JPH0744316B2 - 半導体分布帰還型レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体分布帰還型レーザ装置およびその製造方法Info
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- JPH0744316B2 JPH0744316B2 JP2282699A JP28269990A JPH0744316B2 JP H0744316 B2 JPH0744316 B2 JP H0744316B2 JP 2282699 A JP2282699 A JP 2282699A JP 28269990 A JP28269990 A JP 28269990A JP H0744316 B2 JPH0744316 B2 JP H0744316B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気光変換素子として利用する半導体分布帰還
型レーザ装置に関する。
型レーザ装置に関する。
本発明は、長距離大容量光通信装置、光情報処理装置、
光記録装置、光応用計測装置、その他光電子装置の光源
として利用するに適する。
光記録装置、光応用計測装置、その他光電子装置の光源
として利用するに適する。
本発明は、回折格子としての周期的な凹凸形状が活性層
に設けられた半導体分布帰還型レーザ装置において、 その凹凸形状の各頂部に低屈折率層を設け、凹凸形状に
接して活性層と低屈折率層の中間の屈折率の層を設ける
ことにより、 屈折率の周期的摂動を抑制し、利得係数の周期的摂動を
主とした光分子帰還を行うものである。
に設けられた半導体分布帰還型レーザ装置において、 その凹凸形状の各頂部に低屈折率層を設け、凹凸形状に
接して活性層と低屈折率層の中間の屈折率の層を設ける
ことにより、 屈折率の周期的摂動を抑制し、利得係数の周期的摂動を
主とした光分子帰還を行うものである。
活性層の近傍に設けた回折格子により活性層に光の分布
帰還を施して誘導放出光を発生させる半導体分布帰還型
レーザ装置は、一般に、比較的簡単な構成により優れた
発振スペクトル特性の誘導放出光が得られるので、従来
から幾多の研究開発が進められ、長距離大容量光通信、
光情報処理および記録、光応用計測などに用いる好適な
光源装置としてその有用性が期待されている。
帰還を施して誘導放出光を発生させる半導体分布帰還型
レーザ装置は、一般に、比較的簡単な構成により優れた
発振スペクトル特性の誘導放出光が得られるので、従来
から幾多の研究開発が進められ、長距離大容量光通信、
光情報処理および記録、光応用計測などに用いる好適な
光源装置としてその有用性が期待されている。
このような半導体分布帰還型レーザ装置では、活性層を
透明なヘテロ接合半導体層などにより囲み、効率よく誘
導放出光を発生させる光導波路構造が採られている。特
に、活性層にごく近接した透明な導波路層の活性層から
遠い側の界面に例えば三角波状の断面形状をもつ回折格
子を形成し、導波路屈折率を周期的に変化させることに
より光分布帰還を施す方向の研究開発が専ら進められて
いる。
透明なヘテロ接合半導体層などにより囲み、効率よく誘
導放出光を発生させる光導波路構造が採られている。特
に、活性層にごく近接した透明な導波路層の活性層から
遠い側の界面に例えば三角波状の断面形状をもつ回折格
子を形成し、導波路屈折率を周期的に変化させることに
より光分布帰還を施す方向の研究開発が専ら進められて
いる。
しかし、このような屈折率結合による光分布帰還におい
ては、光導波路層の層厚変化の周期に対応して反射する
ブラッグ波長の光に対して、光位相についての適正な帰
還が行われない。このため、安定なレーザ発振が得られ
ず、ブラッグ波長から上下に対称に離隔した二つの波長
の縦モード発振が同時に生じる可能性が高い。また、こ
のような二つの波長の縦モード発振のうちの一方のみが
生じる場合にも、二つの波長のうちのいずれの波長の縦
モード発振を行わせるかをあらかじめ選定することが困
難であるため、発振波長設定の精度が著しく損なわれる
ことになる。
ては、光導波路層の層厚変化の周期に対応して反射する
ブラッグ波長の光に対して、光位相についての適正な帰
還が行われない。このため、安定なレーザ発振が得られ
ず、ブラッグ波長から上下に対称に離隔した二つの波長
の縦モード発振が同時に生じる可能性が高い。また、こ
のような二つの波長の縦モード発振のうちの一方のみが
生じる場合にも、二つの波長のうちのいずれの波長の縦
モード発振を行わせるかをあらかじめ選定することが困
難であるため、発振波長設定の精度が著しく損なわれる
ことになる。
すなわち、光導波路層における屈折率の周期的摂動に基
