JPH07231137A - アナログ通信用半導体レーザ装置 - Google Patents
アナログ通信用半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH07231137A JPH07231137A JP2078994A JP2078994A JPH07231137A JP H07231137 A JPH07231137 A JP H07231137A JP 2078994 A JP2078994 A JP 2078994A JP 2078994 A JP2078994 A JP 2078994A JP H07231137 A JPH07231137 A JP H07231137A
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- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- laser device
- loss
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再現性がよく、変調歪が少ないアナログ通信
用半導体レーザ装置を得る。 【構成】 レーザ共振器の方向に周期的な損失の攝動を
導入し、上記損失層６によって生じる屈折率の周期的攝
動を、屈折率補償層５の導入によって補償する。
用半導体レーザ装置を得る。 【構成】 レーザ共振器の方向に周期的な損失の攝動を
導入し、上記損失層６によって生じる屈折率の周期的攝
動を、屈折率補償層５の導入によって補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ通信用光源に
用いる変調歪みが少ないアナログ通信用半導体レーザ装
置に関するものである。
用いる変調歪みが少ないアナログ通信用半導体レーザ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアナログ通信用半導体レーザ装置
では、共振器方向に屈折率が周期的な攝動を有する分布
帰還型半導体レーザにおいて、結合係数や共振器長およ
びレーザ両端面の反射率等のパラメータを最適化するこ
とにより、変調歪みの低減をはかってきた（例えば、１
９９１年電子情報通信学会春期全国大会、Ｃ−１６７に
最適化のための実験結果が述べられている）。しかしな
がら、上記構造では屈折率の周期的な攝動のレーザ端面
における位相によって、変調歪み特性が大きく異なる。
これは変調歪み特性がレーザ共振器方向での光の強度分
布に大きく依存し、上記光の強度分布が、レーザ端面に
おける屈折率の攝動の位相により変化するためである。
現在の加工技術では、上記位相を制御することは不可能
であり、そのため、変調歪み特性の良否は確率に支配さ
れることになる。例えば、レーザ端面の反射率が１％と
８０％で、結合係数と共振器長との積である規格化結合
係数が１．０の場合は、変調度２０％で−７０ｄＢ以下
の相互３次変調歪みを有する半導体レーザ装置が得られ
る理論確率は１０％である（ここで、相互変調３次変調
歪みとは、周波数ｆ１と周波数ｆ２との大きさが等しい
２つの正弦波を合波した電気信号で、半導体レーザを変
調した場合に、２ｆ２−ｆ１の周波数に現われる信号の
周波数ｆ１の信号の大きさに対する比率である）。
では、共振器方向に屈折率が周期的な攝動を有する分布
帰還型半導体レーザにおいて、結合係数や共振器長およ
びレーザ両端面の反射率等のパラメータを最適化するこ
とにより、変調歪みの低減をはかってきた（例えば、１
９９１年電子情報通信学会春期全国大会、Ｃ−１６７に
最適化のための実験結果が述べられている）。しかしな
がら、上記構造では屈折率の周期的な攝動のレーザ端面
における位相によって、変調歪み特性が大きく異なる。
これは変調歪み特性がレーザ共振器方向での光の強度分
布に大きく依存し、上記光の強度分布が、レーザ端面に
おける屈折率の攝動の位相により変化するためである。
現在の加工技術では、上記位相を制御することは不可能
であり、そのため、変調歪み特性の良否は確率に支配さ
れることになる。例えば、レーザ端面の反射率が１％と
８０％で、結合係数と共振器長との積である規格化結合
係数が１．０の場合は、変調度２０％で−７０ｄＢ以下
の相互３次変調歪みを有する半導体レーザ装置が得られ
る理論確率は１０％である（ここで、相互変調３次変調
歪みとは、周波数ｆ１と周波数ｆ２との大きさが等しい
２つの正弦波を合波した電気信号で、半導体レーザを変
調した場合に、２ｆ２−ｆ１の周波数に現われる信号の
周波数ｆ１の信号の大きさに対する比率である）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】分布帰還型半導体レー
ザ装置における変調歪みの原理的限界を与える原因は、
軸方向ホールバーニングである。これは、レーザ共振器
の方向に光の強度分布が不均一になる減少で、このため
にキャリア密度や屈折率などの分布が不均一になり、種
々のレーザ特性に非線形性が現われる。このうち、光出
力−電流特性の非線形性が変調歪みの原因になる。した
がって、共振器方向における光の強度分布を完全に平坦
にする必要がある。
ザ装置における変調歪みの原理的限界を与える原因は、
軸方向ホールバーニングである。これは、レーザ共振器
の方向に光の強度分布が不均一になる減少で、このため
にキャリア密度や屈折率などの分布が不均一になり、種
々のレーザ特性に非線形性が現われる。このうち、光出
力−電流特性の非線形性が変調歪みの原因になる。した
がって、共振器方向における光の強度分布を完全に平坦
にする必要がある。
【０００４】本発明の目的は、再現性がよく、変調歪み
が少ないアナログ通信用半導体レーザ装置を得ることに
ある。
が少ないアナログ通信用半導体レーザ装置を得ることに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、活性領域に
沿って、共振器方向に周期的な損失の攝動を伴う損失層
を有する利得結合型のアナログ通信用半導体レーザ装置
において、共振器方向に実効的な屈折率の攝動がないこ
とにより達成される。また、上記アナログ通信用半導体
装置において、上記損失攝動と同じ周期で屈折率が異な
る屈折率補償層を、上記損失層の近傍に有することによ
って達成される。
沿って、共振器方向に周期的な損失の攝動を伴う損失層
を有する利得結合型のアナログ通信用半導体レーザ装置
において、共振器方向に実効的な屈折率の攝動がないこ
とにより達成される。また、上記アナログ通信用半導体
装置において、上記損失攝動と同じ周期で屈折率が異な
る屈折率補償層を、上記損失層の近傍に有することによ
って達成される。
【０００６】また、上記活性領域は、上部に損失層と屈
