JPH07263797A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH07263797A JPH07263797A JP5544594A JP5544594A JPH07263797A JP H07263797 A JPH07263797 A JP H07263797A JP 5544594 A JP5544594 A JP 5544594A JP 5544594 A JP5544594 A JP 5544594A JP H07263797 A JPH07263797 A JP H07263797A
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- semiconductor laser
- distributed feedback
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- resonator
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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
- 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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1206—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
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- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
- H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、発振波長の僅かに異なる複数のグレ
ーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザをワン・チップ
に集積してなる集積化半導体レーザにおいて、生産性お
よび汎用性を向上できるようにすることを最も主要な特
徴とする。 【構成】たとえば、ｐ−ＩｎＰ基板１１上に、ｐ−Ｉｎ
Ｐバッファ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３、ＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層１４を順に積層し、この上に、僅かず
つ周期が変化された４つのグレーティング１５を、その
一部を共有させて放射状に配置する。また、各グレーテ
ィング１５に沿ってＩｎＧａＡｓＰ活性層１３をストラ
イプ状にメサエッチングし、埋め込み型構造を形成す
る。こうして、複数のＤＦＢレーザの出力スポットを一
点に集めて集積させることで、出力窓２０からの４種の
光出力を光ファイバに直に結合できる構成となってい
る。
ーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザをワン・チップ
に集積してなる集積化半導体レーザにおいて、生産性お
よび汎用性を向上できるようにすることを最も主要な特
徴とする。 【構成】たとえば、ｐ−ＩｎＰ基板１１上に、ｐ−Ｉｎ
Ｐバッファ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３、ＩｎＧ
ａＡｓＰ導波路層１４を順に積層し、この上に、僅かず
つ周期が変化された４つのグレーティング１５を、その
一部を共有させて放射状に配置する。また、各グレーテ
ィング１５に沿ってＩｎＧａＡｓＰ活性層１３をストラ
イプ状にメサエッチングし、埋め込み型構造を形成す
る。こうして、複数のＤＦＢレーザの出力スポットを一
点に集めて集積させることで、出力窓２０からの４種の
光出力を光ファイバに直に結合できる構成となってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば僅かに発振
波長の異なる複数のグレーティング結合型表面発光分布
帰還型レーザ（ｇｒａｔｉｎｇ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｓｕ
ｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＤＦＢ （ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ） ｌａｓｅｒ）をワン・チップに集
積してなる半導体レーザ装置に関するもので、特に光フ
ァイバに高速変調された信号光を結合させる波長分割多
重方式（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の光通信用発光素子などとして
用いられるものである。
波長の異なる複数のグレーティング結合型表面発光分布
帰還型レーザ（ｇｒａｔｉｎｇ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｓｕ
ｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＤＦＢ （ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ） ｌａｓｅｒ）をワン・チップに集
積してなる半導体レーザ装置に関するもので、特に光フ
ァイバに高速変調された信号光を結合させる波長分割多
重方式（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の光通信用発光素子などとして
用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバに高速変調された信号
光を結合させる波長分割多重方式の光通信用発光素子
（光源）としては、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザが知られている。
光を結合させる波長分割多重方式の光通信用発光素子
（光源）としては、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ）レーザが知られている。
【０００３】このＤＦＢレーザは、多数縦モード（ｍｕ
ｌｔｉ−ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｄｅ）発振する
ＦＰ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザとは異なり、特
定の波長、つまり高速変調時でも特定の縦モードのみで
発振する単一縦モード（ｓｉｎｇｌｅ ｌｏｎｇｉｔｕ
ｄｉｎａｌ ｍｏｄｅ）発振を維持できるという利点が
ある。
ｌｔｉ−ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｄｅ）発振する
ＦＰ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザとは異なり、特
定の波長、つまり高速変調時でも特定の縦モードのみで
発振する単一縦モード（ｓｉｎｇｌｅ ｌｏｎｇｉｔｕ
ｄｉｎａｌ ｍｏｄｅ）発振を維持できるという利点が
ある。
【０００４】さて、波長分割多重光通信（ｗａｖｅｌｅ
ｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎ
ｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓ
ｙｓｔｅｍ）を実現するには、一般に次のようなシステ
ムが用いられている。
ｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎ
ｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓ
ｙｓｔｅｍ）を実現するには、一般に次のようなシステ
ムが用いられている。
【０００５】図４は、送信器と光ファイバと受信器とか
らなるシステムの構築例を示すものである。このシステ
ムでは、たとえば送信器１を集積化半導体レーザ２と合
波器（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）３と
で構成し、僅かに発振波長λ1 〜λ5 の異なる５つのＤ
ＦＢレーザからの光出力を一本のビームに合波する。そ
して、それを光ファイバ４に結合させて伝送し、受信器
５（分波器６と５つの検出器７とで構成される）で受信
するようになっている。
らなるシステムの構築例を示すものである。このシステ
ムでは、たとえば送信器１を集積化半導体レーザ２と合
波器（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）３と
で構成し、僅かに発振波長λ1 〜λ5 の異なる５つのＤ
ＦＢレーザからの光出力を一本のビームに合波する。そ
して、それを光ファイバ４に結合させて伝送し、受信器
５（分波器６と５つの検出器７とで構成される）で受信
するようになっている。
【０００６】このとき、集積化半導体レーザ２、つまり
発振波長の異なる５つのＤＦＢレーザはワン・チップに
集積され、それぞれが独立に変調できるように構成され
る。また、それぞれのＤＦＢレーザでは、導波路に沿っ
て作り付けられているグレーティングの周期（ｐｅｒｉ
ｏｄ）を変化させることにより、発振波長が素子ごとに
少しずつ変えられている。発振波長は、グレーティング
の周期に比例するからである。
発振波長の異なる５つのＤＦＢレーザはワン・チップに
集積され、それぞれが独立に変調できるように構成され
る。また、それぞれのＤＦＢレーザでは、導波路に沿っ
て作り付けられているグレーティングの周期（ｐｅｒｉ
ｏｄ）を変化させることにより、発振波長が素子ごとに
少しずつ変えられている。発振波長は、グレーティング
の周期に比例するからである。
【０００７】ところで、通常のＤＦＢレーザは、劈開端
面（ｃｌｅａｖｅｄ ｆａｃｅｔ）に無反射コート（Ａ
Ｒ（Ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｔｉｏｎ） ｃｏａｔｉ
ｎｇ）を施して、反射による望ましくない不要な縦モー
ドを抑えるようになっている。光出力は、このＡＲコー
トの施された端面の出力スポットから取り出される。
面（ｃｌｅａｖｅｄ ｆａｃｅｔ）に無反射コート（Ａ
Ｒ（Ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｔｉｏｎ） ｃｏａｔｉ
ｎｇ）を施して、反射による望ましくない不要な縦モー
ドを抑えるようになっている。光出力は、このＡＲコー
トの施された端面の出力スポットから取り出される。
【０００８】ところが、上記集積化半導体レーザ２の場
合、発振波長の異なる５つのＤＦＢレーザは、たとえば
図５に示すように、それぞれの共振器が端面に垂直な方
向に平行に並べられるようになっている。このため、そ
れぞれの出力スポットが一点にならず、端面に一定の間
隔で点在してしまう。
合、発振波長の異なる５つのＤＦＢレーザは、たとえば
図５に示すように、それぞれの共振器が端面に垂直な方
向に平行に並べられるようになっている。このため、そ
れぞれの出力スポットが一点にならず、端面に一定の間
隔で点在してしまう。
【０００９】そこで、この集積化半導体レーザ２を光源
として用いる光通信では、多数の信号光を一本の光ファ
イバ４に集光して伝送するので、各ＤＦＢレーザからの
光出力を合波するためのデバイスが必要となる。
として用いる光通信では、多数の信号光を一本の光ファ
イバ４に集光して伝送するので、各ＤＦＢレーザからの
光出力を合波するためのデバイスが必要となる。
【００１０】そのための合波器３は、一般に、複数の導
波路枝が徐々に一本の導波路にまとまっていく幾何形状
をもっている。ここで、図６を参照して、波長分割多重
光通信用の光源を実現する集積化半導体レーザ２の構成
について説明する。
波路枝が徐々に一本の導波路にまとまっていく幾何形状
をもっている。ここで、図６を参照して、波長分割多重
光通信用の光源を実現する集積化半導体レーザ２の構成
について説明する。
【００１１】この集積化半導体レーザ２は、たとえば
１．３μｍ付近で５ｎｍ間隔の異なる波長で発振する５
つのＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系埋め込み型ＤＦＢレーザ
が、同一のＩｎＰ基板上に集積された構成とされてい
る。
１．３μｍ付近で５ｎｍ間隔の異なる波長で発振する５
つのＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系埋め込み型ＤＦＢレーザ
が、同一のＩｎＰ基板上に集積された構成とされてい
る。
【００１２】すなわち、集積化半導体レーザ２は、たと
えばｎ−ＩｎＰ基板２ａ上に、僅かずつ周期を変えて回
折格子（グレーティング）２ｂが形成されたｎ−ＧａＩ
ｎＡｌＰ光導波層２ｃ、ｎ−ＩｎＰクラッド層２ｄ、Ｇ
ａＩｎＡｓＰ活性層２ｅ、ｐ−ＩｎＰクラッド層２ｆ、
およびｐ−ＩｎＧａＡｓＰオーミック層２ｇが順に積層
されている。そして、各素子の相互間に、ｐ−ＩｎＰ層
２ｈ、ｎ−ＩｎＰ層２ｉ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層２ｊが
それぞれに積まれて埋め込み構造が形成されている。
えばｎ−ＩｎＰ基板２ａ上に、僅かずつ周期を変えて回
折格子（グレーティング）２ｂが形成されたｎ−ＧａＩ
ｎＡｌＰ光導波層２ｃ、ｎ−ＩｎＰクラッド層２ｄ、Ｇ
ａＩｎＡｓＰ活性層２ｅ、ｐ−ＩｎＰクラッド層２ｆ、
およびｐ−ＩｎＧａＡｓＰオーミック層２ｇが順に積層
されている。そして、各素子の相互間に、ｐ−ＩｎＰ層
２ｈ、ｎ−ＩｎＰ層２ｉ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層２ｊが
それぞれに積まれて埋め込み構造が形成されている。
【００１３】また、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層２ｊの上面に
はｐ電極２ｋが、ｎ−ＩｎＰ基板２ａの下面にはｎ電極
２ｍがそれぞれ形成されるとともに、各素子間をアイソ
レートするための溝２ｎが形成された構成となってい
る。
はｐ電極２ｋが、ｎ−ＩｎＰ基板２ａの下面にはｎ電極
２ｍがそれぞれ形成されるとともに、各素子間をアイソ
レートするための溝２ｎが形成された構成となってい
る。
【００１４】この場合、たとえば各ＤＦＢレーザは、そ
れぞれの回折格子の周期が２００００ｎｍ（２０００オ
ングストローム）付近で、９０ｎｍ（９オングストロー
ム）間隔で変化されている。
れぞれの回折格子の周期が２００００ｎｍ（２０００オ
ングストローム）付近で、９０ｎｍ（９オングストロー
ム）間隔で変化されている。
【００１５】また、各ＤＦＢレーザは、共振器長（ｃａ
ｖｉｔｙ ｌｅｎｇｔｈ）が約０．３ｍｍとされ、その