づく屈折率結合を利用した光分布帰還では、原理的に、
二波長縦モード発振縮重の問題が生じてしまい、これを
避けることは困難である。
づく屈折率結合を利用した光分布帰還では、原理的に、
二波長縦モード発振縮重の問題が生じてしまい、これを
避けることは困難である。
もちろん、このような困難を解決する手段も従来から種
々検討されている。しかし、例えば回折格子のほぼ中央
で４分の１波長分だけ位相シフトさせる構造など、いず
れも、レーザ装置の構造を複雑化し、縮重解消のための
みの製造工程を付加する必要があり、その上、レーザ素
子端面に反射防止膜を形成する必要があった。
々検討されている。しかし、例えば回折格子のほぼ中央
で４分の１波長分だけ位相シフトさせる構造など、いず
れも、レーザ装置の構造を複雑化し、縮重解消のための
みの製造工程を付加する必要があり、その上、レーザ素
子端面に反射防止膜を形成する必要があった。
一方、上述のように屈折率結合により光分布帰還を行う
とブラッグ波長領域に発振阻止帯域が生じるが、利得係
数の周期的摂動に基づく利得結合により光分布帰還を行
うとすれば、発振阻止帯域は現れず完全に単一波長の縦
モード発振が得られるはずであるとの原理的な理論が、 コゲルニック他、「分布帰還レーザの結合波理論」、ア
プライド・フィジクス、1972年、第43巻、第2327頁ない
し第2335頁（“Coupled−Wave Theory of Distributed
Feedback Lasers",Journal of Applied Physics,1972
Vol.43,pp 2327−2335） に示されている。しかし、コゲルニックの論文はあくま
でも原理的な検討結果であって、具体的な構造について
は示されていない。
とブラッグ波長領域に発振阻止帯域が生じるが、利得係
数の周期的摂動に基づく利得結合により光分布帰還を行
うとすれば、発振阻止帯域は現れず完全に単一波長の縦
モード発振が得られるはずであるとの原理的な理論が、 コゲルニック他、「分布帰還レーザの結合波理論」、ア
プライド・フィジクス、1972年、第43巻、第2327頁ない
し第2335頁（“Coupled−Wave Theory of Distributed
Feedback Lasers",Journal of Applied Physics,1972
Vol.43,pp 2327−2335） に示されている。しかし、コゲルニックの論文はあくま
でも原理的な検討結果であって、具体的な構造について
は示されていない。
本願発明者の一部は、上記コゲルニック他の基礎理論を
適用した新しい半導体レーザ装置を発明し、以下の特許
出願をした。
適用した新しい半導体レーザ装置を発明し、以下の特許
出願をした。
特願昭63−189593、昭和63年７月30日出願 特願平１−168729、平成１年６月30日出願 特願平１−185001〜185005、同年７月18日出願。
これらの特許出願のそれぞれの明細書および図面に示し
た構造により、利得結合による光分布帰還を実現でき
た。
た構造により、利得結合による光分布帰還を実現でき
た。
上述の特許出願の多くは、活性層の表面に周期的な凹凸
形状を設け、このときの厚みの変化による利得係数の周
期的な摂動を利用したものである。
形状を設け、このときの厚みの変化による利得係数の周
期的な摂動を利用したものである。
光を閉じ込める必要性から、活性層の屈折率はその周囲
の層と異なるのが一般的である。このため、活性層に凹
凸形状を形成することは、必然的に屈折率の周期変化を
もたらしてしまう。すなわち、活性層に凹凸形状を設け
た構造では、利得結合のみによる光分布帰還を得ている
わけではなく、屈折率結合的な摂動による効果が残って
いた。
の層と異なるのが一般的である。このため、活性層に凹
凸形状を形成することは、必然的に屈折率の周期変化を
もたらしてしまう。すなわち、活性層に凹凸形状を設け
た構造では、利得結合のみによる光分布帰還を得ている
わけではなく、屈折率結合的な摂動による効果が残って
いた。
これを抑制して利得結合的な摂動のみになるよう設計で
きることを本願発明者の一部はアプライド・フィジック
ス・レターズ、1990年、第56巻、第1620頁ないし第1622
頁（"Purely gain−coupled distributd feedback semi
conductor lasers",Applied Physics Letters,1990,Vo
l,56,pp.1620−1622）に示した。
きることを本願発明者の一部はアプライド・フィジック
ス・レターズ、1990年、第56巻、第1620頁ないし第1622
頁（"Purely gain−coupled distributd feedback semi
