JPH06252512A - 半導体レーザを含む装置 - Google Patents
半導体レーザを含む装置Info
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- JPH06252512A JPH06252512A JP7039391A JP7039391A JPH06252512A JP H06252512 A JPH06252512 A JP H06252512A JP 7039391 A JP7039391 A JP 7039391A JP 7039391 A JP7039391 A JP 7039391A JP H06252512 A JPH06252512 A JP H06252512A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続的に屈折率変化し、実質的に格子整合し
ているＩｎＧａＡｓＰ層の導入により、高出力、長波長
の量子井戸レーザを実現する。 【構成】 連続的に屈折率変化し、実質的に屈折率整合
しているＩｎＧａＡｓＰ閉込め層（１２、１５）を用い
たグレーディド・インデックス分離閉込め形ヘテロ接合
量子井戸（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＱＷ）レーザである。閉
込め層の形成に当たっては、ガス前駆物質の流量変化率
の切り替えを適宜行いながら、成長を中断することな
く、閉込め層を連続的に成長させる。本発明の素子は、
波長領域１．２〜１．６８μｍにおける高出力によく適
合する。特に、この素子は、Ｅｒをドーピングした光フ
ァイバ増幅器のための励起源として適するような出力波
長を持つように容易に設計され得る。
ているＩｎＧａＡｓＰ層の導入により、高出力、長波長
の量子井戸レーザを実現する。 【構成】 連続的に屈折率変化し、実質的に屈折率整合
しているＩｎＧａＡｓＰ閉込め層（１２、１５）を用い
たグレーディド・インデックス分離閉込め形ヘテロ接合
量子井戸（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＱＷ）レーザである。閉
込め層の形成に当たっては、ガス前駆物質の流量変化率
の切り替えを適宜行いながら、成長を中断することな
く、閉込め層を連続的に成長させる。本発明の素子は、
波長領域１．２〜１．６８μｍにおける高出力によく適
合する。特に、この素子は、Ｅｒをドーピングした光フ
ァイバ増幅器のための励起源として適するような出力波
長を持つように容易に設計され得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、半導体レーザに存在する
欠陥（例えば非化学量論的局部または異物混入に関連す
る転位や点欠陥）は、一般にレーザが高い出力レベルに
おいて操作される場合、レーザの特性に最も大きい影響
を及ぼす。このような起りうる影響の中には、レーザの
急速な劣化、漏れに起因する出力飽和及び放射の出力エ
ンベロープの分布の不均一性のような非常に有害なもの
もある。従って、量子井戸レーザを含む高出力半導体レ
ーザから欠陥を可能な限り最大限に除くことが必要であ
る。
欠陥（例えば非化学量論的局部または異物混入に関連す
る転位や点欠陥）は、一般にレーザが高い出力レベルに
おいて操作される場合、レーザの特性に最も大きい影響
を及ぼす。このような起りうる影響の中には、レーザの
急速な劣化、漏れに起因する出力飽和及び放射の出力エ
ンベロープの分布の不均一性のような非常に有害なもの
もある。従って、量子井戸レーザを含む高出力半導体レ
ーザから欠陥を可能な限り最大限に除くことが必要であ
る。
【０００３】量子井戸レーザは、慣習的なダブルヘテロ
接合レーザより、多くの利点を持つと考えられている。
これらの利点は、高周波応答性の向上、より狭い線幅、
より高い出力、変調下における雑音の減少、より低いし
きい値電流密度、及び温度係数Ｔ0 の増加を含む。これ
らの利点はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系において実証され
ている。
接合レーザより、多くの利点を持つと考えられている。
これらの利点は、高周波応答性の向上、より狭い線幅、
より高い出力、変調下における雑音の減少、より低いし
きい値電流密度、及び温度係数Ｔ0 の増加を含む。これ
らの利点はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系において実証され
ている。
【０００４】グレーディド・インデックス分離閉込め形
ヘテロ構造からなり、ＧａＡｓに基づく有利な量子井戸
レーザが報告されている。これは、Ｄ．フェケタ（D.Fe
keta）らによるアプライド フィジクス レターズ（Ap
plied Physics Letters.）第４９巻、（２４号）１６５
９頁及び１６６０頁に示されている。
ヘテロ構造からなり、ＧａＡｓに基づく有利な量子井戸
レーザが報告されている。これは、Ｄ．フェケタ（D.Fe
keta）らによるアプライド フィジクス レターズ（Ap
plied Physics Letters.）第４９巻、（２４号）１６５
９頁及び１６６０頁に示されている。
【０００５】すなわち、この文献は、ＭＯＣＶＤによっ
て形成され、連続的に傾斜変化する屈折率を持つ２つの
０．２μｍの厚さのＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域（ここでｘ
は連続的かつ直線的に０から４０％まで変化する）間
に、４ｎｍの厚さのＧａ0.63Ｉｎ0.37Ａｓ量子井戸が配
置されているところの、ＧａＡｓに基づく歪み層量子井
戸レーザを開示している。この素子は明らかに３０ｍＷ
／facet に及ぶ出力を持ち、約１μｍの波長で照射す
る。
て形成され、連続的に傾斜変化する屈折率を持つ２つの
０．２μｍの厚さのＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ領域（ここでｘ
は連続的かつ直線的に０から４０％まで変化する）間
に、４ｎｍの厚さのＧａ0.63Ｉｎ0.37Ａｓ量子井戸が配
置されているところの、ＧａＡｓに基づく歪み層量子井
戸レーザを開示している。この素子は明らかに３０ｍＷ
／facet に及ぶ出力を持ち、約１μｍの波長で照射す
る。
【０００６】当業者には既知のように、ＡｌＧａＡｓ系
は、その系内の全ての組成物が本質的に互いに格子整合
されているという特性を持つ。ＡｌＧａＡｓ系の有する
この特殊な特性のため、フェケタ（Feketa）らのレーザ
内に存在する型の連続的に屈折率が変化する領域を生成
することは比較的容易である。
は、その系内の全ての組成物が本質的に互いに格子整合
されているという特性を持つ。ＡｌＧａＡｓ系の有する
この特殊な特性のため、フェケタ（Feketa）らのレーザ
内に存在する型の連続的に屈折率が変化する領域を生成
することは比較的容易である。
【０００７】エレクトロニクス・レターズ（Electronic
s Letters ）２５巻（２２号）１５３０〜１５３１頁
（１９８８年）において、Ｒ．Ｍ．アシュ（Ash ）ら
は、Ａｌy Ｇａ0.48-yＩｎ0.52Ａｓ（ここでｙは０．３
５から０．２５まで直線的に変化する。）の組成の連続