略中央に回折格子の位相シフト（１／４波長分）が設け
られている。すなわち、共振器の両端面がＡＲコートさ
れてなる、いわゆるλ／４位相シフト構造（ｐｈａｓｅ
ｓｈｉｆｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が採用されてい
る。
ｖｉｔｙ ｌｅｎｇｔｈ）が約０．３ｍｍとされ、その
略中央に回折格子の位相シフト（１／４波長分）が設け
られている。すなわち、共振器の両端面がＡＲコートさ
れてなる、いわゆるλ／４位相シフト構造（ｐｈａｓｅ
ｓｈｉｆｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が採用されてい
る。
【００１６】これらのＤＦＢレーザは、ほぼ正確にブラ
ッグ（Ｂｒａｇｇ）波長で発振するため、発振波長の誤
差は小さい（たとえば、奥田らの、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ，ｐ．８４３，ｖｏｌ．ＱＥ−２３，ＮＯ．６，１９
８７での論文による）。
ッグ（Ｂｒａｇｇ）波長で発振するため、発振波長の誤
差は小さい（たとえば、奥田らの、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ，ｐ．８４３，ｖｏｌ．ＱＥ−２３，ＮＯ．６，１９
８７での論文による）。
【００１７】しかしながら、上記した光通信システムに
おいては、次のような問題点があった。たとえば、ＤＦ
Ｂレーザの共振器長（つまりは、集積化半導体レーザ２
の素子長）が約０．３ｍｍと非常に短いのに対し、合波
器３は約２０ｍｍと長い。
おいては、次のような問題点があった。たとえば、ＤＦ
Ｂレーザの共振器長（つまりは、集積化半導体レーザ２
の素子長）が約０．３ｍｍと非常に短いのに対し、合波
器３は約２０ｍｍと長い。
【００１８】一般に、合波器３は、ＬｉＮｉＯ3 上にＴ
ｉの拡散により形成される導波路を有した構成とされる
が、導波ロスを小さくして効率よく合波するために、長
さが約２０ｍｍと非常に長くなっている。
ｉの拡散により形成される導波路を有した構成とされる
が、導波ロスを小さくして効率よく合波するために、長
さが約２０ｍｍと非常に長くなっている。
【００１９】この、合波器３の非常な長さは、システム
の小型化に対して大きな障害となっている。また、光通
信システムを構築する場合、集積化半導体レーザ２と合
波器３、合波器３と光ファイバ４をμｍのオーダで精密
に位置合わせし、十分な光結合（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ）効率を確保する必要がある。これは、実
装上、非常な困難を生じる。このため、生産性が著しく
低く、コストも極めて高いものであった。
の小型化に対して大きな障害となっている。また、光通
信システムを構築する場合、集積化半導体レーザ２と合
波器３、合波器３と光ファイバ４をμｍのオーダで精密
に位置合わせし、十分な光結合（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ）効率を確保する必要がある。これは、実
装上、非常な困難を生じる。このため、生産性が著しく
低く、コストも極めて高いものであった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、生産性が著しく低く、コストも極めて高い
ものであり、大型化は避けられないなど、研究試作ベー
スの域を出ず、実用的普及とはほど遠いものとなってい
た。
においては、生産性が著しく低く、コストも極めて高い
ものであり、大型化は避けられないなど、研究試作ベー
スの域を出ず、実用的普及とはほど遠いものとなってい
た。
【００２１】そこで、この発明は、生産性や汎用性を向
上でき、小型で、かつ安価な波長分割多重光通信システ
ムを実現することが可能な半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。
上でき、小型で、かつ安価な波長分割多重光通信システ
ムを実現することが可能な半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体レーザ装置にあっては、発振波
長の異なる複数のグレーティング結合型表面発光分布帰
還型レーザの各共振器が、半導体基板上の一点を共有す
るように配置されてなる構成とされている。
めに、この発明の半導体レーザ装置にあっては、発振波
長の異なる複数のグレーティング結合型表面発光分布帰
還型レーザの各共振器が、半導体基板上の一点を共有す
るように配置されてなる構成とされている。
【００２３】また、この発明の半導体レーザ装置にあっ
ては、半導体基板と、この半導体基板上の一点を共有す
るようにそれぞれの共振器が配置された、発振波長の異
なる複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レ
ーザと、この複数のグレーティング結合型表面発光分布
帰還型レーザの少なくともいずれか一方の電極面に、前
記共振器の共有部に対応して形成された放射モード光の
出力取り出し用窓とから構成されている。
ては、半導体基板と、この半導体基板上の一点を共有す
るようにそれぞれの共振器が配置された、発振波長の異
なる複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レ
ーザと、この複数のグレーティング結合型表面発光分布
帰還型レーザの少なくともいずれか一方の電極面に、前
記共振器の共有部に対応して形成された放射モード光の
出力取り出し用窓とから構成されている。
【００２４】また、この発明の半導体レーザ装置にあっ
ては、半導体基板と、この半導体基板上の一点をそれぞ
れの共振器の一部が共有するように放射状に配置され
た、発振波長の異なる複数のグレーティング結合型表面
発光分布帰還型レーザと、この複数のグレーティング結
合型表面発光分布帰還型レーザをそれぞれ独立に変調す
る変調手段と、この変調手段でそれぞれ独立に変調され
たグレーティング結合型表面発光分布帰還型レーザの各
放射モード光を取り出すための、前記複数のグレーティ
ング結合型表面発光分布帰還型レーザの少なくともいず
れか一方の電極面に、前記共振器の共有部に対応して形
成された出力取り出し用窓とから構成されている。
ては、半導体基板と、この半導体基板上の一点をそれぞ
れの共振器の一部が共有するように放射状に配置され
た、発振波長の異なる複数のグレーティング結合型表面
発光分布帰還型レーザと、この複数のグレーティング結
合型表面発光分布帰還型レーザをそれぞれ独立に変調す
る変調手段と、この変調手段でそれぞれ独立に変調され
たグレーティング結合型表面発光分布帰還型レーザの各
放射モード光を取り出すための、前記複数のグレーティ
ング結合型表面発光分布帰還型レーザの少なくともいず
れか一方の電極面に、前記共振器の共有部に対応して形
成された出力取り出し用窓とから構成されている。
【００２５】さらに、この発明の半導体レーザ装置にあ
っては、２次の回折格子が導波路構造に沿って設けられ
てなる共振器をそれぞれ有し、それぞれの共振器に対し
てほぼ垂直方向に異なる波長の放射モード光を出力する
複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レーザ
を、前記共振器のそれぞれが半導体基板上の一点を共有
するように配置してなる構成とされている。
っては、２次の回折格子が導波路構造に沿って設けられ
てなる共振器をそれぞれ有し、それぞれの共振器に対し