conductor lasers",Applied Physics Letters,1990,Vo
l,56,pp.1620−1622）に示した。
しかし、この構造では凹凸上に成長した活性層の形状に
依存しているため、屈折率結合の成分を精密に制御する
ことは困難であった。
依存しているため、屈折率結合の成分を精密に制御する
ことは困難であった。
本発明は、このような課題を解決し、屈折率結合による
光分布帰還を抑制し、利得結合を主とする光分布帰還が
得られる半導体分布帰還型レーザ装置を提供することを
目的とする。
光分布帰還を抑制し、利得結合を主とする光分布帰還が
得られる半導体分布帰還型レーザ装置を提供することを
目的とする。
本発明の半導体分布帰還型レーザ装置は、誘導放出光を
発生させる活性層と、この活性層が発生した誘導放出光
に光分布帰還を施す回折格子とを備え、この回折格子は
活性層の表面の凹凸形状とし形成され、この凹凸形状に
より活性層で発生した誘導放出光に対して生じる屈折率
の周期的摂動を打ち消す構造を備えた半導体分布帰還型
レーザ装置において、この打ち消す構造は、凹凸形状の
各頂部に設けられた活性層より屈折率の低い低屈折率層
と、この低屈折率層を含む凹凸形状に接し、低屈折率層
より屈折率が高く活性層より屈折率の低い中間屈折率層
とを含むことを特徴とする。
発生させる活性層と、この活性層が発生した誘導放出光
に光分布帰還を施す回折格子とを備え、この回折格子は
活性層の表面の凹凸形状とし形成され、この凹凸形状に
より活性層で発生した誘導放出光に対して生じる屈折率
の周期的摂動を打ち消す構造を備えた半導体分布帰還型
レーザ装置において、この打ち消す構造は、凹凸形状の
各頂部に設けられた活性層より屈折率の低い低屈折率層
と、この低屈折率層を含む凹凸形状に接し、低屈折率層
より屈折率が高く活性層より屈折率の低い中間屈折率層
とを含むことを特徴とする。
活性層、中間屈折率層および低屈折率層のそれぞれの屈
折率、凹凸形状の深さおよび中間屈折率層の厚さは、活
性層と中間屈折率層とによって生じる屈折率実部の周期
的変化と、低屈折率層と中間屈折層とによって生じる屈
折率実部の周期的変化とが、活性層で発生した誘導放出
光に対して互いに打ち消し合うように設定されることが
望ましい。
折率、凹凸形状の深さおよび中間屈折率層の厚さは、活
性層と中間屈折率層とによって生じる屈折率実部の周期
的変化と、低屈折率層と中間屈折層とによって生じる屈
折率実部の周期的変化とが、活性層で発生した誘導放出
光に対して互いに打ち消し合うように設定されることが
望ましい。
このようなレーザ装置を製造するには、基板上に活性層
およびこの活性層より屈折率の低い低屈折率層を成長さ
せ、低屈折率層および活性層に回折格子としての周期的
な凹凸形状を印刻し、さらに、低屈折率層より屈折率が
高く活性層よりは屈折率の低い中間屈折率層が成長させ
る。
およびこの活性層より屈折率の低い低屈折率層を成長さ
せ、低屈折率層および活性層に回折格子としての周期的
な凹凸形状を印刻し、さらに、低屈折率層より屈折率が
高く活性層よりは屈折率の低い中間屈折率層が成長させ
る。
ここで、中間屈折率層の屈折率と厚さを、低屈折率と活
性層に印刻した回折格子の形状にあわせて調整すること
により、屈折率結合的な成分を精密に制御できる。
性層に印刻した回折格子の形状にあわせて調整すること
により、屈折率結合的な成分を精密に制御できる。
本明細書において「上」とは、製造時における結晶成長
と同じ方向をいう。また、「下」とはその逆の方向をい
う。
と同じ方向をいう。また、「下」とはその逆の方向をい
う。
活性層の厚さを周期的に変化させることで、利得係数の
周期的摂動を得る。このとき、活性層の表面の凹凸形状
の各頂部に低屈折率層を設け、さらに、凹凸形状に接し
て中間屈折率層を設けると、凹凸形状の溝の部分を通っ
て活性層−中間屈折率層−活性層−中間屈折率層…の周
期構造が形成され、頂部を通って低屈折率層−中間屈折
率層−低屈折率層−中間屈折率層…の周期構造が形成さ
れる。これろ屈折率でみると、 溝側：高（活性層）−中−高−中−… 頂側： 低 −中−低−中−… となる。すなわち、溝側と頂側とのそれぞれの周期構造
が逆相となり、互いの屈折率実部の周期変化を全体とし
て互いに打ち消し合うことがきる。すなわち、位相が逆
の二つの回折格子が重なっているので、二つの回折格子
の効果が打ち消し合うように作用し、全体としてはそれ
ぞれの回折格子による屈折率結合の差が残る。
周期的摂動を得る。このとき、活性層の表面の凹凸形状
の各頂部に低屈折率層を設け、さらに、凹凸形状に接し
て中間屈折率層を設けると、凹凸形状の溝の部分を通っ
て活性層−中間屈折率層−活性層−中間屈折率層…の周
