-3、平坦部での厚
さ1.0μｍ）を積層させ、水戸等が、昭和57年度電
子通信学会総合全国大会の予稿集857で報告した
二重チヤンネルプレーナ埋め込み形構造を形成す
る。メサストライプの上部に幅10μｍの電流注入
領域７３を除いてSiO2絶縁膜７４を形成する。
第１、第２、第３のｐ側金属電極８０，８１，８
２に間にメサストライプ７０とは垂直方向の、ｐ
形InGaAsP層８までを除去した幅5μｍの分離溝
８４，８５によつて、100μｍ間隔で分けられて
いる。基板１側にはAnGeNiを用いたｎ側金属電
極８３が形成されている。又、劈開によつて形成
された両側の端面には、反射率が２％以下の低反
射膜（SiN膜を用いている）３０，３１が形成さ
れている。第１、第２、第３のｐ側金属電極を短
絡させて、注入電流一光出力特性を測定したとこ
ろ、25℃での発振閾値は30ｍＡ、また前方端面９
０からの光出力に関しての微分量子効率は20％で
あつた。発振スペクトルに関しては片側出力30ｍ
Ｗ程度以上の高出力域まで安定な単一軸モードで
動作する素子も得られたが、５ｍｗ程度で軸モー
ドの跳びや多軸モード発振する素子も数多く見ら
れた。そこで、第３図ａに示す様にこの素子の第
１、第２、第３のｐ側電極８０，８１，８２に
各々、100Ω、50Ω、100Ωの負荷抵抗１００，１
０１，１０２を接続した。この時、ターミナル１
１０から電流を流すと中央の第２のｐ側電極８１
からは両側の第１、第３のＰ側電極に比べ約２倍
の電流が流れることになる。従つて第３図ｂの破
線で示される様な注入電流密度分布が共振器軸方
向に向つて形成される。各々のｐ側電極の境界部
でステツプ状の電流密度分布にならずになだらか
な形状をしているのは第１、第２、第３のｐ側電
極８０，８１，８２間の電気抵抗が20Ω程度と小
さく第２のｐ側電極８１の下部から両側へ電流の
流れ込みがあるためである。この電流密度分布は
第３図ｂ中の実線で示される光の電解強度分布に
近い形状をしている。従つて、第１、第２、第３
のｐ側電極８０，８１，８２を短絡して電流を流
す場合に比べて、安定した単一軸モード発振が期
待される。実際ターミナル１１０から電流を流し
て、諸特性を評価したところ、25℃での発振閾値
は20ｍＡ、前方端面９０からの光出力は、ほぼ出
力の限界域、約50ｍＷまで安定な単一軸モードで
動作した。前方端面からの光出力の微分量子効率
は25％であつた。この様に、電流密度分布形状を
内部の光の電解強度分布に近づけた素子では、ほ
ぼ安定な単一軸モード動作を示し、80％近くの素
子が30ｍＷ以上まで安定な単一軸モード動作を示
し、本発明の構造の有効性を確認できた。
（第２の実施例）
第３図の模式図の説明では、負荷抵抗１００，
１０１，１０２は半導体レーザへ電流を流すリー
ド線の途中に入れたものであるが、第４図の斜視
図に示す様に、高抵抗Siヒートシンク２００の上
に負荷抵抗を配置することもできる。第２図に示
した半導体レーザチツプは第１、第２、第3p側
電極８０，８１，８２側を下にして、パターン化
された膜厚5μｍAuSnの融着配線２０１，２０
２，２０３の上に融着される。この融着配線２０
１，２０２，２０３と、同じく膜厚5μｍのAuSn
の融着ターミナル２０４の間をチツプ抵抗１０
０，１０１，１０２が融着されて接続されてい
る。各々のチツプ抵抗１００，１０１，１０２の
値は、100Ω，50Ω，100Ωである。又ボンデング
ワイヤ３００，３０１は、各々半導体レーザのｎ
側電極８３と、融着ターミナル２０４に接続され
ている。この様にして、第３図に示す外付けの負
荷抵抗をハイブリツド化させて、半導体レーザの
ヒートシンク２００の上に形成することができ
た。
１０１，１０２は半導体レーザへ電流を流すリー
ド線の途中に入れたものであるが、第４図の斜視
図に示す様に、高抵抗Siヒートシンク２００の上
に負荷抵抗を配置することもできる。第２図に示
した半導体レーザチツプは第１、第２、第3p側
電極８０，８１，８２側を下にして、パターン化
された膜厚5μｍAuSnの融着配線２０１，２０
２，２０３の上に融着される。この融着配線２０
１，２０２，２０３と、同じく膜厚5μｍのAuSn
の融着ターミナル２０４の間をチツプ抵抗１０
０，１０１，１０２が融着されて接続されてい
る。各々のチツプ抵抗１００，１０１，１０２の