てほぼ垂直方向に異なる波長の放射モード光を出力する
複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レーザ
を、前記共振器のそれぞれが半導体基板上の一点を共有
するように配置してなる構成とされている。
【００２６】
【作用】この発明は、上記した手段により、スペース・
ファクタが大きく光結合効率を確保するための実装が難
しい合波器を必要とすることなく、十分な光結合効率を
確保できるようになるため、通常の単素子のものとまっ
たく同じ技術を使用して実装することが可能となるもの
である。
ファクタが大きく光結合効率を確保するための実装が難
しい合波器を必要とすることなく、十分な光結合効率を
確保できるようになるため、通常の単素子のものとまっ
たく同じ技術を使用して実装することが可能となるもの
である。
【００２７】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、本発明にかかる集積化半導体
レーザの素子構造を概略的に示すものである。なお、同
図（ａ）は集積化半導体レーザの平面図であり、同図
（ｂ）は同じくＡ−Ａ´線に沿う断面図である。
照して説明する。図１は、本発明にかかる集積化半導体
レーザの素子構造を概略的に示すものである。なお、同
図（ａ）は集積化半導体レーザの平面図であり、同図
（ｂ）は同じくＡ−Ａ´線に沿う断面図である。
【００２８】たとえば、この集積化半導体レーザは、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ（インジューム・ガリウム・ヒ素・リン）
／ＩｎＰ（インジューム・リン）系のレーザ結晶構造を
有し、発振波長が僅かずつ異なる４つのグレーティング
結合型表面発光ＤＦＢレーザの、各素子の共振器の一部
（出力スポット）が、互いにｐ型のＩｎＰからなる半導
体基板上の一点を共有するように放射状に配置された構
成とされている。
ｎＧａＡｓＰ（インジューム・ガリウム・ヒ素・リン）
／ＩｎＰ（インジューム・リン）系のレーザ結晶構造を
有し、発振波長が僅かずつ異なる４つのグレーティング
結合型表面発光ＤＦＢレーザの、各素子の共振器の一部
（出力スポット）が、互いにｐ型のＩｎＰからなる半導
体基板上の一点を共有するように放射状に配置された構
成とされている。
【００２９】すなわち、集積化半導体レーザは、たとえ
ばｐ−ＩｎＰ基板１１上に、このｐ−ＩｎＰ基板１１よ
りも低濃度なｐ−ＩｎＰバッファ層１２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１３、このＩｎＧａＡｓＰ活性層１３よりもバ
ンドギャップの大きいＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４が、
順に、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａ
ｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により積層さ
れている。
ばｐ−ＩｎＰ基板１１上に、このｐ−ＩｎＰ基板１１よ
りも低濃度なｐ−ＩｎＰバッファ層１２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１３、このＩｎＧａＡｓＰ活性層１３よりもバ
ンドギャップの大きいＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４が、
順に、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａ
ｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により積層さ
れている。
【００３０】そして、このＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４
の上に、共振器を構成する、２次のストライプ状の回折
格子（グレーティング）１５が、約１μｍ以下の幅で形
成されている。
の上に、共振器を構成する、２次のストライプ状の回折
格子（グレーティング）１５が、約１μｍ以下の幅で形
成されている。
【００３１】グレーティング１５は、たとえば図２に示
すように、それぞれに僅かずつ周期が変化された４本の
グレーティング部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから
なり、共振器の略中央部分を互いに共有させて放射状に
配置されている。
すように、それぞれに僅かずつ周期が変化された４本の
グレーティング部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから
なり、共振器の略中央部分を互いに共有させて放射状に
配置されている。
【００３２】この場合、グレーティング部１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄのそれぞれ（共振器長）は数百μｍ
の長さとされ、おのおのの共有化される共振器の略中央
部分（共振器の共有部）の長さは僅か数μｍとされてい
る。
ｂ，１５ｃ，１５ｄのそれぞれ（共振器長）は数百μｍ
の長さとされ、おのおのの共有化される共振器の略中央
部分（共振器の共有部）の長さは僅か数μｍとされてい
る。
【００３３】また、各グレーティング部１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄには、共振器の中央より等位置に、
それぞれ３λ／８位相シフト１６（１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ）が形成されている。
ｂ，１５ｃ，１５ｄには、共振器の中央より等位置に、
それぞれ３λ／８位相シフト１６（１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ）が形成されている。
【００３４】この３λ／８位相シフト１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ，１６ｄは、たとえばエレクトロンビーム（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）で書き込み露光され、結晶異
方性の少ないＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔ
ｃｈｉｎｇ）法を用いて、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
１４の結晶面にそれぞれ刻み込まれる。
１６ｃ，１６ｄは、たとえばエレクトロンビーム（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）で書き込み露光され、結晶異
方性の少ないＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔ
ｃｈｉｎｇ）法を用いて、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
１４の結晶面にそれぞれ刻み込まれる。
【００３５】なお、便宜上、共振器の共有部にはグレー
ティングが存在しないように描いているが、実際のグレ
ーティング１５のストライプ幅は１μｍ以下となるの
で、この領域は非常に小さい。
ティングが存在しないように描いているが、実際のグレ
ーティング１５のストライプ幅は１μｍ以下となるの