期構造が形成され、頂部を通って低屈折率層−中間屈折
率層−低屈折率層−中間屈折率層…の周期構造が形成さ
れる。これろ屈折率でみると、 溝側：高（活性層）−中−高−中−… 頂側： 低 −中−低−中−… となる。すなわち、溝側と頂側とのそれぞれの周期構造
が逆相となり、互いの屈折率実部の周期変化を全体とし
て互いに打ち消し合うことがきる。すなわち、位相が逆
の二つの回折格子が重なっているので、二つの回折格子
の効果が打ち消し合うように作用し、全体としてはそれ
ぞれの回折格子による屈折率結合の差が残る。
上述したアプライド・フィジックス・レターズ第56巻の
論文（以下「APL」という）には、活性相の凹凸形状と
離れた位置に位相に逆相の回折格子を設けた構造が示さ
れている。これに対して本願は、活性層に接するように
逆層の回折格子を設けたものである。各層の屈折率およ
び厚さについては、APLに示されたと同様にして決定す
ることができる。また、そのような屈折率および厚さの
決定は分布帰還を扱うものにとって一般的であり、当業
者であれば容易に実施できる。
論文（以下「APL」という）には、活性相の凹凸形状と
離れた位置に位相に逆相の回折格子を設けた構造が示さ
れている。これに対して本願は、活性層に接するように
逆層の回折格子を設けたものである。各層の屈折率およ
び厚さについては、APLに示されたと同様にして決定す
ることができる。また、そのような屈折率および厚さの
決定は分布帰還を扱うものにとって一般的であり、当業
者であれば容易に実施できる。
すなわち、屈折率の周期的摂動が抑制され、活性層の厚
さの周期的な変化による利得係数の周期的摂動を主とし
た光分布帰還が行われ、安定な単一モード発振が得られ
る。
さの周期的な変化による利得係数の周期的摂動を主とし
た光分布帰還が行われ、安定な単一モード発振が得られ
る。
第１図は本発明実施例の半導体分布帰還型レーザ装置の
構造を示す。
構造を示す。
このレーザ装置は、誘導放出光を発生させる活性層５を
備え、この活性層５が発生した誘導放出光に光分布帰還
を施す回折格子が、活性層５の表面の凹凸形状として形
成されている。
備え、この活性層５が発生した誘導放出光に光分布帰還
を施す回折格子が、活性層５の表面の凹凸形状として形
成されている。
ここで本実施例の特徴とするところは、凹凸形状の各頂
部には活性層５より屈折率の低い低屈折率層６が設けら
れ、凹凸形状に接して、低屈折率層６より屈折率が高く
活性層５より屈折率の低い中間屈折率層７を備えたこと
にある。
部には活性層５より屈折率の低い低屈折率層６が設けら
れ、凹凸形状に接して、低屈折率層６より屈折率が高く
活性層５より屈折率の低い中間屈折率層７を備えたこと
にある。
このレーザ装置の構造について、製造方法と共にさらに
詳しく説明する。ここでは、InP系、すなわち各層をInP
に格子整合させる場合を例に説明する。
詳しく説明する。ここでは、InP系、すなわち各層をInP
に格子整合させる場合を例に説明する。
まず、高濃度ｎ系InP基板１上にダブルヘテロ接合構造
の各層を二段階にわけてエピタキシャル成長させる。各
層はInP基板１に格子整合させる。
の各層を二段階にわけてエピタキシャル成長させる。各
層はInP基板１に格子整合させる。
エピタキシャル成長の第一段階では、基板１の上に、例
えば、１μｍ厚のｎ形InPクラッド層３と、0.12μｍ厚
の低純物濃度In0.53Ga0.47As活性層５と、40nm厚のｐ形
InP低屈折率層６とを順次結晶成長させる。次に、干渉
露光法と化学エッチングにより、低屈折率層６と活性層
５とに周期256nm、深さ80nmの回折格子（凹凸形状）を
印刻する。
えば、１μｍ厚のｎ形InPクラッド層３と、0.12μｍ厚
の低純物濃度In0.53Ga0.47As活性層５と、40nm厚のｐ形
InP低屈折率層６とを順次結晶成長させる。次に、干渉
露光法と化学エッチングにより、低屈折率層６と活性層
５とに周期256nm、深さ80nmの回折格子（凹凸形状）を
印刻する。
エピタキシャル成長の第二段階では、回折格子を印刻し
た活性層５と低屈折率層６との上に、平均60nm厚のｐ形
In0.72Ga0.28As0.61Ｐ0.39中間屈折率層７を成長させ
る。このとき、中間屈折率層７の上面が平坦になるよう
にする。さらにこの上に、１μｍ厚のｐ形InPクラッド
層８と、0.5μｍ厚の高濃度ｐ形In0.53Ga0.47Asコンタ
クト層９とを順に連続して成長させ、ダブルヘテロ接合
構造を完成させる。
た活性層５と低屈折率層６との上に、平均60nm厚のｐ形
In0.72Ga0.28As0.61Ｐ0.39中間屈折率層７を成長させ
る。このとき、中間屈折率層７の上面が平坦になるよう
