JPH08139403A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH08139403A
JPH08139403A JP27374894A JP27374894A JPH08139403A JP H08139403 A JPH08139403 A JP H08139403A JP 27374894 A JP27374894 A JP 27374894A JP 27374894 A JP27374894 A JP 27374894A JP H08139403 A JPH08139403 A JP H08139403A
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JP
Japan
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diffraction grating
semiconductor laser
laser device
perturbation
gain
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JP27374894A
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Makoto Okai
誠 岡井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPH08139403A publication Critical patent/JPH08139403A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain a semiconductor laser device of a distributed feedback type wherein a diffraction grating is easily worked, single mode oscillation is stable, and threshold current is low. CONSTITUTION: An N-type InGaAsP guide layer 2 and a nondoped InGaAs/ InGaAsP multiquantum well active layer 3 are formed in order on an N-type InP substrate 1 by an MOCVD method. A secondary phase shift type diffraction grating 71 is formed on the surface of an active layer 3 by a photomask self- interference method, and turns to a secondary diffraction grating having perturvation of refractive index and gain. Further a P-type InGaAsP guide layer 4, a P-type InP clad layer 5 and a P-type InGaAsP contact layer 6 are grown in order by the MOCVD method. After a mesa structure is formed and buried growth is performed, a P-side electrode 8 and an N-side electrode 9 are formed. After that, a laser resonator of 0.4mm is formed by cleavage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置に係
り、特に縦単一モードで安定に発振する半導体レーザ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device which stably oscillates in a vertical single mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体レーザ装置とし
て、縦単一モードで動作する分布帰還型半導体レーザが
知られている。分布帰還型半導体レーザは、回折格子を
光導波路に沿って形成し、導波路中の前進波と後進波を
結合させることにより光の帰還を得るようにして、しき
い値利得に波長選択性を持たせ、縦単一モードで発振す
るようにした半導体レーザである。このような半導体レ
ーザ装置の可視領域で発振する従来例として、例えば、
活性領域の上部のpガイド層とpクラッド層との間に1
次の回折格子を形成した分布帰還型AlGaAs/Ga
Asレーザの構成が、アプライド フィジックス レタ
ー、51(2)、第63〜65頁、1987年、7月1
3日(Appl. Phys. Lett. 51(2), pp.63-65, 13 July 19
87)に記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of semiconductor laser device, a distributed feedback semiconductor laser operating in a longitudinal single mode is known. A distributed feedback semiconductor laser has a diffraction grating formed along an optical waveguide, and by combining a forward wave and a backward wave in the waveguide to obtain optical feedback, a wavelength selectivity is provided for a threshold gain. It is a semiconductor laser which has a vertical single mode. As a conventional example of oscillating in the visible region of such a semiconductor laser device, for example,
1 between the p-guide layer and the p-cladding layer above the active region
Distributed feedback type AlGaAs / Ga having the following diffraction grating
The structure of the As laser is described in Applied Physics Letter, 51 (2), pp. 63-65, 1987, July 1
3rd (Appl. Phys. Lett. 51 (2), pp.63-65, 13 July 19
87).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た1次の回折格子を用いた可視領域で発振する分布帰還
型半導体レーザを製造するためには、100nm程度の
ピッチを有する微細な1次の回折格子を形成する必要が
有るが、微細加工上の制限から、1次の回折格子を直接
形成することは困難だった。このため、前記従来例で
は、まずピッチが倍で製作が容易な2次の回折格子を干
渉露光法により形成後、更にホトレジストを塗布して、
今度は露光せずに現像を行うことにより2次の回折格子
の尖端部のみを露呈させ、2次の回折格子の凹部に残置
した前記ホトレジストをマスクに化学エッチングにより
尖端部を除去して1次の回折格子を得るという複雑な方
法によって実現していた。
However, in order to manufacture a distributed feedback semiconductor laser that oscillates in the visible region using the above-described first-order diffraction grating, fine first-order diffraction having a pitch of about 100 nm is required. Although it is necessary to form a grating, it was difficult to directly form a first-order diffraction grating due to the limitation of microfabrication. Therefore, in the conventional example, first, a secondary diffraction grating having a double pitch and easy to manufacture is formed by an interference exposure method, and then a photoresist is further applied,
By developing without exposing this time, only the tip of the secondary diffraction grating is exposed, and the tip is removed by chemical etching using the photoresist left in the recess of the secondary diffraction grating as a mask to remove the primary It was realized by the complicated method of obtaining the diffraction grating of.

