JPH06314846A - 狭帯域化面発光レーザ - Google Patents
狭帯域化面発光レーザInfo
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- JPH06314846A JPH06314846A JP10452993A JP10452993A JPH06314846A JP H06314846 A JPH06314846 A JP H06314846A JP 10452993 A JP10452993 A JP 10452993A JP 10452993 A JP10452993 A JP 10452993A JP H06314846 A JPH06314846 A JP H06314846A
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- 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
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
- H01S5/142—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon which comprises an additional resonator
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18305—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission
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Abstract
(57)【要約】
【目的】従来の構造の面発光レーザにおいては、共振器
自体で発振線幅の狭帯域化することは容易ではない。本
発明の目的は、簡単な構造で狭帯域化面発光レーザを提
供することにある。 【構成】p型半導体多層膜3およびn型半導体多層膜7
が面発光レーザ発振器におけるレーザ共振器の一対の反
射鏡を構成している。一対の半導体多層膜の間に活性層
5を配置している。一対の半導体多層膜を反射鏡とする
主共振器13を有する面発光レーザ発振器が半導体基板
上に積層され、面発光レーザをなしている。光学的平面
性のよい基板裏面に高反射膜コーティング層12を設
け、多層膜7と層12とで外部共振器14をなし、外部
共振器14と主共振器13とで複合共振器を構成してい
る。
自体で発振線幅の狭帯域化することは容易ではない。本
発明の目的は、簡単な構造で狭帯域化面発光レーザを提
供することにある。 【構成】p型半導体多層膜3およびn型半導体多層膜7
が面発光レーザ発振器におけるレーザ共振器の一対の反
射鏡を構成している。一対の半導体多層膜の間に活性層
5を配置している。一対の半導体多層膜を反射鏡とする
主共振器13を有する面発光レーザ発振器が半導体基板
上に積層され、面発光レーザをなしている。光学的平面
性のよい基板裏面に高反射膜コーティング層12を設
け、多層膜7と層12とで外部共振器14をなし、外部
共振器14と主共振器13とで複合共振器を構成してい
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送や光情報処理に
用いられる垂直共振器型面発光レーザに関し、特に狭帯
域化面発光レーザに関する。
用いられる垂直共振器型面発光レーザに関し、特に狭帯
域化面発光レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の面発光マイクロキャビティレーザ
の構造は、例えば、エレクトロニクス・レターズ(Elec
tron. Lett. )の25巻、20号、1989年の1377
〜1378頁に記載されている面発光レーザに準じてい
る。従来の面発光レーザの断面構造を図3に示す。この
面発光レーザは、半導体基板9の表面(図3では上側
面)に面発光レーザ発振器を備えてなる。活性層5をク
ラッド層4,6で狭んでダブルへテロ構造を形成し、こ
のダブルヘテロ構造を含む半導体層を中間層11とし、
レーザ共振器の反射鏡を構成するp型半導体多層膜3お
よびn型半導体多層膜7の間に中間層を配置して面発光
レーザ発振器を構成している。このように面発光レーザ
は半導体基板9上に面発光レーザ発振器をエピタキシャ
ル成長してなっている。共振器について見れば、半導体
基板9上に垂直共振器を形成した構造となっている。こ
の面発光レーザにおける出力光10は基板9の裏面に取
り出される。
の構造は、例えば、エレクトロニクス・レターズ(Elec
tron. Lett. )の25巻、20号、1989年の1377
〜1378頁に記載されている面発光レーザに準じてい
る。従来の面発光レーザの断面構造を図3に示す。この
面発光レーザは、半導体基板9の表面(図3では上側
面)に面発光レーザ発振器を備えてなる。活性層5をク
ラッド層4,6で狭んでダブルへテロ構造を形成し、こ
のダブルヘテロ構造を含む半導体層を中間層11とし、
レーザ共振器の反射鏡を構成するp型半導体多層膜3お
よびn型半導体多層膜7の間に中間層を配置して面発光
レーザ発振器を構成している。このように面発光レーザ
は半導体基板9上に面発光レーザ発振器をエピタキシャ
ル成長してなっている。共振器について見れば、半導体
基板9上に垂直共振器を形成した構造となっている。こ
の面発光レーザにおける出力光10は基板9の裏面に取
り出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の面発