的に屈折率が変化する閉込め層を備えたところの、Ｉｎ
Ｐに基づくグレーディド・インデックス分離閉込め形ヘ
テロ接合量子井戸（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷ）レーザを
発表している。
s Letters ）２５巻（２２号）１５３０〜１５３１頁
（１９８８年）において、Ｒ．Ｍ．アシュ（Ash ）ら
は、Ａｌy Ｇａ0.48-yＩｎ0.52Ａｓ（ここでｙは０．３
５から０．２５まで直線的に変化する。）の組成の連続
的に屈折率が変化する閉込め層を備えたところの、Ｉｎ
Ｐに基づくグレーディド・インデックス分離閉込め形ヘ
テロ接合量子井戸（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷ）レーザを
発表している。
【０００８】ＧａＡｌＩｎＡｓ系は、第III族元素のみ
の成長雰囲気における濃度を変化させる必要があるとい
う点でＡｌＧａＡｓ系と類似している。しかし他の４成
分半導体系はこの特性を持たない。ＩｎＧａＡｓＰはこ
れらの系の典型例である。
の成長雰囲気における濃度を変化させる必要があるとい
う点でＡｌＧａＡｓ系と類似している。しかし他の４成
分半導体系はこの特性を持たない。ＩｎＧａＡｓＰはこ
れらの系の典型例である。
【０００９】一方、ＩｎＧａＡｓＰ系は、ＩｎＧａＡｌ
Ａｓ系に比べると、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザにお
いての使用を可能にするような、非常に好ましい明白な
利点を持つ。特に、強い酸素ゲッターであるＡｌの存在
は、それが成長室内の全ての酸素源の強力の照射を必要
とするために、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザのような
高感度で複雑な素子の製造を比較的困難にする。
Ａｓ系に比べると、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザにお
いての使用を可能にするような、非常に好ましい明白な
利点を持つ。特に、強い酸素ゲッターであるＡｌの存在
は、それが成長室内の全ての酸素源の強力の照射を必要
とするために、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザのような
高感度で複雑な素子の製造を比較的困難にする。
【００１０】当業者間では周知のように、製造条件下で
はこれは困難な課題であり、Ａｌを含む半導体材料を使
用していないＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザを、このよ
うなＡｌを含む半導体材料からなるレーザより有利にし
ている。
はこれは困難な課題であり、Ａｌを含む半導体材料を使
用していないＧＲＩＮ−ＳＣＨ ＱＷレーザを、このよ
うなＡｌを含む半導体材料からなるレーザより有利にし
ている。
【００１１】少なくとも一つの理由として上述のＩｎＧ
ａＡｓＰ系が複雑性を有するために、当業者間では、一
般に、この系（及び格子定数が組成に依存している他の
多成分系）においては、連続的に屈折率が傾斜変化する
領域を形成可能であると考えられている。
ａＡｓＰ系が複雑性を有するために、当業者間では、一
般に、この系（及び格子定数が組成に依存している他の
多成分系）においては、連続的に屈折率が傾斜変化する
領域を形成可能であると考えられている。
【００１２】ＩｎＧａＡｓに基づくＱＷレーザにおい
て、約１．２μｍより長い照射波長を得るためには、量
子井戸は非常に薄くなければならない（例えば約２〜３
ｎｍ）。このような薄い井戸は作成が困難である。さら
に、レーザ動作は、キャリヤ・キャプチャ過程において
結果的に生じる障害によって妨げられる。
て、約１．２μｍより長い照射波長を得るためには、量
子井戸は非常に薄くなければならない（例えば約２〜３
ｎｍ）。このような薄い井戸は作成が困難である。さら
に、レーザ動作は、キャリヤ・キャプチャ過程において
結果的に生じる障害によって妨げられる。
【００１３】その一方で、これらの比較的長い波長は、
光ファイバ通信用として特に重要である。最近、特別に
重要視されている波長は、約１．３μｍまたは１．５μ
ｍの波長、あるいはその近傍の波長である。例えば１．
４８μｍまたはその近傍での放射は、Ｅｒをドーピング
したファイバ光増幅器からなる１．５５μｍ光ファイバ
通信システムにおける励起放射として機能し得る。
光ファイバ通信用として特に重要である。最近、特別に
重要視されている波長は、約１．３μｍまたは１．５μ
ｍの波長、あるいはその近傍の波長である。例えば１．
４８μｍまたはその近傍での放射は、Ｅｒをドーピング
したファイバ光増幅器からなる１．５５μｍ光ファイバ
通信システムにおける励起放射として機能し得る。
【００１４】一定のファイバ光増幅器において得られる
利得は、励起出力の増加に伴って増加するため、このよ
うな励起放射源として適用するためには、レーザは比較
的高い出力を持つ必要がある。一般に、このようなレー
ザは、少なくとも１０ｍＷ／facet 、望ましくは２５ま
たは５０ｍＷ／facet 以上の出力電力さえも供給可能で
あることが要求される。
利得は、励起出力の増加に伴って増加するため、このよ
うな励起放射源として適用するためには、レーザは比較
的高い出力を持つ必要がある。一般に、このようなレー
ザは、少なくとも１０ｍＷ／facet 、望ましくは２５ま
たは５０ｍＷ／facet 以上の出力電力さえも供給可能で
あることが要求される。
【００１５】Ａ．カスカワらによるジャパニーズ・ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Japanese Jou
rnal of Applied Physics ）２８巻（４号）Ｌ６６１−
６６３頁、エレクトロニクス・レターズ（Electronics
Letters ）２５巻（２号）１０４〜１０５頁、及びエレ
クトロニクス・レターズ２５巻（１０号）６５９〜６６
１頁の各論文は、２つの段階的屈折率変化ＧａＩｎＡｓ
Ｐ閉込め層からなる、１．３μｍ及び１．５μｍのＩｎ
Ｐに基づく量子井戸レーザを開示している。
ーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Japanese Jou
rnal of Applied Physics ）２８巻（４号）Ｌ６６１−
６６３頁、エレクトロニクス・レターズ（Electronics
Letters ）２５巻（２号）１０４〜１０５頁、及びエレ
クトロニクス・レターズ２５巻（１０号）６５９〜６６
１頁の各論文は、２つの段階的屈折率変化ＧａＩｎＡｓ
Ｐ閉込め層からなる、１．３μｍ及び１．５μｍのＩｎ
Ｐに基づく量子井戸レーザを開示している。
【００１６】これらの論文においては、レーザが非常に
高い出力において操作されていると報告されているが、
従来技術による素子は、潜在的に欠陥に帰結し得る特徴
を含んでおり、従って良品率を低減したり、または寿命
の低下を引起し得る。特に閉込め層における段階的組成
変化は、様々な有害な結果となり得る。これは、少なく
とも一つには段階的組成変化が分離層の成長を必要とす
る事実によるものであり、（材料の組成が変化するとき