にする。さらにこの上に、１μｍ厚のｐ形InPクラッド
層８と、0.5μｍ厚の高濃度ｐ形In0.53Ga0.47Asコンタ
クト層９とを順に連続して成長させ、ダブルヘテロ接合
構造を完成させる。
ここで、エッチング後の結晶成長では活性層５の側面が
露出しているため、直前にごくわずかなエッチング等の
処理を行い、欠陥が生じないようにすることが必要であ
る。InP系では、適切な処理をした場合には欠陥の発生
の問題が生じないことが報告されている（ジャーナル・
オブ・クリスタルグロース第93巻1988年第365頁から第3
69頁（J.Cryst.Growth,93（1988）pp.365−369））。
露出しているため、直前にごくわずかなエッチング等の
処理を行い、欠陥が生じないようにすることが必要であ
る。InP系では、適切な処理をした場合には欠陥の発生
の問題が生じないことが報告されている（ジャーナル・
オブ・クリスタルグロース第93巻1988年第365頁から第3
69頁（J.Cryst.Growth,93（1988）pp.365−369））。
二回目のエピタキシャル成長が終了した後、SiO2絶縁層
12をコンタクト層９の上面に堆積させ、例えば幅10μｍ
のストライプ状窓を形成し、その後に電極層11および10
を蒸着する。さらに、これを劈開して、個々の半導体レ
ーザ素子を完成する。
12をコンタクト層９の上面に堆積させ、例えば幅10μｍ
のストライプ状窓を形成し、その後に電極層11および10
を蒸着する。さらに、これを劈開して、個々の半導体レ
ーザ素子を完成する。
有機金属気相成長による成長条件としては、例えば、 〔原料〕ホスフィン PH3 アルシン ASH3 トリエチルインジウム（C2H5）3In トリエチルガリウム （C2H5）3Ga ジメチルジンク （CH3）2Zn 硫化水素 H2S 〔条件〕圧力 76Torr 全流量 6slm 基板温度 700℃（１回目）、 650℃（２回目） とする。
上述した各層の導電型および組成を表にまとめて示す。
第２図は上述の実施例の活性層近傍の層構造を示し、第
３図および第４図はそれぞれ第２図の線３−３、４−４
に沿った屈折率分布を示す。
３図および第４図はそれぞれ第２図の線３−３、４−４
に沿った屈折率分布を示す。
回折格子が印刻された活性層５とその間を埋める中間屈
折率層７とによって生じる屈折率実部の摂動は、切断さ
れた低屈折率層６とその間を埋める中間屈折率層７とに
よって生じる位相が逆の屈折率実部の摂動によって打ち
消される。上述した組成や厚さは屈折率実部の摂動がほ
ぼ零となるように設計した一例である。
折率層７とによって生じる屈折率実部の摂動は、切断さ
れた低屈折率層６とその間を埋める中間屈折率層７とに
よって生じる位相が逆の屈折率実部の摂動によって打ち
消される。上述した組成や厚さは屈折率実部の摂動がほ
ぼ零となるように設計した一例である。
中間屈折率層７の上面を平坦にするのは、設計計算を簡
単にするためのものであって、この上面に凹凸が残る場
合には、その屈折率実部の摂動も考慮し、全体として摂
動を打ち消すようにする。
単にするためのものであって、この上面に凹凸が残る場
合には、その屈折率実部の摂動も考慮し、全体として摂
動を打ち消すようにする。
このようにして、屈折率実部の摂動を抑制し、回折格子
が印刻された活性層５による屈折率虚部、すなわち利得
係数の摂動が主となる光分布帰還を実現でき、利得係数
の周期に対応したブラッグ波長で単一モード発振を行う
半導体分布帰還型レーザ装置が得られる。
が印刻された活性層５による屈折率虚部、すなわち利得
係数の摂動が主となる光分布帰還を実現でき、利得係数
の周期に対応したブラッグ波長で単一モード発振を行う
半導体分布帰還型レーザ装置が得られる。
以上説明したように、本発明の半導体分布帰還型レーザ
装置は、屈折率実部の全体としての変化が小さく、屈折
率の周期的摂動が抑制される。これにより、活性層の厚
さの周期的に変化による利得係数の周期的摂動を主とし
た主分布帰還が行われ、単一モードで発振させることが
できる。
装置は、屈折率実部の全体としての変化が小さく、屈折
率の周期的摂動が抑制される。これにより、活性層の厚
さの周期的に変化による利得係数の周期的摂動を主とし
た主分布帰還が行われ、単一モードで発振させることが
できる。
また、利得結合によって光分布帰還を達成しているの
で、従来の屈折率結合型半導体分布帰還型レーザ装置と
は異なり、完全に単一の波長の縦モード発振が行われ、
従来装置におけるような発振波長の不確定性も見られな
いと考えられる。もっとも、従来の半導体分布帰還型レ
ーザ装置でも完全単一縦モード化は可能であるが、いず
れも半導体レーザ装置の構成が複雑化し、その上、レー
ザ素子端面への反射防止膜形成が必要など、その製造工