光レーザにおいては、共振器長が短いから、共振器自体
で発振線幅の狭帯域化することは容易ではない。本発明
の目的は、発振線幅を狭帯域化できる簡単な構造の面発
光レーザを提供することにある。
光レーザにおいては、共振器長が短いから、共振器自体
で発振線幅の狭帯域化することは容易ではない。本発明
の目的は、発振線幅を狭帯域化できる簡単な構造の面発
光レーザを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明が提供する手段は、半導体基板の表面上に半
導体積層構造を形成してなり、該半導体積層構造が、一
対の半導体多層膜を反射鏡とする共振器と、前記一対の
半導体多層膜の間に配置された活性層とを備えて面発光
レーザ発振器を構成しており、前記基板の裏面からレー
ザ光を取り出す面発光レーザであって、前記基板裏面に
高反射膜コーティング層を設け、前記一体の半導体多層
膜と前記高反射膜コーティング層とで複合共振器を構成
していることを特徴とする面発光レーザである。
めに本発明が提供する手段は、半導体基板の表面上に半
導体積層構造を形成してなり、該半導体積層構造が、一
対の半導体多層膜を反射鏡とする共振器と、前記一対の
半導体多層膜の間に配置された活性層とを備えて面発光
レーザ発振器を構成しており、前記基板の裏面からレー
ザ光を取り出す面発光レーザであって、前記基板裏面に
高反射膜コーティング層を設け、前記一体の半導体多層
膜と前記高反射膜コーティング層とで複合共振器を構成
していることを特徴とする面発光レーザである。
【0005】
【作用】本発明では、半導体基板上に面発光レーザ発振
器を形成してなる面発光レーザにおいて、出力光を取り
出す半導体基板の裏面に高反射コーティングを施すこと
により、面発光レーザ発振器における共振器をなす一対
の半導体多層膜反射鏡とその高反射膜コーティング層と
の組み合わせになる複合共振器を構成している。説明を
簡単にするために、複合共振器の内、活性層を狭むー対
の半導体多層膜で構成される共振器を主共振器、基板上
の半導体多層膜と高反射膜コーティング層とで構成され
る共振器を外部共振器と呼ぶことにする。このとき、面
発光レーザの発振線幅を考えると、主共振器においては
共振器長が短いから発振線幅は比較的大きな広がりを持
つ。一方、半導体基板の厚みは、面発光レーザ発振器の
共振器長に比べてはるかに大きいから、外部共振器の共
振スペクトルは主共振器の共振スペクトルに比べて、各
々のモードに関して狭い共振線幅と狭いフリースペクト
ラルレンジとを有することになる。そこで、主共振器と
外部共振器とを合せた複合共振器の発振スペクトルは、
外部共振器の共振線幅に狭帯域化されることになる。本
発明の面発光レーザでは、その複合共振器の共振スペク
トルが出力され、面発光レーザ発振器における主共振器
単独よりも狭い線幅の発振スペクトルを得ることができ
る。
器を形成してなる面発光レーザにおいて、出力光を取り
出す半導体基板の裏面に高反射コーティングを施すこと
により、面発光レーザ発振器における共振器をなす一対
の半導体多層膜反射鏡とその高反射膜コーティング層と
の組み合わせになる複合共振器を構成している。説明を
簡単にするために、複合共振器の内、活性層を狭むー対
の半導体多層膜で構成される共振器を主共振器、基板上
の半導体多層膜と高反射膜コーティング層とで構成され
る共振器を外部共振器と呼ぶことにする。このとき、面
発光レーザの発振線幅を考えると、主共振器においては
共振器長が短いから発振線幅は比較的大きな広がりを持
つ。一方、半導体基板の厚みは、面発光レーザ発振器の
共振器長に比べてはるかに大きいから、外部共振器の共
振スペクトルは主共振器の共振スペクトルに比べて、各
々のモードに関して狭い共振線幅と狭いフリースペクト
ラルレンジとを有することになる。そこで、主共振器と
外部共振器とを合せた複合共振器の発振スペクトルは、
外部共振器の共振線幅に狭帯域化されることになる。本
発明の面発光レーザでは、その複合共振器の共振スペク
トルが出力され、面発光レーザ発振器における主共振器
単独よりも狭い線幅の発振スペクトルを得ることができ
る。
【0006】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である狭帯域化面
発光レーザを示す概念図である。活性層5をクラッド層
4,6で狭んでダブルへテロ構造が構成されている。こ
のダブルヘテロ構造を有する中間層11が、レーザ共振
器の反射鏡を構成するp型半導体多層膜3およびn型半
導体多層膜7の間に配置されている。p型半導体多層膜
3上にはp型電極2が設けてある。これら符号3〜7で
示す層でなる半導体多層構造が、面発光レーザ発振器を
構成し、半導体基板9上に積層されている。本実施例で
は半導体基板上に垂直共振器を形成した従来の面発光レ
ーザ構造に加えて、出力光10を取り出す基板裏面に高
反射膜12が設けてある。この半導体構造において、p
型半導体多層膜3およびn型半導体多層膜7ならびに高
反射膜12の組み合わせで複合共振器が構成される。こ
こで,p型半導体多層膜3とn型半導体多層膜7とで構
成される共振器を主共振器13、n型半導体多層膜7と
高反射膜12とで構成される共振器を外部共振器14と
呼ぶことにする。高反射膜12は、光学長が面発光レー
ザ発振器における発振波長の4分の1となるような膜厚
を有する高屈折率層と低屈折率層との交互層からなる半
導体や誘電体膜の積層により得られる。本実施例におけ
る狭帯域化面発光レーザの動作特性を、スペクトル図で
図2に示す。の利得スペクトルを有する面発光レーザ