の）層間の休止の間、界面における欠陥の形成を防ぐの
は困難である。
高い出力において操作されていると報告されているが、
従来技術による素子は、潜在的に欠陥に帰結し得る特徴
を含んでおり、従って良品率を低減したり、または寿命
の低下を引起し得る。特に閉込め層における段階的組成
変化は、様々な有害な結果となり得る。これは、少なく
とも一つには段階的組成変化が分離層の成長を必要とす
る事実によるものであり、（材料の組成が変化するとき
の）層間の休止の間、界面における欠陥の形成を防ぐの
は困難である。
【００１７】例えば、適当にドーピングされたファイバ
における光増幅用として、高出力、長波長量子井戸レー
ザには潜在的な重要性があるため、容易に製造可能で、
かつ、比較的高い出力レベルで動作可能であり、さら
に、約１．２μｍ以上の波長範囲において（例えばファ
イバ光増幅器の励起に適切な波長において）照射するよ
うな量子井戸レーザを実現することが強く要求されてい
る。
における光増幅用として、高出力、長波長量子井戸レー
ザには潜在的な重要性があるため、容易に製造可能で、
かつ、比較的高い出力レベルで動作可能であり、さら
に、約１．２μｍ以上の波長範囲において（例えばファ
イバ光増幅器の励起に適切な波長において）照射するよ
うな量子井戸レーザを実現することが強く要求されてい
る。
【００１８】上述したように、高出力での動作は、レー
ザが比較的欠陥を持たないことを要求する。従って、こ
のような望ましいレーザは、欠陥の発生を減少させるよ
うな設計特徴を含む。本発明の実施例はこのようなレー
ザを開示する。
ザが比較的欠陥を持たないことを要求する。従って、こ
のような望ましいレーザは、欠陥の発生を減少させるよ
うな設計特徴を含む。本発明の実施例はこのようなレー
ザを開示する。
【００１９】（用語の定義と説明）“ＣＷ照射”とは、
ここで、レーザの実質的な熱平衡の達成を可能にするの
に十分な期間を越える長さの、比較的一定の振幅を持つ
照射を意味する。
ここで、レーザの実質的な熱平衡の達成を可能にするの
に十分な期間を越える長さの、比較的一定の振幅を持つ
照射を意味する。
【００２０】“臨界厚さＸc”とはここで、一般にその
上部で歪み緩和転位が現れる、一定の歪んだ半導体層の
厚さである。臨界厚さは、隣接する層の組成と同様、特
にその層の組成に依存し、理論的または実験的に決定さ
れ得る。このことは、例えば、Ｈ．テムキン（Temkin)
らによるアプライド・フィジクス・レターズ（Applied
Physics Letters ）、５５巻（１６号）１６６８−１６
７０頁に記載されている。
上部で歪み緩和転位が現れる、一定の歪んだ半導体層の
厚さである。臨界厚さは、隣接する層の組成と同様、特
にその層の組成に依存し、理論的または実験的に決定さ
れ得る。このことは、例えば、Ｈ．テムキン（Temkin)
らによるアプライド・フィジクス・レターズ（Applied
Physics Letters ）、５５巻（１６号）１６６８−１６
７０頁に記載されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、比較的高い出力でかつ比較的長波長で照射する量子
井戸レーザを得るに当たり、長波長のためには非常に薄
い量子井戸が必要であるために作成が困難であること、
また、高出力のためには屈折率が段階的変化する層を用
いるが、この場合には層間の界面における欠陥の形成を
防ぐのが困難であることである。
は、比較的高い出力でかつ比較的長波長で照射する量子
井戸レーザを得るに当たり、長波長のためには非常に薄
い量子井戸が必要であるために作成が困難であること、
また、高出力のためには屈折率が段階的変化する層を用
いるが、この場合には層間の界面における欠陥の形成を
防ぐのが困難であることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は請求項により定
義される。広義において、本発明は１．２〜１６８μｍ
の範囲の照射波長を持ち、室温ＣＷ照射が可能な半導体
量子井戸レーザからなる装置である。ここで、レーザは
ＧａＩｎＡｓＰからなる閉込め層（一般には、１つ以上
の量子井戸が間に挟まれる２つの閉込め層）からなり、
閉込め層の材料のうち少なくとも重要な部分の組成は、
その部分の厚みによって連線的に変化し、組成変化は、
その部分が実質的に格子整合されるように調節される。
義される。広義において、本発明は１．２〜１６８μｍ
の範囲の照射波長を持ち、室温ＣＷ照射が可能な半導体
量子井戸レーザからなる装置である。ここで、レーザは
ＧａＩｎＡｓＰからなる閉込め層（一般には、１つ以上
の量子井戸が間に挟まれる２つの閉込め層）からなり、
閉込め層の材料のうち少なくとも重要な部分の組成は、
その部分の厚みによって連線的に変化し、組成変化は、
その部分が実質的に格子整合されるように調節される。
【００２３】“実質的に格子整合されている”とは、こ
こでΔａ／ａ＜３×１０-4を意味し、ａは閉込め層が格
子整合されるところの材料の格子定数であり、Δａは閉
込め層の“格子整合された”部分における格子定数のａ
からの最大の偏差である。典型的には、両方の閉込め層
の組成は連続的に変化し、閉込め層の材料はＩｎＧａＡ
ｓＰの単結晶である。
こでΔａ／ａ＜３×１０-4を意味し、ａは閉込め層が格
子整合されるところの材料の格子定数であり、Δａは閉
込め層の“格子整合された”部分における格子定数のａ
からの最大の偏差である。典型的には、両方の閉込め層
の組成は連続的に変化し、閉込め層の材料はＩｎＧａＡ
ｓＰの単結晶である。
【００２４】典型的には、閉込め層は多くの副層からな
り、一定の副層の組成は実質的に適当な界面からの距離
に伴って直線的に変化する。望ましい実施例において、
閉込め層の厚さは、欠陥が形成される臨界厚さより小さ
いように選択される。しかし、これは任意に追加される
予防措置であり、多くの場合には必要とされない。
り、一定の副層の組成は実質的に適当な界面からの距離
に伴って直線的に変化する。望ましい実施例において、
閉込め層の厚さは、欠陥が形成される臨界厚さより小さ
いように選択される。しかし、これは任意に追加される
予防措置であり、多くの場合には必要とされない。
【００２５】本発明による素子における閉込め層は実質
的に格子整合しており、従って故意に歪みは加えられて
いないが、これらの素子内の量子井戸、及び、適用可能
であれば、井戸間の障壁層は、必要ではないが歪み得
る。実際に、望ましい幾つかの実施例において、量子井
戸組成は、井戸が歪むように選択されており、この場
合、井戸の厚さと組成は、井戸の厚さが格子不整合とな
る臨界厚さを下回るように選択されている。
的に格子整合しており、従って故意に歪みは加えられて
いないが、これらの素子内の量子井戸、及び、適用可能
であれば、井戸間の障壁層は、必要ではないが歪み得
る。実際に、望ましい幾つかの実施例において、量子井
戸組成は、井戸が歪むように選択されており、この場
合、井戸の厚さと組成は、井戸の厚さが格子不整合とな
る臨界厚さを下回るように選択されている。
【００２６】好ましくは、量子井戸間の障壁層の組成
は、障壁層内の歪みが量子井戸内の歪みの逆になる（例
えば圧縮対引張り）ように選択され、ゆえに閉込め層間
の領域（障壁層）内の全体の歪みは低い値に保たれる。