で、この領域は非常に小さい。
【００３６】一方、このグレーティング１５が形成され
た、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４上には、たとえば
図１に示すように、オーミック層を兼ねるｎ−ＩｎＰク
ラッド層１７が堆積される。
た、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４上には、たとえば
図１に示すように、オーミック層を兼ねるｎ−ＩｎＰク
ラッド層１７が堆積される。
【００３７】場合によっては、このｎ−ＩｎＰクラッド
層１７の上に、たとえばｎ−ＩｎＧａＡｓＰオーミック
層を設けるようにしてもよい。この後、上記ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１７の、上記グレーティング１５のストライ
プ（各グレーティング部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ）、および共振器の共有部を除く部分に、上記ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１３に達する深さで絶縁領域１８が形成
される。
層１７の上に、たとえばｎ−ＩｎＧａＡｓＰオーミック
層を設けるようにしてもよい。この後、上記ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１７の、上記グレーティング１５のストライ
プ（各グレーティング部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ）、および共振器の共有部を除く部分に、上記ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１３に達する深さで絶縁領域１８が形成
される。
【００３８】この絶縁領域１８は、たとえば次のように
して形成される。まず、上記ｎ−ＩｎＰクラッド層１７
を堆積した後に、ＲＩＥ法により、上記グレーティング
１５のストライプに対応して、上記ｎ−ＩｎＰクラッド
層１７、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４、および上記
ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３がストライプ状にメサエッチ
ングされる。
して形成される。まず、上記ｎ−ＩｎＰクラッド層１７
を堆積した後に、ＲＩＥ法により、上記グレーティング
１５のストライプに対応して、上記ｎ−ＩｎＰクラッド
層１７、上記ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１４、および上記
ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３がストライプ状にメサエッチ
ングされる。
【００３９】そして、そのエッチングにより除去された
部分に、再度、ｐ−ＩｎＰ層が堆積されて埋め込まれ
る。さらに、この埋め込まれたｐ−ＩｎＰ層を除く、上
記グレーティング１５のストライプおよび共振器の共有
部にＡｕが形成され、このＡｕをマスクとしてプロトン
照射（Ｈ+ −ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）が行われること
により、上記ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の深さにまで達
する絶縁領域１８が形成される。
部分に、再度、ｐ−ＩｎＰ層が堆積されて埋め込まれ
る。さらに、この埋め込まれたｐ−ＩｎＰ層を除く、上
記グレーティング１５のストライプおよび共振器の共有
部にＡｕが形成され、このＡｕをマスクとしてプロトン
照射（Ｈ+ −ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）が行われること
により、上記ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の深さにまで達
する絶縁領域１８が形成される。
【００４０】これにより、ストライプ状に形成されたＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層１３の相互間がそれぞれ絶縁領域１
８によって電気的にアイソレートされて、埋め込み型構
造の４つのグレーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザ
が形成される。
ｎＧａＡｓＰ活性層１３の相互間がそれぞれ絶縁領域１
８によって電気的にアイソレートされて、埋め込み型構
造の４つのグレーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザ
が形成される。
【００４１】一方、ストライプ状に形成されたＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層１３の真上には、たとえば蒸着によりｎ電
極１９がそれぞれストライプ状に形成される。この場
合、上記３λ／８位相シフト１６の内側の、約８μｍの
範囲内へのｎ電極１９の形成を行わないことで、各素子
からの放射モード光を取り出す出力窓２０が形成される
ようになっている。
ＡｓＰ活性層１３の真上には、たとえば蒸着によりｎ電
極１９がそれぞれストライプ状に形成される。この場
合、上記３λ／８位相シフト１６の内側の、約８μｍの
範囲内へのｎ電極１９の形成を行わないことで、各素子
からの放射モード光を取り出す出力窓２０が形成される
ようになっている。
【００４２】すなわち、ｎ電極１９は、出力窓２０を中
心とする４組の対電極１９ａ，１９ａ´、１９ｂ，１９
ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，１９ｄ´からなる構
成とされている。
心とする４組の対電極１９ａ，１９ａ´、１９ｂ，１９
ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，１９ｄ´からなる構
成とされている。
【００４３】そして、上記ｐ−ＩｎＰ基板１１の下面に
は、たとえば蒸着によりｐ電極２１が一面に形成されて
いる。この実施例の場合、ｐ型の基板を用い、各ＤＦＢ
レーザを集積した際に、ｐ電極２１を共通化させること
によって高速のドライバ（図示していない）を利用でき
るようにしている。
は、たとえば蒸着によりｐ電極２１が一面に形成されて
いる。この実施例の場合、ｐ型の基板を用い、各ＤＦＢ
レーザを集積した際に、ｐ電極２１を共通化させること
によって高速のドライバ（図示していない）を利用でき
るようにしている。
【００４４】さて、４つのＤＦＢレーザを独立に変調す
るためには、ｎ電極１９の、各組の対電極１９ａ，１９
ａ´、１９ｂ，１９ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，
１９ｄ´に対して、それぞれに同じ変調信号が印加され
る。
るためには、ｎ電極１９の、各組の対電極１９ａ，１９
ａ´、１９ｂ，１９ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，
１９ｄ´に対して、それぞれに同じ変調信号が印加され
る。
【００４５】この、各組の対電極１９ａ，１９ａ´、１
９ｂ，１９ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，１９ｄ´