発振器を考えると、主共振器13の共振器長が極めて短
いから、外部共振器14を除いた部分、即ち面発光レー
ザ発振器だけで動作させた場合の各々のモードに対する
共振スペクトルは、図2のに示すようにやや大きな広
がりを持つ。一方、外部共振器14の共振器長は、基板
9の厚さ程度となり、主共振器13の長さに比べてはる
かに大きい。そこで、外部共振器14における各々のモ
ードに対する共振スペクトルを考えると、図2のに示
すようになる。このように、外部共振器14の共振スペ
クトルは、主共振器13の共振スペクトルに比べてはる
かに狭い共振波長窓を与えることになる。したがって、
これら両者を結合した複合共振器を備える本実施例にお
いては、出力光のスペクトルは図2のに示すようにな
り、外部共振器14の線幅に狭帯域化される。
発光レーザを示す概念図である。活性層5をクラッド層
4,6で狭んでダブルへテロ構造が構成されている。こ
のダブルヘテロ構造を有する中間層11が、レーザ共振
器の反射鏡を構成するp型半導体多層膜3およびn型半
導体多層膜7の間に配置されている。p型半導体多層膜
3上にはp型電極2が設けてある。これら符号3〜7で
示す層でなる半導体多層構造が、面発光レーザ発振器を
構成し、半導体基板9上に積層されている。本実施例で
は半導体基板上に垂直共振器を形成した従来の面発光レ
ーザ構造に加えて、出力光10を取り出す基板裏面に高
反射膜12が設けてある。この半導体構造において、p
型半導体多層膜3およびn型半導体多層膜7ならびに高
反射膜12の組み合わせで複合共振器が構成される。こ
こで,p型半導体多層膜3とn型半導体多層膜7とで構
成される共振器を主共振器13、n型半導体多層膜7と
高反射膜12とで構成される共振器を外部共振器14と
呼ぶことにする。高反射膜12は、光学長が面発光レー
ザ発振器における発振波長の4分の1となるような膜厚
を有する高屈折率層と低屈折率層との交互層からなる半
導体や誘電体膜の積層により得られる。本実施例におけ
る狭帯域化面発光レーザの動作特性を、スペクトル図で
図2に示す。の利得スペクトルを有する面発光レーザ
発振器を考えると、主共振器13の共振器長が極めて短
いから、外部共振器14を除いた部分、即ち面発光レー
ザ発振器だけで動作させた場合の各々のモードに対する
共振スペクトルは、図2のに示すようにやや大きな広
がりを持つ。一方、外部共振器14の共振器長は、基板
9の厚さ程度となり、主共振器13の長さに比べてはる
かに大きい。そこで、外部共振器14における各々のモ
ードに対する共振スペクトルを考えると、図2のに示
すようになる。このように、外部共振器14の共振スペ
クトルは、主共振器13の共振スペクトルに比べてはる
かに狭い共振波長窓を与えることになる。したがって、
これら両者を結合した複合共振器を備える本実施例にお
いては、出力光のスペクトルは図2のに示すようにな
り、外部共振器14の線幅に狭帯域化される。
【0007】
【発明の効果】以上に実施例を挙げて詳しく説明したよ
うに、本発明における狭帯域化面発光レーザにおいて
は、極めて簡単な構造で、発振線幅の狭帯域化すること
ができる。したがって、本発明の面発光レーザは高いコ
ヒーレンスを必要とする光情報処理、例えば、光ヘテロ
ダイン検波等に用いることも可能である。
うに、本発明における狭帯域化面発光レーザにおいて
は、極めて簡単な構造で、発振線幅の狭帯域化すること
ができる。したがって、本発明の面発光レーザは高いコ
ヒーレンスを必要とする光情報処理、例えば、光ヘテロ
ダイン検波等に用いることも可能である。
【図1】本発明の一実施例である狭帯域化面発光レーザ
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図2】図1の狭帯域化面発光レーザの動作特性を示す
スペクトル図である。
スペクトル図である。
【図3】従来の面発光レーザの断面構造を示す概念図で
ある。
ある。
1 電流源 2 p型電極 3 p型半導体多層膜 4,6 クラッド層 5 活性層 7 n型半導体多層膜 8 n型電極 9 半導体基板 10 出力光 11 中間層 12 高反射膜 13 主共振器 14 外部共振器
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板の表面上に半導体積層構造を
形成してなり、該半導体積層構造が、一対の半導体多層
膜を反射鏡とする共振器と、前記一対の半導体多層膜の
間に配置された活性層とを備えて面発光レーザ発振器を
構成しており、前記基板の裏面からレーザ光を取り出す
面発光レーザにおいて、前記基板裏面に高反射膜コーテ
ィング層を設け、前記一対の半導体多層膜と前記高反射
膜コーティング層とで複合共振器を構成していることを
特徴とする面発光レーザ。 - 【請求項2】 前記高反射膜コーティング層が、前記面
発光レーザ発振器における発振波長の4分の1の膜厚を
有する高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層してなる
ことを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5104529A JP2546133B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 狭帯域化面発光レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5104529A JP2546133B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 狭帯域化面発光レーザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06314846A true JPH06314846A (ja) | 1994-11-08 |