は、障壁層内の歪みが量子井戸内の歪みの逆になる（例
えば圧縮対引張り）ように選択され、ゆえに閉込め層間
の領域（障壁層）内の全体の歪みは低い値に保たれる。
【００２７】既知のように、量子井戸の光学特性及びバ
ンドギャップ特性は、格子歪みによって変化され得る。
従って、格子不整合の適当な選択によって、井戸厚さの
レーザ波長依存範囲は、成長パラメータの選択を通し
て、レーザ波長の容易な適合を可能とするまでに拡張さ
れ得る。
ンドギャップ特性は、格子歪みによって変化され得る。
従って、格子不整合の適当な選択によって、井戸厚さの
レーザ波長依存範囲は、成長パラメータの選択を通し
て、レーザ波長の容易な適合を可能とするまでに拡張さ
れ得る。
【００２８】上述したように、本発明によるレーザの重
要な特徴は、その中において連続的に屈折率変化し、実
質的に格子整合しているＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の存在
である。この特徴は、本発明のレーザを、高出力での動
作に十分に適合させるものであるが、本発明のレーザ
は、必ずしも高出力レーザ（即ち、１０ｍＷや２５ｍＷ
または５０ｍＷよりも大きい出力電力）である必要はな
い。
要な特徴は、その中において連続的に屈折率変化し、実
質的に格子整合しているＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の存在
である。この特徴は、本発明のレーザを、高出力での動
作に十分に適合させるものであるが、本発明のレーザ
は、必ずしも高出力レーザ（即ち、１０ｍＷや２５ｍＷ
または５０ｍＷよりも大きい出力電力）である必要はな
い。
【００２９】本発明による装置の典型例としては、例え
ば以下の構成要素を含む光ファイバ通信装置が挙げられ
る。すなわち、希土類（例えばＥｒ）をドーピングした
一定の長さの光ファイバ、レーザが波長範囲１．２〜
１．６８（例えば１．４８）μｍの出力放射を持つよう
に、レーザを通して電流を流す手段を含むところの本発
明によるレーザ、及び出力放射の少なくとも一部を希土
類をドーピングしたファイバに結合させる手段などを含
む光ファイバ通信装置である。
ば以下の構成要素を含む光ファイバ通信装置が挙げられ
る。すなわち、希土類（例えばＥｒ）をドーピングした
一定の長さの光ファイバ、レーザが波長範囲１．２〜
１．６８（例えば１．４８）μｍの出力放射を持つよう
に、レーザを通して電流を流す手段を含むところの本発
明によるレーザ、及び出力放射の少なくとも一部を希土
類をドーピングしたファイバに結合させる手段などを含
む光ファイバ通信装置である。
【００３０】この装置は、勿論、信号放射源のような通
常の部品、信号放射を前記光ファイバ、すなわち、希土
類をドーピングした一定の長さの光ファイバを含む光フ
ァイバリンクに結合させる手段、及びファイバリンクを
通って伝送される信号放射を検出する手段も含む。
常の部品、信号放射を前記光ファイバ、すなわち、希土
類をドーピングした一定の長さの光ファイバを含む光フ
ァイバリンクに結合させる手段、及びファイバリンクを
通って伝送される信号放射を検出する手段も含む。
【００３１】また、上述した型のレーザを製造する方法
は次の通りである。すなわち、この方法は、主表面を持
つIII−Ｖ族半導体本体の用意、及び、主表面を（第１
及び第２の種を含む）複数の分子種を含む雰囲気にさら
し、閉込め層を形成することを含む。閉込め層を形成す
るステップは、閉込め層の形成時間の少なくとも一部の
間、第１の種と第２の種の濃度を変化させることを含
む。各々の変化率は、結果として生じる多成分半導体材
料の組成が、例えば主表面等の適当な界面からの距離に
伴って連続的に変化し、結果として生じる材料の格子定
数が実質的に一定であるように選択される。
は次の通りである。すなわち、この方法は、主表面を持
つIII−Ｖ族半導体本体の用意、及び、主表面を（第１
及び第２の種を含む）複数の分子種を含む雰囲気にさら
し、閉込め層を形成することを含む。閉込め層を形成す
るステップは、閉込め層の形成時間の少なくとも一部の
間、第１の種と第２の種の濃度を変化させることを含
む。各々の変化率は、結果として生じる多成分半導体材
料の組成が、例えば主表面等の適当な界面からの距離に
伴って連続的に変化し、結果として生じる材料の格子定
数が実質的に一定であるように選択される。
【００３２】
【実施例】図１は本発明の典型的に望ましい実施例、即
ちＩｎＰに基づく歪み層量子井戸レーザにおける層列の
概略を示す。基板１０はＳをドーピング（ｎ〜１０18／
ｃｍ3 ）した１００整列された（１００−oriented）Ｉ
ｎＰであり、１１は１μｍ厚さのエピタキシャル層であ
る。下部の閉込め層１２は、連続的に屈折率が変化する
ＩｎＧａＡｓＰからなり、かつ、６つの副層１２１〜１
２６を含んでおり、各副層は約４０ｎｍの厚さである。
ちＩｎＰに基づく歪み層量子井戸レーザにおける層列の
概略を示す。基板１０はＳをドーピング（ｎ〜１０18／
ｃｍ3 ）した１００整列された（１００−oriented）Ｉ
ｎＰであり、１１は１μｍ厚さのエピタキシャル層であ
る。下部の閉込め層１２は、連続的に屈折率が変化する
ＩｎＧａＡｓＰからなり、かつ、６つの副層１２１〜１
２６を含んでおり、各副層は約４０ｎｍの厚さである。
【００３３】副層１２１は、１１との界面ではλg＝
０．９９μｍに対応するバンドギャップを持つ組成を持
ち、（この４成分系内の組成は対応するバンドギャップ
波長によって定義されることが多い。この表記は明白で
あり当業者にはよく理解できる。）その組成は直線的に
変化し、副層１２２との界面ではλg＝１．０４μｍに
対応する組成となる。
０．９９μｍに対応するバンドギャップを持つ組成を持
ち、（この４成分系内の組成は対応するバンドギャップ
波長によって定義されることが多い。この表記は明白で
あり当業者にはよく理解できる。）その組成は直線的に
変化し、副層１２２との界面ではλg＝１．０４μｍに
対応する組成となる。
【００３４】他の全ての副層の組成は、同様に直線的に
変化し、他の界面の組成は、それぞれ１．１２μｍ、
１．１６μｍ、１．２０６μｍ、及び１．２５μｍ（量
子井戸１３０との界面）に対応する組成である。この場
合、強調すべきことは、どの２つの副層間の界面におい
ても、組成の変化はなく、組成変化率の変化のみがある
ことである。特に、Ｇａ及びＡｓ両方の含有量の変化率
は、例えば層１１からの距離に伴って変化する。
変化し、他の界面の組成は、それぞれ１．１２μｍ、
１．１６μｍ、１．２０６μｍ、及び１．２５μｍ（量
子井戸１３０との界面）に対応する組成である。この場
合、強調すべきことは、どの２つの副層間の界面におい
ても、組成の変化はなく、組成変化率の変化のみがある
ことである。特に、Ｇａ及びＡｓ両方の含有量の変化率
は、例えば層１１からの距離に伴って変化する。
【００３５】歪み量子井戸１３０、１３１、及び１３２
は、各々４．５ｎｍ厚さのＩｎ0.5Ｇａ0.5 Ａｓであ
り、その間に２０ｎｍ厚さのＩｎＧａＡｓＰ層１４０及
び１４１（λg ＝１．２５μｍに対応する組成）が形成
されている。
は、各々４．５ｎｍ厚さのＩｎ0.5Ｇａ0.5 Ａｓであ
り、その間に２０ｎｍ厚さのＩｎＧａＡｓＰ層１４０及
び１４１（λg ＝１．２５μｍに対応する組成）が形成
されている。