に対して、それぞれ同じ変調信号を印加するための配線
の形成については、ここでは図面が複雑になるので割愛
する。
９ｂ，１９ｂ´、１９ｃ，１９ｃ´、１９ｄ，１９ｄ´
に対して、それぞれ同じ変調信号を印加するための配線
の形成については、ここでは図面が複雑になるので割愛
する。
【００４６】このようにして、４つの異なる周期で発振
するグレーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの、そ
れぞれの出力スポットが共通するように放射状に集積し
てなる集積化半導体レーザが構成される。
するグレーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの、そ
れぞれの出力スポットが共通するように放射状に集積し
てなる集積化半導体レーザが構成される。
【００４７】２次の回折格子を用いたグレーティング結
合型表面発光ＤＦＢレーザにおいては、レーザ共振器の
中央付近の２ヶ所に導波波長の３／８分だけ位相をシフ
トする機構、いわゆる３λ／８位相シフトを配置するこ
とで、それらの間の放射モードを強めあう干渉（ｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）によ
って放射モード光の出力が増大することがわかっている
（たとえば、特開平２−７７１８５号公報、あるいはＵ
ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ Ｐａｔｅｎｔ ＮＯ．４，９
５８，３５７）。
合型表面発光ＤＦＢレーザにおいては、レーザ共振器の
中央付近の２ヶ所に導波波長の３／８分だけ位相をシフ
トする機構、いわゆる３λ／８位相シフトを配置するこ
とで、それらの間の放射モードを強めあう干渉（ｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）によ
って放射モード光の出力が増大することがわかっている
（たとえば、特開平２−７７１８５号公報、あるいはＵ
ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ Ｐａｔｅｎｔ ＮＯ．４，９
５８，３５７）。
【００４８】ここで、３λ／８位相シフトをもつグレー
ティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの概要について、
図３を参照して説明する。なお、同図（ａ）は同レーザ
の素子構造を示す共振器方向の断面図であり、同図
（ｂ）は共振器方向の導波光と放射モード光の光強度分
布を示すプロファイルである。
ティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの概要について、
図３を参照して説明する。なお、同図（ａ）は同レーザ
の素子構造を示す共振器方向の断面図であり、同図
（ｂ）は共振器方向の導波光と放射モード光の光強度分
布を示すプロファイルである。
【００４９】さて、２つの３λ／８位相シフトをもつＩ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のグレーティング結合型表面発
光ＤＦＢレーザとしては、たとえば図３（ａ）に示すよ
うに、ｐ−ＩｎＰ層３１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層３
２、それよりもバンドギャップが大きいＩｎＧａＡｓＰ
導波路層３３が積層され、その上に２次のグレーティン
グ（回折格子）３４が形成される。
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のグレーティング結合型表面発
光ＤＦＢレーザとしては、たとえば図３（ａ）に示すよ
うに、ｐ−ＩｎＰ層３１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層３
２、それよりもバンドギャップが大きいＩｎＧａＡｓＰ
導波路層３３が積層され、その上に２次のグレーティン
グ（回折格子）３４が形成される。
【００５０】このグレーティング３４には、丁度、共振
器の中央部分を挟んで２つの３λ／８位相シフト３５，
３５が形成されている。この上に、ｎ−ＩｎＰ層３６が
積まれ、さらにこのｎ−ＩｎＰ層３６の上面にｎ電極３
７が、また上記ｐ−ＩｎＰ層３１の下面にｐ電極３８が
それぞれ形成される。
器の中央部分を挟んで２つの３λ／８位相シフト３５，
３５が形成されている。この上に、ｎ−ＩｎＰ層３６が
積まれ、さらにこのｎ−ＩｎＰ層３６の上面にｎ電極３
７が、また上記ｐ−ＩｎＰ層３１の下面にｐ電極３８が
それぞれ形成される。
【００５１】２つの３λ／８位相シフト３５，３５の間
に対応する部分には上記ｎ電極３７は設けられず、出力
取り出し用の窓３９が形成されるようになっている。こ
のような構成においては、導波路を往復する２つの進行
波（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｗａｖｅｓ）Ｒ，Ｓの一部
は、２次のグレーティング３４により放射モード（ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）の鋭いビーム（ｎａｒｒｏ
ｗ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｂｅａｍ）として垂直に出
射される。
に対応する部分には上記ｎ電極３７は設けられず、出力
取り出し用の窓３９が形成されるようになっている。こ
のような構成においては、導波路を往復する２つの進行
波（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｗａｖｅｓ）Ｒ，Ｓの一部
は、２次のグレーティング３４により放射モード（ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）の鋭いビーム（ｎａｒｒｏ
ｗ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｂｅａｍ）として垂直に出
射される。
【００５２】このとき、進行波Ｒと進行波Ｓとから回折
された２つの放射モードは、３λ／８位相シフト３５，
３５の間では位相変化により相互に強めあう干渉が起こ
り、図３（ｂ）に示すように、その光強度が増大され
る。
された２つの放射モードは、３λ／８位相シフト３５，
３５の間では位相変化により相互に強めあう干渉が起こ
り、図３（ｂ）に示すように、その光強度が増大され
る。
【００５３】すなわち、出力取り出し用の窓３９から
は、この光強度の増大された放射モードのビームが光出
力として取り出されることになる。このような、少なく
とも１つ以上の位相シフト構造の相互間を共通の出力ス
ポットとして、複数のグレーティング結合型表面発光Ｄ
ＦＢレーザを集積化する。このとき、各素子の発振波長
が少しずつ異なるようにグレーティングの周期（もしく
は、導波路構造の実効（等価）屈折率（ｅｆｆｅｃｔｉ
ｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）が変化する
ようにグレーティングの厚さまたは幅）を変化させてお
く。
は、この光強度の増大された放射モードのビームが光出
力として取り出されることになる。このような、少なく
とも１つ以上の位相シフト構造の相互間を共通の出力ス
ポットとして、複数のグレーティング結合型表面発光Ｄ
ＦＢレーザを集積化する。このとき、各素子の発振波長
が少しずつ異なるようにグレーティングの周期（もしく