折率補償層とを有することにより、あるいは下部に損失
層と屈折率補償層とを有することによって達成され、さ
らにまた、上記活性領域は、バルク結晶か、あるいは多
重量子井戸よりなることにより達成され、上記損失層と
屈折率補償層は、それぞれバルク結晶であること、ある
いは多重量子井戸が形成されていることにより達成され
る。
折率補償層とを有することにより、あるいは下部に損失
層と屈折率補償層とを有することによって達成され、さ
らにまた、上記活性領域は、バルク結晶か、あるいは多
重量子井戸よりなることにより達成され、上記損失層と
屈折率補償層は、それぞれバルク結晶であること、ある
いは多重量子井戸が形成されていることにより達成され
る。
【０００７】
【作用】Ｆマトリックス法を用いて光波結合方程式を解
くことにより、レーザ共振器方向での光の強度分布を計
算することができる。上記計算によると、純粋な利得結
合構造では、規格化結合係数が１．５の場合に、レーザ
共振器方向での光の強度分布を完全に平坦化することが
できる。利得の規格化結合係数を１．５にするために
は、損失の周期的な攝動の導入が必要である。上記損失
層の導入により、屈折率の周期的な攝動も同時に付加さ
れて、それによる光の分布帰還のためにレーザ共振器方
向での光の強度分布が不均一になる。そのため、上記損
失層の近傍に上記損失層とは屈折率が異なる屈折率補償
層を設けて上記屈折率の周期的攝動を打ち消すことによ
り、純粋な利得結合構造を実現することができる。
くことにより、レーザ共振器方向での光の強度分布を計
算することができる。上記計算によると、純粋な利得結
合構造では、規格化結合係数が１．５の場合に、レーザ
共振器方向での光の強度分布を完全に平坦化することが
できる。利得の規格化結合係数を１．５にするために
は、損失の周期的な攝動の導入が必要である。上記損失
層の導入により、屈折率の周期的な攝動も同時に付加さ
れて、それによる光の分布帰還のためにレーザ共振器方
向での光の強度分布が不均一になる。そのため、上記損
失層の近傍に上記損失層とは屈折率が異なる屈折率補償
層を設けて上記屈折率の周期的攝動を打ち消すことによ
り、純粋な利得結合構造を実現することができる。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明によるアナログ通信用半導体レーザ装
置の第１実施例を示す断面図、図２は本発明の第２実施
例を示す断面図、図３は本発明の第３実施例を示す断面
図、図４は本発明の第４実施例を示す断面図、図５は本
発明の第５実施例を示す断面図、図６は本発明の第６実
施例を示す断面図、図７は本発明の第７実施例を示す断
面図、図８は本発明の第８実施例を示す断面図、図９は
本発明の第９実施例としてアナログ光通信用装置の構成
を示す図である。
る。図１は本発明によるアナログ通信用半導体レーザ装
置の第１実施例を示す断面図、図２は本発明の第２実施
例を示す断面図、図３は本発明の第３実施例を示す断面
図、図４は本発明の第４実施例を示す断面図、図５は本
発明の第５実施例を示す断面図、図６は本発明の第６実
施例を示す断面図、図７は本発明の第７実施例を示す断
面図、図８は本発明の第８実施例を示す断面図、図９は
本発明の第９実施例としてアナログ光通信用装置の構成
を示す図である。
【０００９】第１実施例 本発明によるアナログ通信用半導体レーザを図１を用い
て説明する。ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層２（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス
波長１２５０ｎｍ）、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
３（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１５５０ｎ
ｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層４（厚さ２００ｎ
ｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）、ｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ屈折率補償層５（厚さ３０ｎｍ、ホトルミネセ
ンス波長１１３０ｎｍ）、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層６
（厚さ５０ｎｍ、ホトルミネセンス波長１６００ｎｍ）
を有機金属成長法により順次多層成長する。つぎに、干
渉露光法により、上記多層成長した基板の表面に回折格
子を作製する。回折格子の周期は２４５ｎｍ、深さは１
００ｎｍである。つぎに作製した回折格子上にｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰガイド層７（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセ
ンス波長１２５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層８（厚
さ１５００ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９
（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎ
ｍ）を有機金属成長法により順次多層成長する。その
後、抵抗加熱蒸着装置によりｐ側電極１０およびｎ側電
極１１を形成し、劈開することにより０．４ｍｍのレー
ザ共振器を形成し、アナログ通信用半導体レーザ装置と
した。
て説明する。ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層２（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス
波長１２５０ｎｍ）、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
３（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１５５０ｎ
ｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層４（厚さ２００ｎ
ｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）、ｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ屈折率補償層５（厚さ３０ｎｍ、ホトルミネセ