【００３６】閉込め層１５は１２と鏡像の関係にあり、
この上に、５０ｎｍ厚さのドーピングされていない（ｎ
〜１０16／ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１６、０．２μｍ厚さのＺ
ｎがドーピングされた（ｐ〜４×１０17／ｃｍ3 ）Ｉｎ
Ｐ層１７、０．９μｍ厚さのＺｎがドーピングされた
（ｐ〜８×１０17／ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１８、０．４μｍ
厚さのＺｎがドーピングされた（ｐ〜１．１×１０18／
ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１９、０．１２μｍのＺｎがドーピン
グされた（ｐ〜５×１０18／ｃｍ3 ）ＩｎＧａＡｓＰ層
（λg ＝１．２μｍに対応する組成）２０、及び０．０
６μｍの厚さのＺｎがドーピングされた（ｐ〜１０19／
ｃｍ3 ）ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．２μｍに対応する
組成）層２１が順次重ね合わされている。
この上に、５０ｎｍ厚さのドーピングされていない（ｎ
〜１０16／ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１６、０．２μｍ厚さのＺ
ｎがドーピングされた（ｐ〜４×１０17／ｃｍ3 ）Ｉｎ
Ｐ層１７、０．９μｍ厚さのＺｎがドーピングされた
（ｐ〜８×１０17／ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１８、０．４μｍ
厚さのＺｎがドーピングされた（ｐ〜１．１×１０18／
ｃｍ3 ）ＩｎＰ層１９、０．１２μｍのＺｎがドーピン
グされた（ｐ〜５×１０18／ｃｍ3 ）ＩｎＧａＡｓＰ層
（λg ＝１．２μｍに対応する組成）２０、及び０．０
６μｍの厚さのＺｎがドーピングされた（ｐ〜１０19／
ｃｍ3 ）ＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．２μｍに対応する
組成）層２１が順次重ね合わされている。
【００３７】上述のエピタキシャル層構造は、大気圧
（常圧）有機金属気相エピタキシー（Metal Organic Va
por Phase Epitaxy,MOVPE ）によって形成された。しか
し、他の成長技術（例えば低圧ＭＯＶＰＥ、ＣＢＥまた
はガス源ＭＢＥ）もまた本発明の実施に使用可能であ
る。
（常圧）有機金属気相エピタキシー（Metal Organic Va
por Phase Epitaxy,MOVPE ）によって形成された。しか
し、他の成長技術（例えば低圧ＭＯＶＰＥ、ＣＢＥまた
はガス源ＭＢＥ）もまた本発明の実施に使用可能であ
る。
【００３８】基板１０は通常の方法で製造され、その上
にエピタキシャル層１１が通常の技術によって形成され
る。閉込め層の成長は、６２５℃において行われ、前駆
物質として、トリメチル・インジウム（ＴＭＩｎ）が３
０℃で、トリメチル・ガリウム（ＴＭＧａ）が−１５℃
で、５％ＡｓＨ3 及び２０％ＰＨ3 が用いられる。ダイ
シングの後、光学被覆、電気的接触、及び放熱手段を設
け、そのレーザ出力を測定した。前記の構造のレーザに
おいて実際に２００ｍＷを超える出力が測定された。
にエピタキシャル層１１が通常の技術によって形成され
る。閉込め層の成長は、６２５℃において行われ、前駆
物質として、トリメチル・インジウム（ＴＭＩｎ）が３
０℃で、トリメチル・ガリウム（ＴＭＧａ）が−１５℃
で、５％ＡｓＨ3 及び２０％ＰＨ3 が用いられる。ダイ
シングの後、光学被覆、電気的接触、及び放熱手段を設
け、そのレーザ出力を測定した。前記の構造のレーザに
おいて実際に２００ｍＷを超える出力が測定された。
【００３９】図２は、ＩｎＰに対して格子整合するよう
な、０．９μｍから１．４０μｍのλg 範囲のＩｎＧａ
ＡｓＰ層を成長させるために必要な前駆物質の流量条件
における典型的なデータを示す。このデータから、７０
ｓｃｃｍＴＭＩｎ及び２２５ｓｃｃｍの２０％ＰＨ3 の
流量は、成長雰囲気内に過剰のＩｎ及びＰを与える速度
で一定に保たれると推測できる。
な、０．９μｍから１．４０μｍのλg 範囲のＩｎＧａ
ＡｓＰ層を成長させるために必要な前駆物質の流量条件
における典型的なデータを示す。このデータから、７０
ｓｃｃｍＴＭＩｎ及び２２５ｓｃｃｍの２０％ＰＨ3 の
流量は、成長雰囲気内に過剰のＩｎ及びＰを与える速度
で一定に保たれると推測できる。
【００４０】この図２は、例えば、λg ＝１．０１μｍ
に対応する組成を持つ材料を得るためには、ＴＭＧａ及
びＡｓＨ3 の流量は、それぞれ曲線２６及び２５の点Ａ
に対応する必要があることを示す。当業者には明白に認
識されるように、点Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに対応する各組
成、及び、曲線上の他の全ての点に対応する各組成に対
しても、同様の流量条件が適用される。
に対応する組成を持つ材料を得るためには、ＴＭＧａ及
びＡｓＨ3 の流量は、それぞれ曲線２６及び２５の点Ａ
に対応する必要があることを示す。当業者には明白に認
識されるように、点Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに対応する各組
成、及び、曲線上の他の全ての点に対応する各組成に対
しても、同様の流量条件が適用される。
【００４１】上述のように、本発明による素子におい
て、閉込め層の組成は、連続的に、かなりの範囲にわた
って（例えばλg ＝０．９９μｍからλg ＝１．２５μ
ｍまで）変化する。この組成変化は、ＴＭＧａ及びＡｓ
Ｈ3 の流量、それぞれ、常に曲線２６及び２５上にある
ように制御することによって実現できる。しかし、この
ような制御は（曲線２５は非常に非直線的であるため）
複雑な制御問題を生じるため、通常は不要である。すな
わち、発明者は、断片的な直線近似制御によって完全に
受容できる組成の閉込め層が得られることを確認してい
る。
て、閉込め層の組成は、連続的に、かなりの範囲にわた
って（例えばλg ＝０．９９μｍからλg ＝１．２５μ
ｍまで）変化する。この組成変化は、ＴＭＧａ及びＡｓ
Ｈ3 の流量、それぞれ、常に曲線２６及び２５上にある
ように制御することによって実現できる。しかし、この
ような制御は（曲線２５は非常に非直線的であるため）
複雑な制御問題を生じるため、通常は不要である。すな
わち、発明者は、断片的な直線近似制御によって完全に
受容できる組成の閉込め層が得られることを確認してい
る。
【００４２】その組成がＩｎＰに格子整合し、且つ、λ
g1とλg2の間で連続的に変化するような、厚さｔのＩｎ
ＧａＡｓＰ閉込め層を成長させるために、量Δλg ＝λ
g2−λg1 は一般に、ＴＭＧａ流量とＡｓＨ3 流量の変
化率が変化する点における組成を決定するｎ個の部分に
分割される。典型的に、これらは図２の点Ｂ、Ｃ、及び
Ｄに対応する。
g1とλg2の間で連続的に変化するような、厚さｔのＩｎ
ＧａＡｓＰ閉込め層を成長させるために、量Δλg ＝λ
g2−λg1 は一般に、ＴＭＧａ流量とＡｓＨ3 流量の変
化率が変化する点における組成を決定するｎ個の部分に