程数が増大するのに対し、本発明装置では、従来の製造
工程をほとんど変えることなく、反射防止措置も要らず
に簡単に完全縦単一モード化を実現できる。
で、従来の屈折率結合型半導体分布帰還型レーザ装置と
は異なり、完全に単一の波長の縦モード発振が行われ、
従来装置におけるような発振波長の不確定性も見られな
いと考えられる。もっとも、従来の半導体分布帰還型レ
ーザ装置でも完全単一縦モード化は可能であるが、いず
れも半導体レーザ装置の構成が複雑化し、その上、レー
ザ素子端面への反射防止膜形成が必要など、その製造工
程数が増大するのに対し、本発明装置では、従来の製造
工程をほとんど変えることなく、反射防止措置も要らず
に簡単に完全縦単一モード化を実現できる。
さらに、利得結合による光分布帰還を利用しているた
め、近端あるいは遠端からの反射戻り光などによって誘
起される干渉雑音は、生じたとしても、従来の屈折率結
合による場合に比較して格段に小さくなることが期待さ
れる。
め、近端あるいは遠端からの反射戻り光などによって誘
起される干渉雑音は、生じたとしても、従来の屈折率結
合による場合に比較して格段に小さくなることが期待さ
れる。
また、本発明の半導体分布帰還型レーザ装置では、共振
器が電流注入による利得の周期分布に起因するため、高
速電流変調において超短パルス発生が可能であり、かつ
発振波長のチャーピングも小さいと期待される。
器が電流注入による利得の周期分布に起因するため、高
速電流変調において超短パルス発生が可能であり、かつ
発振波長のチャーピングも小さいと期待される。
したがって、本発明の半導体分布帰還型レーザ装置は、
長距離光通信、波長多重通信などに必要な高性能光源と
して有望であるばかりでなく、光情報処理および記録
や、光応用計測、高速光学現象の光源などの分野で従来
用いられていた気体レーザ装置や固体レーザ装置に代替
しうる高性能の小型光源としての利用が見込まれる。
長距離光通信、波長多重通信などに必要な高性能光源と
して有望であるばかりでなく、光情報処理および記録
や、光応用計測、高速光学現象の光源などの分野で従来
用いられていた気体レーザ装置や固体レーザ装置に代替
しうる高性能の小型光源としての利用が見込まれる。
第１図は本発明実施例半導体分布期間型レーザ装置の構
造を示す斜視図。 第２図は活性層近傍の層構造を示す断面図。 第３図は第２図の線３−３に沿った屈折率分布を示す
図。 第４図は第２図の線４−４に沿った屈折率分布を示す
図。 １……基板、３、８……クラッド層、５……活性層、６
……低屈折率層、７……中間屈折率層、９……コンタク
ト層、10、11……電極層、12……絶縁層。
造を示す斜視図。 第２図は活性層近傍の層構造を示す断面図。 第３図は第２図の線３−３に沿った屈折率分布を示す
図。 第４図は第２図の線４−４に沿った屈折率分布を示す
図。 １……基板、３、８……クラッド層、５……活性層、６
……低屈折率層、７……中間屈折率層、９……コンタク
ト層、10、11……電極層、12……絶縁層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 眞一 東京都武蔵野市中町２丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (72)発明者 羅 毅 東京都武蔵野市中町２丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (72)発明者 岩岡 秀人 東京都武蔵野市中町２丁目11番13号 光計 測技術開発株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−71685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−6093（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】誘導放出光を発生させる活性層と、 この活性層が発生した誘導放出光に光分布帰還を施す回
折格子と を備え、 この回折格子は前記活性層の表面の凹凸形状として形成
され、 この凹凸形状により前記活性層で発生した誘導放出光に
対して生じる屈折率の周期的摂動を打ち消す構造を備え
た 半導体分布帰還型レーザ装置において、 前記打ち消す構造は、 前記凹凸形状の各頂部に設けられた前記活性層より屈折
率の低い低屈折率層と、 この低屈折率層を含む凹凸形状に接し、前記低屈折率層
より屈折率が高く前記活性層より屈折率の低い中間屈折
率層と を含む ことを特徴とする半導体分布帰還型レーザ装置。 - 【請求項２】活性層、中間屈折率層および低屈折率層の
それぞれの屈折率、凹凸形状の深さおよび中間屈折率層