ンス波長１１３０ｎｍ）、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層６
（厚さ５０ｎｍ、ホトルミネセンス波長１６００ｎｍ）
を有機金属成長法により順次多層成長する。つぎに、干
渉露光法により、上記多層成長した基板の表面に回折格
子を作製する。回折格子の周期は２４５ｎｍ、深さは１
００ｎｍである。つぎに作製した回折格子上にｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰガイド層７（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセ
ンス波長１２５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層８（厚
さ１５００ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９
（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎ
ｍ）を有機金属成長法により順次多層成長する。その
後、抵抗加熱蒸着装置によりｐ側電極１０およびｎ側電
極１１を形成し、劈開することにより０．４ｍｍのレー
ザ共振器を形成し、アナログ通信用半導体レーザ装置と
した。
【００１０】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％であった。本半導体レーザ
装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに、例えば
周波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成
した変調電流により変調した。その結果、周波数１．４
５ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％
において−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現するこ
とができた。また、上記のように良好な特性を有する素
子の歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％であった。本半導体レーザ
装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに、例えば
周波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成
した変調電流により変調した。その結果、周波数１．４
５ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％
において−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現するこ
とができた。また、上記のように良好な特性を有する素
子の歩留りは９０％以上であった。
【００１１】第２実施例 本発明の第２実施例を図２を用いて説明する。本実施例
は、活性層がＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井
戸活性層３１である点だけが、上記第１実施例と異なっ
ている。ＩｎＧａＡｓ井戸層の厚さは６ｎｍ、ＩｎＧａ
ＡｓＰ障壁層の厚さは１０ｎｍ、ホトルミネセンス波長
は１２５０ｎｍであり、井戸数は４である。
は、活性層がＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井
戸活性層３１である点だけが、上記第１実施例と異なっ
ている。ＩｎＧａＡｓ井戸層の厚さは６ｎｍ、ＩｎＧａ
ＡｓＰ障壁層の厚さは１０ｎｍ、ホトルミネセンス波長
は１２５０ｎｍであり、井戸数は４である。
【００１２】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。
【００１３】上記半導体レーザ装置を１００ｍＡの直流
電流で駆動し、さらに周波数１．２５ＧＨｚと１．３５
ＧＨｚの正弦波を合成した変調電流により変調した。そ
の結果、周波数１．４５ＧＨｚに現われる相互３次変調
歪みは変調度２０％において−９０ｄＢであり、超低歪
み特性を実現することができた。また、上記のように良
好な特性を有する素子の歩留りは９０％以上であった。
電流で駆動し、さらに周波数１．２５ＧＨｚと１．３５
ＧＨｚの正弦波を合成した変調電流により変調した。そ
の結果、周波数１．４５ＧＨｚに現われる相互３次変調
歪みは変調度２０％において−９０ｄＢであり、超低歪
み特性を実現することができた。また、上記のように良
好な特性を有する素子の歩留りは９０％以上であった。
【００１４】第３実施例 本発明の第３実施例を図３を用いて説明する。本実施例
ではバルクの屈折率補償層と損失層との代りに、ｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
による多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第１実
施例と異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
ではバルクの屈折率補償層と損失層との代りに、ｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
による多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第１実
施例と異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
【００１５】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
【００１６】第４実施例 本発明の第４実施例を図４を用いて説明する。本実施例
ではバルクの屈折率補償層と損失層との代りに、ｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
による多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第１実
施例と異る。すなわち本実施例では活性層とともに屈折
率補償層と損失層とが多重量子井戸構造で形成されてい
る。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層（ホトルミネセン
ス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎｍ、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長１６００ｎｍ）の
厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞれ４層である。
ではバルクの屈折率補償層と損失層との代りに、ｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
による多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第１実
施例と異る。すなわち本実施例では活性層とともに屈折
率補償層と損失層とが多重量子井戸構造で形成されてい
る。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層（ホトルミネセン
ス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎｍ、ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長１６００ｎｍ）の
厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞれ４層である。
【００１７】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
【００１８】第５実施例 本発明の第５実施例を図５を用いて説明する。ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１の表面に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層４１
（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎ
ｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層５１（厚さ３０
ｎｍ、ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ損失層６１（厚さ５０ｎｍ、ホトルミネセン
ス波長１６００ｎｍ）を有機金属成長法により順次多層
成長させる。つぎに、干渉露光法により上記多層成長し
た基板の表面に回折格子を作製する。回折格子の周期は
２４５ｎｍ、深さは１００ｎｍである。つぎに作製した
回折格子上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層７１（厚さ２
００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）、ノン
ドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３（厚さ２００ｎｍ、ホト
ルミネセンス波長１５５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層２１（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長
１２５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層８（厚さ１５０
０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９（厚さ２
００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）を、有
機金属成長法により順次多層成長する。その後、抵抗加
熱蒸着装置によりｐ側電極１０およびｎ側電極１１を形
成し、劈開することにより０．４ｍｍのレーザ共振器を
形成し、アナログ通信用半導体レーザ装置とした。
Ｐ基板１の表面に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層４１
（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎ
ｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層５１（厚さ３０
ｎｍ、ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ損失層６１（厚さ５０ｎｍ、ホトルミネセン
ス波長１６００ｎｍ）を有機金属成長法により順次多層
成長させる。つぎに、干渉露光法により上記多層成長し
た基板の表面に回折格子を作製する。回折格子の周期は
２４５ｎｍ、深さは１００ｎｍである。つぎに作製した
回折格子上にｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層７１（厚さ２
００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）、ノン
ドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３（厚さ２００ｎｍ、ホト
ルミネセンス波長１５５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
ガイド層２１（厚さ２００ｎｍ、ホトルミネセンス波長
１２５０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層８（厚さ１５０
０ｎｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９（厚さ２
００ｎｍ、ホトルミネセンス波長１２５０ｎｍ）を、有
機金属成長法により順次多層成長する。その後、抵抗加
熱蒸着装置によりｐ側電極１０およびｎ側電極１１を形
成し、劈開することにより０．４ｍｍのレーザ共振器を
形成し、アナログ通信用半導体レーザ装置とした。
【００１９】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。本半導体レ
ーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周波
数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成した
変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５Ｇ
Ｈｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。本半導体レ
ーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周波
数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成した
変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５Ｇ
Ｈｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％にお
いて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現することが
できた。また、上記のように良好な特性を有する素子の
歩留りは９０％以上であった。
【００２０】第６実施例 本発明の第６実施例を図６を用いて説明する。本実施例
が上記第５実施例と異なるのは、活性層がＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１である点であ
る。ＩｎＧａＡｓ井戸層の厚さは６ｎｍ、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ障壁層の厚さは１０ｎｍで、ホトルミネセンス波長は
１２５０ｎｍである。また、井戸数は４である。
が上記第５実施例と異なるのは、活性層がＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層３１である点であ
る。ＩｎＧａＡｓ井戸層の厚さは６ｎｍ、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ障壁層の厚さは１０ｎｍで、ホトルミネセンス波長は
１２５０ｎｍである。また、井戸数は４である。
【００２１】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
【００２２】第７実施例 本発明の第７実施例を図７を用いて説明する。本実施例
ではバルクの屈折率補償層と損失層の代りに、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層に
よる多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第５実施
例と異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
ではバルクの屈折率補償層と損失層の代りに、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層に
よる多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第５実施
例と異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
【００２３】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
【００２４】第８実施例 本発明の第８実施例を図８を用いて説明する。本実施例
ではバルクの屈折率補償層と損失層の代りに、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層に
よる多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第６実施
例とは異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
ではバルクの屈折率補償層と損失層の代りに、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層に
よる多重量子井戸５６を有する点だけが、上記第６実施
例とは異なっている。ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層
（ホトルミネセンス波長１１３０ｎｍ）の厚さは１０ｎ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層（ホトルミネセンス波長
１６００ｎｍ）の厚さは１０ｎｍであり、層数はそれぞ
れ４層である。
【００２５】上記半導体レーザ装置のしきい電流は２０
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
ｍＡ、スロープ効率は０．２５Ｗ／Ａであった。また、
上記スロープ効率の変化量は、光出力が０．５ｍＷから
４０ｍＷの範囲において１％以下であった。上記半導体
レーザ装置を１００ｍＡの直流電流で駆動し、さらに周
波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚの正弦波を合成し
た変調電流により変調した。その結果、周波数１．４５
ＧＨｚに現われる相互３次変調歪みは、変調度２０％に
おいて−９０ｄＢであり、超低歪み特性を実現すること
ができた。また、上記のように良好な特性を有する素子
の歩留りは９０％以上であった。
【００２６】上記各実施例は、ＩｎＰ系の半導体によっ
て構成されるアナログ通信用半導体レーザ装置について
記したが、本発明はＧａＡｓ系を含むあらゆる材料系に
より構成される半導体レーザ装置についても適用が可能
である。また、あらゆる埋め込み構造を有する半導体レ
ーザ装置においても適用することができる。さらに、多
層成長薄膜の格子定数が、基板の格子定数とずれている
場合であっても適応が可能である。
て構成されるアナログ通信用半導体レーザ装置について
記したが、本発明はＧａＡｓ系を含むあらゆる材料系に
より構成される半導体レーザ装置についても適用が可能
である。また、あらゆる埋め込み構造を有する半導体レ
ーザ装置においても適用することができる。さらに、多
層成長薄膜の格子定数が、基板の格子定数とずれている
場合であっても適応が可能である。
【００２７】なお、上記各実施例においては、変調電流
として周波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚとの正弦
波電流を合成したが、上記周波数は１．２５ＧＨｚと
１．３５ＧＨｚとに限ることなく、大きさが等しい任意
の周波数の正弦波電流を合成することによって、相互３
次変調歪みが現われる場合でも同様の効果が得られるこ
とはいうまでもない。
として周波数１．２５ＧＨｚと１．３５ＧＨｚとの正弦
波電流を合成したが、上記周波数は１．２５ＧＨｚと
１．３５ＧＨｚとに限ることなく、大きさが等しい任意
の周波数の正弦波電流を合成することによって、相互３
次変調歪みが現われる場合でも同様の効果が得られるこ
とはいうまでもない。
【００２８】第９実施例 本発明の第９実施例として、上記各実施例に記載したア
ナログ通信用半導体レーザ装置を光源として用いたアナ
ログ光通信用装置を、図９を用いて説明する。テレビジ
ョン映像１００チャンネル分のアナログ電気信号を合波
し、変調器により半導体レーザ装置を変調する。アナロ
グ変調された光信号を光ファイバを用いて３０ｋｍ伝送
したのち、受光器で受光し電気信号に変換して復調器に
より復調した。この場合における複合２次歪みは−７０
ｄＢ以下で、複合３次歪みは−８０ｄＢ以下であり、良