分割される。典型的に、これらは図２の点Ｂ、Ｃ、及び
Ｄに対応する。
【００４３】例として、仮にその上にＩｎＧａＡｓＰ閉
込め層を成長させるところの材料の層が、組成λg1 を
持ち、且つ、仮にｎ＝６の場合、次の手順を適用でき
る。あらゆる適当な手段によって（例えば図２を用い
る）、λg1 、λg2 、及び流量の変化率が変化する点に
おける５つの中間組成に対応するＴＭＧａとＡｓＨ3 の
流量を決定できる。
込め層を成長させるところの材料の層が、組成λg1 を
持ち、且つ、仮にｎ＝６の場合、次の手順を適用でき
る。あらゆる適当な手段によって（例えば図２を用い
る）、λg1 、λg2 、及び流量の変化率が変化する点に
おける５つの中間組成に対応するＴＭＧａとＡｓＨ3 の
流量を決定できる。
【００４４】あらゆる（与えられた一定温度における）
流量の組における材料の成長速度は既知であるため、あ
らゆる副層の成長における所要時間は容易に決定でき
る。複数の副層の厚さは、多くの場合、全て等しくされ
る。λg1 に対するＴＭＧａ流量と、λg1 ＋Δλga（流
量の変化率が最初に変わる点における組成）に対応する
流量との差を決定し、このようにして決定した流量の差
を、第１の副層を成長させるために予め決定した時間で
割ることによって、ＴＭＧａ流量の適当な変化率が決定
される。
流量の組における材料の成長速度は既知であるため、あ
らゆる副層の成長における所要時間は容易に決定でき
る。複数の副層の厚さは、多くの場合、全て等しくされ
る。λg1 に対するＴＭＧａ流量と、λg1 ＋Δλga（流
量の変化率が最初に変わる点における組成）に対応する
流量との差を決定し、このようにして決定した流量の差
を、第１の副層を成長させるために予め決定した時間で
割ることによって、ＴＭＧａ流量の適当な変化率が決定
される。
【００４５】同様の手順によってＡｓＨ3 の適当な変化
率が決定される。この手順は、所望のＩｎＧａＡｓＰ閉
込め層における他の全ての副層に対して適当な流量変化
率を決定するために、同様に適用される。
率が決定される。この手順は、所望のＩｎＧａＡｓＰ閉
込め層における他の全ての副層に対して適当な流量変化
率を決定するために、同様に適用される。
【００４６】ＴＭＧａ及びＡｓＨ3 への使用に適切な、
コンピュータ制御可能大流量制御装置は市販されてお
り、また、上述の方式で流量を変化させるようにコンピ
ュータにプログラムするソフトウェアも当業者において
は常識であるため、その説明は省略する。
コンピュータ制御可能大流量制御装置は市販されてお
り、また、上述の方式で流量を変化させるようにコンピ
ュータにプログラムするソフトウェアも当業者において
は常識であるため、その説明は省略する。
【００４７】典型的な実施例の説明を続けるならば、組
成λg1 の層が所望の厚さに達した後、ＴＭＧａ流量と
ＡｓＨ3 流量は、成長を中断することなく、それぞれに
予め決定された新しい変化率で変化するように切り替え
られる。予め決定した時間の経過後、それぞれの流量の
変化率は再び、成長を中断することなく調節される。こ
の手順は全ての副層が完成するまで継続される。
成λg1 の層が所望の厚さに達した後、ＴＭＧａ流量と
ＡｓＨ3 流量は、成長を中断することなく、それぞれに
予め決定された新しい変化率で変化するように切り替え
られる。予め決定した時間の経過後、それぞれの流量の
変化率は再び、成長を中断することなく調節される。こ
の手順は全ての副層が完成するまで継続される。
【００４８】ＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の成長のための本
発明の手順は、ガス流の変化率の切り替えのみを必要と
するので、閉込め層の成長は、従来技術の段階的屈折率
変化ＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の成長において必然的に起
こるような、ある１つの副層の完成における成長の休止
がなく、連続的であり得る。欠陥は成長の休止点で、そ
の周辺から容易に形成される傾向があるため、このよう
な閉込め層の成長の連続性は、本発明の重要な特徴であ
ると考えられる。
発明の手順は、ガス流の変化率の切り替えのみを必要と
するので、閉込め層の成長は、従来技術の段階的屈折率
変化ＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の成長において必然的に起
こるような、ある１つの副層の完成における成長の休止
がなく、連続的であり得る。欠陥は成長の休止点で、そ
の周辺から容易に形成される傾向があるため、このよう
な閉込め層の成長の連続性は、本発明の重要な特徴であ
ると考えられる。
【００４９】図３は、本発明によるＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ
y Ｐ1-y 連続的グレーディド閉込め層のＧａ含有量に関
する典型的なデータを示しており、固体においてｙ〜
２．２ｘであり、λg は、矢印６０における１．１μｍ
から矢印６１における１．２５μｍまで変化する。図示
されるように、Ｇａ濃度は連続的に（層の厚さの大部分
においては直線的に）変化し、それにより欠陥形成の可
能性を減少させる。
y Ｐ1-y 連続的グレーディド閉込め層のＧａ含有量に関
する典型的なデータを示しており、固体においてｙ〜
２．２ｘであり、λg は、矢印６０における１．１μｍ
から矢印６１における１．２５μｍまで変化する。図示
されるように、Ｇａ濃度は連続的に（層の厚さの大部分
においては直線的に）変化し、それにより欠陥形成の可
能性を減少させる。
【００５０】低部の閉込め層（図１の１２）の成長が完
了すると同時に、典型的に量子井戸が、望ましくは成長
を休止することなく（または最小の休止で）成長を開始
する。便宜上、量子井戸は、そのｘの値及び井戸の厚さ
が、所望のレーザ波長を得るように選択されたところの
Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓである。図４は、ＴＭＩｎ流量に関
するＩｎＧａＡｓのＩｎ含有量の典型的なデータを示
す。図示されるように、依存性は直線的であり、固体組
成の真っ直ぐな調節を容易にしている。
了すると同時に、典型的に量子井戸が、望ましくは成長
を休止することなく（または最小の休止で）成長を開始
する。便宜上、量子井戸は、そのｘの値及び井戸の厚さ
が、所望のレーザ波長を得るように選択されたところの
Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓである。図４は、ＴＭＩｎ流量に関
するＩｎＧａＡｓのＩｎ含有量の典型的なデータを示
す。図示されるように、依存性は直線的であり、固体組
成の真っ直ぐな調節を容易にしている。
【００５１】図５はＴＭＩｎ流量に関するＩｎＧａＡｓ
の成長速度の典型的なデータを示す。（ＴＭＧａ流量及
びＡｓＨ3 流量はそれぞれ９ｓｃｃｍ及び１６０ｓｃｃ
ｍに固定されている。）依存性は直線的であり、典型的
な条件下における成長速度はＴＭＩｎ流量にのみ依存す
る。
の成長速度の典型的なデータを示す。（ＴＭＧａ流量及
びＡｓＨ3 流量はそれぞれ９ｓｃｃｍ及び１６０ｓｃｃ
ｍに固定されている。）依存性は直線的であり、典型的
な条件下における成長速度はＴＭＩｎ流量にのみ依存す