は、導波路構造の実効（等価）屈折率（ｅｆｆｅｃｔｉ
ｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）が変化する
ようにグレーティングの厚さまたは幅）を変化させてお
く。
【００５４】この方法により、波長の異なる複数のグレ
ーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの出力スポット
を一致させて集積することが初めて可能となり、合波器
を用いることなく、光ファイバとの光結合が容易な波長
分割多重光通信用の光源を実現できるようになる。
ーティング結合型表面発光ＤＦＢレーザの出力スポット
を一致させて集積することが初めて可能となり、合波器
を用いることなく、光ファイバとの光結合が容易な波長
分割多重光通信用の光源を実現できるようになる。
【００５５】このような構成の集積化半導体レーザを駆
動したところ、それぞれに独立に変調された４種類の波
長の光出力が鋭い放射モードのビームとして、各素子の
中心部の出力窓２０から得られた。
動したところ、それぞれに独立に変調された４種類の波
長の光出力が鋭い放射モードのビームとして、各素子の
中心部の出力窓２０から得られた。
【００５６】これを、合波器を介さずに、たとえばシン
グルモード・ファイバ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉ
ｂｅｒ）と直に接続することで、十分な光結合効率が確
保できた。
グルモード・ファイバ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉ
ｂｅｒ）と直に接続することで、十分な光結合効率が確
保できた。
【００５７】この場合、集積化半導体レーザのパッケー
ジング、つまりパッケージとの光学的結合は、通常の単
素子のものとまったく同じでよく、従来の実装およびパ
ッケージング技術をそのまま利用できる。
ジング、つまりパッケージとの光学的結合は、通常の単
素子のものとまったく同じでよく、従来の実装およびパ
ッケージング技術をそのまま利用できる。
【００５８】上記したように、スペース・ファクタが大
きく光結合効率を確保するための実装が難しい合波器を
必要とすることなく、十分な光結合効率を確保できるよ
うにしている。
きく光結合効率を確保するための実装が難しい合波器を
必要とすることなく、十分な光結合効率を確保できるよ
うにしている。
【００５９】すなわち、波長の異なる４つのグレーティ
ング結合型表面発光ＤＦＢレーザの出力スポットを一点
に集めて集積し、この一点より、それぞれ独立に変調さ
れた４種の放射モード光を同時に出力できるようにして
いる。これにより、合波器を用いることなく、光ファイ
バと直に簡単に結合できるようになるため、通常の単素
子のものとまったく同じ技術を使用して実装することが
可能となる。したがって、生産性や汎用性が高く、しか
も小型で、かつ安価な波長分割多重光通信システムを容
易に実現し得るようになるものである。
ング結合型表面発光ＤＦＢレーザの出力スポットを一点
に集めて集積し、この一点より、それぞれ独立に変調さ
れた４種の放射モード光を同時に出力できるようにして
いる。これにより、合波器を用いることなく、光ファイ
バと直に簡単に結合できるようになるため、通常の単素
子のものとまったく同じ技術を使用して実装することが
可能となる。したがって、生産性や汎用性が高く、しか
も小型で、かつ安価な波長分割多重光通信システムを容
易に実現し得るようになるものである。
【００６０】なお、上記実施例においては、ｐ型のＩｎ
Ｐを基板に用いた場合について説明したが、これに限ら
ず、たとえばｎ型の基板を用いることも、各層の極性
（導電型）を逆にすることで容易に可能である。
Ｐを基板に用いた場合について説明したが、これに限ら
ず、たとえばｎ型の基板を用いることも、各層の極性
（導電型）を逆にすることで容易に可能である。
【００６１】また、それぞれを独立に駆動させるために
各素子の相互を絶縁領域によって電気的にアイソレート
する場合に限らず、たとえば溝を形成することによって
も同様に実施することができる。
各素子の相互を絶縁領域によって電気的にアイソレート
する場合に限らず、たとえば溝を形成することによって
も同様に実施することができる。
【００６２】また、２つの位相シフト構造を設けること
によって光出力を増大するようにしたが、導波路の幅あ
るいは厚さを変える等価シフト構造によって増大するよ
うにしてもよいし、このようなシフト構造は必ずしも設
ける必要はない。
によって光出力を増大するようにしたが、導波路の幅あ
るいは厚さを変える等価シフト構造によって増大するよ
うにしてもよいし、このようなシフト構造は必ずしも設
ける必要はない。
【００６３】また、ｎ−ＩｎＰクラッド層の上面に、４
組の対電極からなるｎ電極を形成することで出力窓を設
けるようにしたが、この出力窓は基板の下面もしくは両
面に設けるようにしても良い。
組の対電極からなるｎ電極を形成することで出力窓を設
けるようにしたが、この出力窓は基板の下面もしくは両
面に設けるようにしても良い。
【００６４】また、基板上に形成される素子数も実施例
に限定されるものではなく、適宜、構築しようとする光
通信システムに応じて変更するようにすれば良い。さら
に、出力窓をレンズ状に加工することで、光ファイバへ
の光結合効率を向上することも容易に可能である。その
他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々変形
実施可能なことは勿論である。
に限定されるものではなく、適宜、構築しようとする光
通信システムに応じて変更するようにすれば良い。さら
に、出力窓をレンズ状に加工することで、光ファイバへ
の光結合効率を向上することも容易に可能である。その
他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々変形
実施可能なことは勿論である。
【００６５】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、生産性や汎用性を向上でき、小型で、かつ安価な波
長分割多重光通信システムを実現することが可能な半導
体レーザ装置を提供できる。
ば、生産性や汎用性を向上でき、小型で、かつ安価な波
長分割多重光通信システムを実現することが可能な半導
体レーザ装置を提供できる。
【図１】この発明の一実施例にかかる集積化半導体レー
ザの概略を示す構成図。
ザの概略を示す構成図。
【図２】同じく、集積化半導体レーザにおける２次のグ
レーティングの構成例を示す平面図。
レーティングの構成例を示す平面図。
【図３】同じく、３λ／８位相シフトをもつグレーティ
ング結合型表面発光ＤＦＢレーザの概要について説明す
るために示す図。
ング結合型表面発光ＤＦＢレーザの概要について説明す
るために示す図。
【図４】従来技術とその問題点を説明するために示す波
長分割多重光通信システムの構成図。
長分割多重光通信システムの構成図。
【図５】同じく、波長分割多重光通信システムにおける
送信器の構成を概略的に示す斜視図。
送信器の構成を概略的に示す斜視図。
【図６】同じく、波長分割多重光通信用の光源を実現す
る集積化半導体レーザの構成を一部を切り欠いて示す斜
視図。
る集積化半導体レーザの構成を一部を切り欠いて示す斜
視図。
１１…ｐ−ＩｎＰ基板、１２…ｐ−ＩｎＰバッファ層、
１３…ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１４…ＩｎＧａＡｓＰ導