【0004】一方、1次の回折格子を用いずに、加工が
容易な2次以上の高次の回折格子を用いて可視領域で発
振する分布帰還型半導体レーザを実現しようとすると、
2次の回折格子では、実効的な結合係数が低減するとい
う問題点があると共に、共振器方向に対して垂直な放射
モードが存在するために、1次の回折格子を用いる場合
に比べてしきい値利得が増大し、しきい値電流が高くな
るという問題点も有った。尚、2次の回折格子とは、摂
動の周期が発振波長に対して2次、すなわち有効屈折率
×摂動の周期、の関係が成立する回折格子である。
On the other hand, if an attempt is made to realize a distributed feedback semiconductor laser that oscillates in the visible region by using not only the first-order diffraction grating but the easily processed second-order and higher-order diffraction gratings.
The second-order diffraction grating has a problem in that the effective coupling coefficient is reduced, and since there is a radiation mode perpendicular to the cavity direction, it is more difficult than the case of using the first-order diffraction grating. There is also a problem that the threshold gain increases and the threshold current increases. The second-order diffraction grating is a diffraction grating in which the perturbation period is second-order with respect to the oscillation wavelength, that is, the relation of effective refractive index × perturbation period is established.

【0005】そこで、本発明の目的は、加工が容易な2
次の回折格子を用い、結合係数を1次の回折格子を用い
た場合と同程度にできて、安定に縦単一モードで発振す
る、しきい値電流の低い半導体レーザ装置を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to make the processing easy.
(EN) Provided is a semiconductor laser device having a low threshold current, in which the coupling coefficient can be made approximately equal to that in the case of using a first-order diffraction grating and stable oscillation in a longitudinal single mode can be achieved by using the following diffraction grating is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体レーザ装置は、内部に活性層と
回折格子を組み込んだ分布帰還型の半導体レーザ装置に
おいて、前記回折格子が、共振器方向に周期的な屈折率
の摂動と利得の摂動とを同時に有すると共に、各摂動の
周期が発振波長に対して2次であり、かつ、各摂動の周
期の位相が不連続である領域、すなわち図1に示したよ
うな、回折格子71の位相周期が共振器の中央で反転し
ている領域、もしくは摂動の周期が不均一である領域、
すなわち図2に示したような、回折格子72の共振器の
中央付近で周期が短くなっている位相調整領域、を含む
ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to the present invention is a distributed feedback type semiconductor laser device having an active layer and a diffraction grating incorporated therein. A region in which the perturbation of the refractive index and the perturbation of the gain are simultaneously present in the cavity direction, the period of each perturbation is quadratic with respect to the oscillation wavelength, and the phase of the period of each perturbation is discontinuous. That is, as shown in FIG. 1, a region where the phase period of the diffraction grating 71 is inverted in the center of the resonator, or a region where the perturbation period is non-uniform,
That is, it is characterized by including a phase adjustment region having a short period near the center of the resonator of the diffraction grating 72 as shown in FIG.

【0007】前記半導体レーザ装置において、屈折率の
摂動により選択される発振縦モードと、前記利得の摂動
により選択される発振縦モードが一致するように構成す
れば好適である。この場合、前記屈折率の摂動及び利得
の摂動は、共振器方向での活性層の厚みを周期的に変化
させて構成すれば良い。
In the semiconductor laser device, it is preferable that the oscillation longitudinal mode selected by the perturbation of the refractive index and the oscillation longitudinal mode selected by the perturbation of the gain match. In this case, the perturbation of the refractive index and the perturbation of the gain may be configured by periodically changing the thickness of the active layer in the cavity direction.

【0008】また、本発明に係る半導体レーザ装置は、
内部に活性層と回折格子を組み込んだ分布帰還型の半導
体レーザ装置において、前記回折格子が、共振器方向に
周期的な利得の摂動を有すると共に、前記利得の摂動の
周期が発振波長に対して2次であり、かつ、前記利得の
摂動の周期の位相が不連続である領域、すなわち図5で
示したように回折格子73の共振器中央付近で損失層7
0の周期が反転している領域、を含む構成とすることが
できる。そしてこの場合、前記利得の摂動は、共振器方
向に設けた損失層を周期的に変化させて構成すれば良
い。
The semiconductor laser device according to the present invention is
In a distributed feedback semiconductor laser device having an active layer and a diffraction grating incorporated therein, the diffraction grating has a periodic gain perturbation in the cavity direction, and the period of the gain perturbation is relative to an oscillation wavelength. The loss layer 7 is a second-order region in which the phase of the gain perturbation is discontinuous, that is, near the center of the resonator of the diffraction grating 73 as shown in FIG.
A structure including a region in which the cycle of 0 is inverted can be employed. In this case, the gain perturbation may be configured by periodically changing the loss layer provided in the resonator direction.