る。
【００５２】本発明によるレーザの少なくとも幾つかの
応用においては、（例えばＥｒをドーピングしたファイ
バ増幅器の励起光源においては）レーザ波長を微調整す
ることが必要である。これは量子井戸内の歪みの程度の
調節によって可能となる。図６は、（Ｉｎx Ｇａ1-x Ａ
ｓにおける）ｘと、１．４８μｍのレーザ波長を得るた
めに必要な井戸幅との関係の典型的な理論曲線を示す。
発明者の得た実験データは、少なくともｘ＞０．４３に
関しては、理論曲線とよく一致した。ｘ＝０．５３に関
して、組成はＩｎＰと格子整合する。
応用においては、（例えばＥｒをドーピングしたファイ
バ増幅器の励起光源においては）レーザ波長を微調整す
ることが必要である。これは量子井戸内の歪みの程度の
調節によって可能となる。図６は、（Ｉｎx Ｇａ1-x Ａ
ｓにおける）ｘと、１．４８μｍのレーザ波長を得るた
めに必要な井戸幅との関係の典型的な理論曲線を示す。
発明者の得た実験データは、少なくともｘ＞０．４３に
関しては、理論曲線とよく一致した。ｘ＝０．５３に関
して、組成はＩｎＰと格子整合する。
【００５３】図７は、本発明による典型的な装置、即
ち、光ファイバ通信装置７０の概略を示す。信号レーザ
７１は、標準的な伝送ファイバ７３に結合され、そこを
通ってファイバ増幅器７６に伝送されるところの信号放
射７２を照射する。励起レーザ７４は短距離のファイバ
７５によってファイバ増幅器７６内に伝送されるところ
の、適当な波長（例えば１．４８μｍ）の励起放射を照
射する。
ち、光ファイバ通信装置７０の概略を示す。信号レーザ
７１は、標準的な伝送ファイバ７３に結合され、そこを
通ってファイバ増幅器７６に伝送されるところの信号放
射７２を照射する。励起レーザ７４は短距離のファイバ
７５によってファイバ増幅器７６内に伝送されるところ
の、適当な波長（例えば１．４８μｍ）の励起放射を照
射する。
【００５４】ファイバ増幅器７６は、信号を伝送するよ
うに、通常のコネクタ７９によって伝送ファイバ７３及
び伝送ファイバ７７に結合されたところの、希土類をド
ーピングしたファイバ８１を含む。ファイバ増幅器７６
はまた、励起放射をファイバ７５からファイバ８１へ結
合させるための手段（結合器）８０を含む。このような
手段としては一般的なものを使用できる。信号放射７２
は、ファイバ増幅器７６において、既知の方法で増幅さ
れ、次に伝送ファイバ７７を通って検出器７８に伝送さ
れる。
うに、通常のコネクタ７９によって伝送ファイバ７３及
び伝送ファイバ７７に結合されたところの、希土類をド
ーピングしたファイバ８１を含む。ファイバ増幅器７６
はまた、励起放射をファイバ７５からファイバ８１へ結
合させるための手段（結合器）８０を含む。このような
手段としては一般的なものを使用できる。信号放射７２
は、ファイバ増幅器７６において、既知の方法で増幅さ
れ、次に伝送ファイバ７７を通って検出器７８に伝送さ
れる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、連続的に屈折率変化し、実質的に格子整合している
ＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の使用により、高出力で動作す
るレーザを得ることができる。また、閉込め層の成長に
おいてガス流の変化率の切り替えのみを必要とするた
め、屈折率変化は連続的となり、欠陥の形成を防止でき
る。さらに、量子井戸内の歪みの調節により、レーザ波
長を微調整し、所望の波長を得ることができる。
は、連続的に屈折率変化し、実質的に格子整合している
ＩｎＧａＡｓＰ閉込め層の使用により、高出力で動作す
るレーザを得ることができる。また、閉込め層の成長に
おいてガス流の変化率の切り替えのみを必要とするた
め、屈折率変化は連続的となり、欠陥の形成を防止でき
る。さらに、量子井戸内の歪みの調節により、レーザ波
長を微調整し、所望の波長を得ることができる。
【図１】本発明による典型的なレーザ内の層列の概略を
示した説明図である。
示した説明図である。
【図２】ＩｎＰに格子整合しているＩｎＧａＡｓＰの成
長に関するガス前駆物質の流量条件の典型的なデータを
示す説明図である。
長に関するガス前駆物質の流量条件の典型的なデータを
示す説明図である。
【図３】典型的な連続的屈折率変化ＩｎＧａＡｓＰレー
ザのＧａ含有量のデータを示す説明図である。
ザのＧａ含有量のデータを示す説明図である。
【図４】ＴＭＩｎ流量に関するＩｎＧａＡｓＰのＩｎ含
有量の典型的なデータを示す説明図である。
有量の典型的なデータを示す説明図である。
【図５】ＴＭＩｎ流量に関するＩｎＧａＡｓＰのＩｎ成
長速度の典型的なデータを示す説明図である。
長速度の典型的なデータを示す説明図である。
【図６】量子井戸組成と特定のレーザ波長を得るために
必要な井戸幅との関係の典型的な理論曲線を示す説明図
である。
必要な井戸幅との関係の典型的な理論曲線を示す説明図
である。
【図７】本発明による典型的な装置の概略を示す説明図
である。
である。
１０ 基板 １１ エピタキシャル層 １２ 下部閉込め層 １２１〜１２６ 副層 １３０、１３１、１３２ 歪み量子井戸 １４０、１４１ ＩｎＧａＡｓＰ遮断層 １５ 上部閉込め層 １６ ドーピングされないＩｎＰ層 １７、１８、１９ ＺｎをドーピングしたＩｎＰ層 ２０、２１ ＺｎをドーピングしたＩｎＧａＡｓＰ層 ７０ 光ファイバ通信装置 ７１ 信号レーザ ７２ 信号放射 ７３、７７ 伝送ファイバ ７４ 励起レーザ ７５ 短距離ファイバ ７６ 増幅器 ７８ 検出器 ７９ コネクタ ８０ 結合器 ８１ 希土類をドーピングしたファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ アンドレ ローガン アメリカ合衆国 07960 ニュージャージ ィ、モリスタウン、ミルズ ストリート 179 (72)発明者 タウィー タンブンーエク アメリカ合衆国 07901 ニュージャージ ィ、サミット、スプリングフィールド ア ベニュー 708 ビィ (72)発明者 ヘンライク テムキン アメリカ合衆国 07922 ニュージャージ ィ、バークレイ ハイツ、ローレイン ド ライブ 130
Claims (7)
- 【請求項１】 レーザが、 ａ）ＧａＩｎＡｓＰを含む閉込め層と、 ｂ）１つ以上の量子井戸を含む活性領域とを有し、 ｃ）閉込め層の材料の少なくとも１つの主要部分の組成
が、活性領域からの距離の関数として連続的に変化し、
その変化率は閉込め層の少なくともその部分がＩｎＰに
実質的に格子整合するように選択され、 １．２〜１．６８μｍの範囲の照射波長を持ち、室温Ｃ
Ｗ照射が可能であることを特徴とする半導体レーザを含
む装置。 - 【請求項２】 少なくとも１つの量子井戸の材料が歪ん
でいることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 活性領域が、間に障壁層を持つ、少なく
とも２つの量子井戸を含み、この少なくとも２つの量子
井戸の材料に歪みがかけられ、この量子井戸歪みは第１
の意味の歪みとされ、さらに障壁層の材料にも歪みがか
けられ、この障壁層歪みは第１の意味と反対の意味の歪
みとされ、それにより活性領域の全体の歪みが比較的低
レベルに維持されることを特徴とする請求項２記載の装