値は、100Ω，50Ω，100Ωである。又ボンデング
ワイヤ３００，３０１は、各々半導体レーザのｎ
側電極８３と、融着ターミナル２０４に接続され
ている。この様にして、第３図に示す外付けの負
荷抵抗をハイブリツド化させて、半導体レーザの
ヒートシンク２００の上に形成することができ
た。
（第３実施例）
本発明の第３の実施例を第５図に示す。第２図
の第１の実施例と異なる点は、後方端面９１に蒸
着された高反射膜３２がSiO2／アモルフアス
Si／SiO2／アモルフアスSi／の４層から成り、後
方端面９１の反射率が90％まで大きくされている
点である。またλ／４シフト領域はこの構造では
必要がなく、形成されていない。この構造の半導
体レーザは、第６図ｂの実線で示されている様
に、高反射端面３２の方向に向かつて内部の光の
電界強度が増加する形になる。この場合ｐ側電極
は、第１と第２の電極８０，８１に分割しておけ
ば、ほぼ所要の電流注入分布形状を得ることがで
きる。第６図ａは、第１実施例の場合と同様に、
第１、第２のｐ側電極８０，８１に負荷抵抗１０
０，１０１（各々100Ω、50Ω）を接続した図を
示し、第６図ｂはこの様にして得られる電流密度
の分布形状及び、光の電界強度の分布を示してい
る。両者が似通つた分布形状を示していることが
わかる。この状態で素子特性を評価したところ、
発振閾値は20ｍＡ、前方端面９０から出射する光
の最大出力は120ｍＷ、又、微分量子効率が大き
くなり、最大値は室温で60％であつた。この構造
の半導体レーザは、内部にλ／４シフト領域５０
が形成されている構造とほぼ同様に、このλ／４
シフト領域５０が、高反射膜３２のところまで移
動したと考えることができる。単一軸モード動作
の安定性も良好であり、ほとんどの素子が50ｍＷ
を越える光出力域まで安定な単一軸モードで動作
した。第２図の第１の実施例の素子に対して、高
出力、高効率特性が得られ易い傾向にあることが
わかつた。
の第１の実施例と異なる点は、後方端面９１に蒸
着された高反射膜３２がSiO2／アモルフアス
Si／SiO2／アモルフアスSi／の４層から成り、後
方端面９１の反射率が90％まで大きくされている
点である。またλ／４シフト領域はこの構造では
必要がなく、形成されていない。この構造の半導
体レーザは、第６図ｂの実線で示されている様
に、高反射端面３２の方向に向かつて内部の光の
電界強度が増加する形になる。この場合ｐ側電極
は、第１と第２の電極８０，８１に分割しておけ
ば、ほぼ所要の電流注入分布形状を得ることがで
きる。第６図ａは、第１実施例の場合と同様に、
第１、第２のｐ側電極８０，８１に負荷抵抗１０
０，１０１（各々100Ω、50Ω）を接続した図を
示し、第６図ｂはこの様にして得られる電流密度
の分布形状及び、光の電界強度の分布を示してい
る。両者が似通つた分布形状を示していることが
わかる。この状態で素子特性を評価したところ、
発振閾値は20ｍＡ、前方端面９０から出射する光
の最大出力は120ｍＷ、又、微分量子効率が大き
くなり、最大値は室温で60％であつた。この構造
の半導体レーザは、内部にλ／４シフト領域５０
が形成されている構造とほぼ同様に、このλ／４
シフト領域５０が、高反射膜３２のところまで移
動したと考えることができる。単一軸モード動作
の安定性も良好であり、ほとんどの素子が50ｍＷ
を越える光出力域まで安定な単一軸モードで動作
した。第２図の第１の実施例の素子に対して、高
出力、高効率特性が得られ易い傾向にあることが
わかつた。
（その他の方法）
本発明では、２個、あるいは３個の分割電極を
有する素子を実施例として示した。実際は、この
数に限定されず、分割電極の数が多くなればなる
程、半導体レーザ内部の光の電界強度に整合した
電流の分布形状が得られるのは明らかである。ま
た本発明では、DC−PBHLD構造を例にしたが、
他の構造、例えば単純なBHLD構造、リブガイ
ド構造等へも適用可能である。尚、本発明の、実
施例では、分割した電極数として２個の場合、３
個の場合を示したが、更に数を増やせばより良好
な特性が期待される。又、負荷抵抗１００，１０
１，１０２、としても更に最適化を進めれば、よ
り良い特性が期待される。また電極を分割しない
で１つの低抗体で構成し、この低抗体の一点に外
部から電流を給共するようにしても実施例と同様
の電流注入分布が得られる。