波路層、１５…２次のストライプ状の回折格子（グレー
ティング）、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…グレー
ティング部、１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）
…３λ／８位相シフト、１７…ｎ−ＩｎＰクラッド層、
１８…絶縁領域、１９…ｎ電極、２１…ｐ電極。
１３…ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１４…ＩｎＧａＡｓＰ導
波路層、１５…２次のストライプ状の回折格子（グレー
ティング）、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…グレー
ティング部、１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）
…３λ／８位相シフト、１７…ｎ−ＩｎＰクラッド層、
１８…絶縁領域、１９…ｎ電極、２１…ｐ電極。
Claims (10)
- 【請求項１】 発振波長の異なる複数のグレーティング
結合型表面発光分布帰還型レーザの各共振器が、半導体
基板上の一点を共有するように配置されてなることを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 半導体基板と、この半導体基板上の一点
を共有するようにそれぞれの共振器が配置された、発振
波長の異なる複数のグレーティング結合型表面発光分布
帰還型レーザと、 この複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レ
ーザの少なくともいずれか一方の電極面に、前記共振器
の共有部に対応して形成された放射モード光の出力取り
出し用窓とを具備したことを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 半導体基板と、 この半導体基板上の一点をそれぞれの共振器の一部が共
有するように放射状に配置された、発振波長の異なる複
数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レーザ
と、 この複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型レ
ーザをそれぞれ独立に変調する変調手段と、 この変調手段でそれぞれ独立に変調されたグレーティン
グ結合型表面発光分布帰還型レーザの各放射モード光を
取り出すための、前記複数のグレーティング結合型表面
発光分布帰還型レーザの少なくともいずれか一方の電極
面に、前記共振器の共有部に対応して形成された出力取
り出し用窓とを具備したことを特徴とする半導体レーザ
装置。 - 【請求項４】 ２次の回折格子が導波路構造に沿って設
けられてなる共振器をそれぞれ有し、それぞれの共振器
に対してほぼ垂直方向に異なる波長の放射モード光を出
力する複数のグレーティング結合型表面発光分布帰還型
レーザを、前記共振器のそれぞれが半導体基板上の一点
を共有するように配置してなることを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項５】 前記複数のグレーティング結合型表面発
光分布帰還型レーザは、それぞれの共振器の一部が前記
半導体基板上の一点を共有するように放射状に配置され
てなることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項６】 前記複数のグレーティング結合型表面発
光分布帰還型レーザは、前記回折格子の周期あるいは前
記導波路の等価屈折率を変化させることで、それぞれの
発振波長が異なるように形成されてなることを特徴とす
る請求項４に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記複数のグレーティング結合型表面発
光分布帰還型レーザは、それぞれ独立に変調可能に構成
されてなることを特徴とする請求項４に記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項８】 前記複数のグレーティング結合型表面発
光分布帰還型レーザは、それぞれの放射モード光が、前
記共振器の共有部を中心とした微小領域の上下両面ある
いはいずれか一方の電極面に形成される出力取り出し用
窓を共通の出力スポットとして取り出されることを特徴
とする請求項４に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記複数のグレーティング結合型表面発
光分布帰還型レーザは、放射モード光を増幅するための
増幅機構を、それぞれの回折格子中に少なくとも一つ以
上有してなることを特徴とする請求項４に記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記増幅機構は、前記回折格子中に形
成された位相シフト構造からなることを特徴とする請求
項９に記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544594A JPH07263797A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544594A JPH07263797A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263797A true JPH07263797A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12998801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5544594A Pending JPH07263797A (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263797A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013941A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Qinetiq Limited | Fibre laser with plate shaped active medium fibre gratings |
| WO2021172393A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 国立大学法人九州大学 | レーザ素子 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP5544594A patent/JPH07263797A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013941A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Qinetiq Limited | Fibre laser with plate shaped active medium fibre gratings |
| WO2021172393A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 国立大学法人九州大学 | レーザ素子 |
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