JP2546133B2 JP2546133B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=14383026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5104529A Expired - Fee Related JP2546133B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 狭帯域化面発光レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2546133B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08148755A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Nec Corp | 面発光レーザ装置及びその製造方法 |
JPH08288585A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Nec Corp | 波長多重面発光半導体レーザアレイの作製方法 |
WO1997037406A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-09 | HEINRICH-HERTZ-INSTITUT FüR NACHRICHTENTECHNIK BERLIN GMBH | Gütegesteuerter halbleiterlaser |
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US7369583B2 (en) | 2004-06-07 | 2008-05-06 | Innolume Gmbh | Electrooptically wavelength-tunable resonant cavity optoelectronic device for high-speed data transfer |
JP2009540593A (ja) * | 2006-06-16 | 2009-11-19 | シチューキン,フィタリー | 光電子デバイスおよびその製造方法 |
JP2011511444A (ja) * | 2008-01-31 | 2011-04-07 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 面発光型半導体レーザー |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03248395A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-06 | Sony Corp | 光記憶装置 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5104529A patent/JP2546133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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JPH03248395A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-06 | Sony Corp | 光記憶装置 |
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US6778582B1 (en) | 2000-03-06 | 2004-08-17 | Novalux, Inc. | Coupled cavity high power semiconductor laser |
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US7339965B2 (en) | 2004-04-07 | 2008-03-04 | Innolume Gmbh | Optoelectronic device based on an antiwaveguiding cavity |
US7369583B2 (en) | 2004-06-07 | 2008-05-06 | Innolume Gmbh | Electrooptically wavelength-tunable resonant cavity optoelectronic device for high-speed data transfer |
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JP2011511444A (ja) * | 2008-01-31 | 2011-04-07 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 面発光型半導体レーザー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2546133B2 (ja) | 1996-10-23 |
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