の厚さは、前記活性層と前記中間屈折率層とによって生
じる屈折率実部の周期的変化と、前記低屈折率層と前記
中間屈折層とによって生じる屈折率実部の周期的変化と
が、前記活性層で発生した誘導放出光に対して互いに打
ち消し合うように設定された請求項１記載の半導体分布
帰還型レーザ装置。 - 【請求項３】基板上に活性層およびこの活性層より屈折
率の低い低屈折率層を成長させる工程と、 前記低屈折率層および前記活性層に回折格子として周期
的な凹凸形状を印刻する工程と、 前記低屈折率層より屈折率が高く前記活性層よりは屈折
率の低い中間屈折率層を成長させる工程と を含む半導体分布帰還型レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2282699A JPH0744316B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 半導体分布帰還型レーザ装置およびその製造方法 |
| PCT/JP1991/001418 WO1992007401A1 (en) | 1990-10-19 | 1991-10-17 | Distributed feedback semiconductor laser |
| US07/899,860 US5289494A (en) | 1990-10-19 | 1991-10-17 | Distributed feedback semiconductor laser |
| DE69117488T DE69117488T2 (de) | 1990-10-19 | 1991-10-17 | Halbleiterlaser mit verteilter rückkoppelung |
| EP91917810A EP0507956B1 (en) | 1990-10-19 | 1991-10-17 | Distributed feedback semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2282699A JPH0744316B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 半導体分布帰還型レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04155987A JPH04155987A (ja) | 1992-05-28 |
| JPH0744316B2 true JPH0744316B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=17655905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2282699A Expired - Lifetime JPH0744316B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 半導体分布帰還型レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744316B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661571A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布光反射器及びそれを用いた半導体レーザ |
| JP3714430B2 (ja) * | 1996-04-15 | 2005-11-09 | シャープ株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5171685A (ja) * | 1974-12-18 | 1976-06-21 | Nippon Telegraph & Telephone | Bunpukikangatahandotaireeza |
| JPS526093A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Hitachi Ltd | Production method of semiconductor device |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2282699A patent/JPH0744316B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04155987A (ja) | 1992-05-28 |
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