置。 - 【請求項４】 レーザは、室温において、少なくとも５
０ｍＷの光出力のＣＷ照射が可能であることを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 閉込め層が、第１の副層及びこれに隣接
する第２の副層を含み、第１の副層中の材料組成が第１
の変化率で変化し、第２の副層の組成が第１の変化率と
異なる第２の変化率で変化することを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項６】 １）ある長さの希土類をドーピングした
光ファイバ； ２）レーザが１．２〜１．６８μｍの範囲の波長を持つ
出力放射を持つように、電流をレーザを通して流すため
の手段；及び ３）出力放射の少なくとも一部を希土類をドーピングし
た光ファイバ内に結合させるための手段 を含む光ファイバ通信装置であることを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項７】 希土類をドーピングしたファイバがＥｒ
を含むことを特徴とする請求項６記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US49214390A | 1990-03-13 | 1990-03-13 | |
| US492143 | 1990-03-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252512A true JPH06252512A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2702819B2 JP2702819B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=23955119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070393A Expired - Lifetime JP2702819B2 (ja) | 1990-03-13 | 1991-03-12 | 半導体レーザを含む装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0447096B1 (ja) |
| JP (1) | JP2702819B2 (ja) |
| DE (1) | DE69115086T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08195526A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Nec Corp | 半導体レーザとその製造方法 |
| US6078602A (en) * | 1996-02-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Separate confinement heterostructured semiconductor laser device having high speed characteristics |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0812431B1 (de) * | 1995-02-28 | 1999-01-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Integriert optischer wellenleiter mit einer einen steuerbaren komplexen brechungsindex aufweisenden wellenleitenden schicht |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6352792A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPS63161690A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Nec Corp | 量子井戸型半導体レ−ザ |
| JPH02130988A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 量子井戸半導体レーザ素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59104189A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体レ−ザ |
-
1991
- 1991-03-05 EP EP19910301801 patent/EP0447096B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-05 DE DE1991615086 patent/DE69115086T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-12 JP JP3070393A patent/JP2702819B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6352792A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPS63161690A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Nec Corp | 量子井戸型半導体レ−ザ |
| JPH02130988A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 量子井戸半導体レーザ素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08195526A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Nec Corp | 半導体レーザとその製造方法 |
| US6078602A (en) * | 1996-02-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Separate confinement heterostructured semiconductor laser device having high speed characteristics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69115086D1 (de) | 1996-01-18 |
| EP0447096A3 (en) | 1992-01-22 |
| JP2702819B2 (ja) | 1998-01-26 |
| EP0447096A2 (en) | 1991-09-18 |
| DE69115086T2 (de) | 1996-08-08 |
| EP0447096B1 (en) | 1995-12-06 |
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