有する素子を実施例として示した。実際は、この
数に限定されず、分割電極の数が多くなればなる
程、半導体レーザ内部の光の電界強度に整合した
電流の分布形状が得られるのは明らかである。ま
た本発明では、DC−PBHLD構造を例にしたが、
他の構造、例えば単純なBHLD構造、リブガイ
ド構造等へも適用可能である。尚、本発明の、実
施例では、分割した電極数として２個の場合、３
個の場合を示したが、更に数を増やせばより良好
な特性が期待される。又、負荷抵抗１００，１０
１，１０２、としても更に最適化を進めれば、よ
り良い特性が期待される。また電極を分割しない
で１つの低抗体で構成し、この低抗体の一点に外
部から電流を給共するようにしても実施例と同様
の電流注入分布が得られる。
（発明の効果）
半導体レーザの電極を分割形にすることによ
り、半導体レーザ内部の光の電界強度分布に似通
つた電流注入分布形状を得ることが可能となつ
た。この結果、安定な単一軸モードで動作する素
子の再現性、均一性が良好となつた。
り、半導体レーザ内部の光の電界強度分布に似通
つた電流注入分布形状を得ることが可能となつ
た。この結果、安定な単一軸モードで動作する素
子の再現性、均一性が良好となつた。
第１図ａ，ｂ，ｃは本発明の原理を示す図であ
り、第１図ａはDFBLDの断面模式図、第１図
ｂ，ｃ，ｄは、共振器軸方向の光の電界強度及び
利得の分布を示す図である。第２図は本発明の第
１の実施例を示す斜視図、第３図ａ，ｂは、各々
半導体レーザへ負荷抵抗を接続した図、及びその
時共振器軸方向の光の電界強度分布、及び電流密
度分布を示す図、第４図はヒートシンク上に、負
荷抵抗を配置した本発明の第２の実施例を示す斜
視図、第５図は本発明の第３の実施例を示す斜視
図、第６図ａ，ｂは第３の実施例に負荷抵抗を接
続した図及び、その時の共振器軸方向での光の電
界強度分布、電流密度分布を示す図である。図
中、１はｎ形InP基板、２はｎ形InGaAsP光ガイ
ド層、３はノンドープInGaAsP活性層、４はｐ
形InPクラツド層、５はｐ形InP電流ブロツク層、
６はｎ形InP電流閉じ込め層、７はｐ形InP埋め
込み層、８はｐ形InGaAsPキヤツプ層、３０，
３１は低反射膜、３２は高反射膜、５０はλ／４
シフト領域、６０は回折格子、７０はメサストラ
イプ、７１，７２は平行な２本の溝、７３は電流
注入領域、７４はSiO2絶縁膜、８０，８１，８
２は各々第１、第２、第３のｐ側金属電極、８
４，８５は分離溝、８３はｎ側金属電極、９０，
９１は各々前方及び後方の端面、１００，１０
１，１０２は負荷抵抗、１１０は、ターミナル、
２００はヒートシンク２０１，２０２，２０３は
融着配線、２０４は融着ターミナル、３００，３
０１は各々ボンデイングワイヤを示す。
り、第１図ａはDFBLDの断面模式図、第１図
ｂ，ｃ，ｄは、共振器軸方向の光の電界強度及び
利得の分布を示す図である。第２図は本発明の第
１の実施例を示す斜視図、第３図ａ，ｂは、各々
半導体レーザへ負荷抵抗を接続した図、及びその
時共振器軸方向の光の電界強度分布、及び電流密
度分布を示す図、第４図はヒートシンク上に、負
荷抵抗を配置した本発明の第２の実施例を示す斜
視図、第５図は本発明の第３の実施例を示す斜視
図、第６図ａ，ｂは第３の実施例に負荷抵抗を接
続した図及び、その時の共振器軸方向での光の電
界強度分布、電流密度分布を示す図である。図
中、１はｎ形InP基板、２はｎ形InGaAsP光ガイ
ド層、３はノンドープInGaAsP活性層、４はｐ
形InPクラツド層、５はｐ形InP電流ブロツク層、
６はｎ形InP電流閉じ込め層、７はｐ形InP埋め
込み層、８はｐ形InGaAsPキヤツプ層、３０，
３１は低反射膜、３２は高反射膜、５０はλ／４
シフト領域、６０は回折格子、７０はメサストラ
イプ、７１，７２は平行な２本の溝、７３は電流
注入領域、７４はSiO2絶縁膜、８０，８１，８
２は各々第１、第２、第３のｐ側金属電極、８
４，８５は分離溝、８３はｎ側金属電極、９０，
９１は各々前方及び後方の端面、１００，１０
１，１０２は負荷抵抗、１１０は、ターミナル、
２００はヒートシンク２０１，２０２，２０３は
融着配線、２０４は融着ターミナル、３００，３
０１は各々ボンデイングワイヤを示す。
Claims (1)
- １ 活性層に隣接して回析格子が形成されている
構造の半導体レーザにおいて、活性層内の共振器
軸方向の光の電解強度分布にほぼ比例した形状に
注入電流分布形状を制御する手段を有することを
特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125449A JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP86107823A EP0205139B1 (en) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Distributed feedback semiconductor laser device |
| DE8686107823T DE3686785T2 (de) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Halbleiterlaservorrichtung mit verteilter rueckkopplung. |
| US06/872,726 US4751719A (en) | 1985-06-10 | 1986-06-10 | Distributed feedback semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125449A JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283190A JPS61283190A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0578955B2 true JPH0578955B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14910358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125449A Granted JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062433A1 (ja) | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体レーザ装置およびレーザ投射装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2691899B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1997-12-17 | 株式会社トプコン | 干渉計 |
| JP2858746B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1999-02-17 | 日本電気株式会社 | 光変調方法 |
| GB2427752A (en) | 2005-06-28 | 2007-01-03 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor laser diode |
| US20210344172A1 (en) * | 2018-11-19 | 2021-11-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical semiconductor device and method of manufacturing optical semiconductor device |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125449A patent/JPS61283190A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005062433A1 (ja) | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体レーザ装置およびレーザ投射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283190A (ja) | 1986-12-13 |
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