好な伝送特性を得ることができた。
ナログ通信用半導体レーザ装置を光源として用いたアナ
ログ光通信用装置を、図９を用いて説明する。テレビジ
ョン映像１００チャンネル分のアナログ電気信号を合波
し、変調器により半導体レーザ装置を変調する。アナロ
グ変調された光信号を光ファイバを用いて３０ｋｍ伝送
したのち、受光器で受光し電気信号に変換して復調器に
より復調した。この場合における複合２次歪みは−７０
ｄＢ以下で、複合３次歪みは−８０ｄＢ以下であり、良
好な伝送特性を得ることができた。
【００２９】
【発明の効果】上記のように本発明によるアナログ通信
用半導体レーザ装置は、活性領域に沿って、共振器方向
に周期的な損失の攝動を伴う損失層を有する利得結合型
のアナログ通信用半導体レーザ装置において、共振器方
向に実効的な屈折率の攝動がないことにより、従来技術
において、レーザ端面の屈折率攝動の位相を制御できな
いために、変調歪みの特性が確率に支配されるという欠
点を除き、再現性よく変調歪みが少ない半導体レーザ装
置を得ることが可能になり、安価なアナログ通信用光源
を得て、良好な伝送特性を有するアナログ光通信用装置
を得ることができる。
用半導体レーザ装置は、活性領域に沿って、共振器方向
に周期的な損失の攝動を伴う損失層を有する利得結合型
のアナログ通信用半導体レーザ装置において、共振器方
向に実効的な屈折率の攝動がないことにより、従来技術
において、レーザ端面の屈折率攝動の位相を制御できな
いために、変調歪みの特性が確率に支配されるという欠
点を除き、再現性よく変調歪みが少ない半導体レーザ装
置を得ることが可能になり、安価なアナログ通信用光源
を得て、良好な伝送特性を有するアナログ光通信用装置
を得ることができる。
【図１】本発明によるアナログ通信用半導体レーザ装置
の第１実施例を示す断面図である。
の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の第７実施例を示す断面図である。
【図８】本発明の第８実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の第９実施例として上記半導体レーザ装
置を用いたアナログ光通信用装置の構成を示す図であ
る。
置を用いたアナログ光通信用装置の構成を示す図であ
る。
３ ノンドープ活性層 ５ 屈折率補償層 ６ ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層 ３１ 多重量子井戸活性層 ５１ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層 ５６ ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ屈折率補償層／ｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ損失層による多重量子井戸 ６１ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
ａＡｓＰ損失層による多重量子井戸 ６１ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ損失層
Claims (9)
- 【請求項１】活性領域に沿って、共振器方向に周期的な
損失の攝動を伴う損失層を有する利得結合型のアナログ
通信用半導体レーザ装置において、共振器方向に実効的
な屈折率の攝動がないことを特徴とするアナログ通信用
半導体レーザ装置。 - 【請求項２】上記実効的な屈折率の攝動がないことは、
上記損失の攝動と同じ周期で屈折率が異なる屈折率補償
層を、上記損失層の近傍に有することを特徴とする請求
項１記載のアナログ通信用半導体レーザ装置。 - 【請求項３】上記活性領域は、上部に損失層と屈折率補
償層とを有することを特徴とする請求項１記載のアナロ
グ通信用半導体レーザ装置。 - 【請求項４】上記活性領域は、下部に損失層と屈折率補
償層とを有することを特徴とする請求項１記載のアナロ
グ通信用半導体レーザ装置。 - 【請求項５】上記活性領域は、バルク結晶よりなること
を特徴とする請求項１または請求項３または請求項４記
載のアナログ通信用半導体レーザ装置。 - 【請求項６】上記活性領域は、多重量子井戸よりなるこ
とを特徴とする請求項１または請求項３または請求項４
記載のアナログ通信用半導体レーザ装置。 - 【請求項７】上記損失層と屈折率補償層は、それぞれバ
ルク結晶よりなることを特徴とする請求項２または請求
項３または請求項４記載のアナログ通信用半導体レーザ
装置。 - 【請求項８】上記損失層と屈折率補償層は、それぞれ多
重量子井戸構造が形成されていることを特徴とする請求
項２または請求項３または請求項４記載のアナログ通信
用半導体レーザ装置。 - 【請求項９】上記請求項１から請求項８のいずれかに記
載のアナログ通信用半導体レーザ装置を光源として用
い、変調器、光ファイバ、受光器および復調器を備えた
アナログ光通信用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078994A JPH07231137A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | アナログ通信用半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078994A JPH07231137A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | アナログ通信用半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231137A true JPH07231137A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12036861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078994A Pending JPH07231137A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | アナログ通信用半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07231137A (ja) |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP2078994A patent/JPH07231137A/ja active Pending
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