【0009】また、前記いずれの半導体レーザ装置にお
いても、前記活性層を多重量子井戸層で構成すれば好適
である。さらに、前記いずれの半導体レーザ装置におい
ても、前記回折格子を、活性層の上面に有するように構
成しても良いし、或いは活性層の下面に有するように構
成しても良い。更にまた、前記共振器の両端面に無反射
コートを施せば好適である。
Further, in any of the above semiconductor laser devices, it is preferable that the active layer is composed of a multiple quantum well layer. Further, in any of the semiconductor laser devices described above, the diffraction grating may be formed on the upper surface of the active layer or may be formed on the lower surface of the active layer. Furthermore, it is preferable that both end faces of the resonator be coated with a non-reflective coating.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係る半導体レーザ装置によれば、共振
器方向に回折格子を有する分布帰還型半導体レーザ装置
において、周期的な利得の摂動と屈折率の摂動を同時に
有し、摂動の周期が発振波長に対して2次であって、し
かも摂動の周期の位相が不連続である領域、もしくは周
期が不均一である領域を含むことにより、安定した縦単
一モードの発振と低しきい値電流を同時に実現すること
ができる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, in a distributed feedback semiconductor laser device having a diffraction grating in the cavity direction, a periodic gain perturbation and a refractive index perturbation are simultaneously provided, and the perturbation period is Stable vertical single-mode oscillation and low threshold by including a region that is quadratic with respect to the oscillation wavelength and in which the phase of the perturbation period is discontinuous or the period is non-uniform The current can be realized at the same time.

【0011】このような本発明に係る半導体レーザ装置
の動作原理を図8を用いて説明する。図8は、半導体レ
ーザ装置の共振器方向の定在波(実線)、利得(斜
線)、及び屈折率(破線)の特性を模式的に示した図で
ある。本発明に係る半導体レーザ装置は、光ガイド層に
挟持された活性層に屈折率回折格子と利得回折格子の両
方が同時に存在し、同じ位置Aにおいてそれぞれの回折
格子の位相が反転するように構成されている。このよう
な屈折率回折格子と利得回折格子とが同時に存在する構
成の場合、2次の屈折率回折格子により実線で示した定
在波が選択される。この定在波の腹が交互に高利得領域
(斜線部)と低利得領域(斜線部と斜線部の間の領域)
にくるため、利得回折格子により、この定在波に対応す
る縦モードが安定に発振し、しきい値利得が低減する。
このため、本発明に係る半導体レーザ装置は、1次の回
折格子を用いた分布帰還型半導体レーザと結合係数が同
程度となり、従って、しきい値も同程度あるいはそれ以
下が可能となるものである。
The operating principle of such a semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram schematically showing the characteristics of a standing wave (solid line), gain (oblique line), and refractive index (dashed line) in the cavity direction of the semiconductor laser device. The semiconductor laser device according to the present invention is configured such that both the refractive index diffraction grating and the gain diffraction grating are simultaneously present in the active layer sandwiched by the optical guide layers, and the phases of the respective diffraction gratings are inverted at the same position A. Has been done. In the case where such a refractive index diffraction grating and a gain diffraction grating are present at the same time, the standing wave shown by the solid line is selected by the secondary refractive index diffraction grating. The antinodes of this standing wave alternate between the high-gain area (hatched area) and the low-gain area (area between the hatched areas)
Therefore, the longitudinal mode corresponding to this standing wave is stably oscillated by the gain diffraction grating, and the threshold gain is reduced.
Therefore, the semiconductor laser device according to the present invention has the same coupling coefficient as that of the distributed feedback semiconductor laser using the first-order diffraction grating, and therefore the threshold value can be the same or lower. is there.

【0012】また、本発明に係る半導体レーザ装置によ
れば、共振器方向に回折格子を有する分布帰還型半導体
レーザ装置において、周期的な利得の摂動だけを有し、
この利得の摂動の周期が発振波長に対して2次であっ
て、しかも摂動の周期の位相が共振器の中央で反転する
位相シフト型回折格子とすることにより、1次の屈折率
回折格子だけを用いる場合と同程度に安定した縦単一モ
ードの発振と低しきい値電流を得ることができると共
に、2次の回折格子であるため加工も容易となる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, the distributed feedback semiconductor laser device having the diffraction grating in the cavity direction has only periodic gain perturbation,
This gain perturbation period is the second order with respect to the oscillation wavelength, and the phase shift type diffraction grating in which the phase of the perturbation period is inverted in the center of the resonator is used to obtain only the first-order refractive index diffraction grating. It is possible to obtain a longitudinal single mode oscillation and a low threshold current that are stable to the same extent as in the case of using, and the processing becomes easy because of the second-order diffraction grating.

【0013】活性層を多重量子井戸層で構成すると共に
活性層の上面又は下面の活性層の厚みを共振器方向で周
期的に変化せることにより、或いは、活性層の上面又は
下面近傍の共振器方向に周期的な損失層を設けることに
より、利得の摂動を有する回折格子を形成することがで
きる。
The active layer is composed of multiple quantum well layers, and the thickness of the active layer on the upper or lower surface of the active layer is periodically changed in the resonator direction, or the resonator near the upper or lower surface of the active layer. By providing a periodic loss layer in the direction, a diffraction grating having gain perturbation can be formed.

【0014】更に、共振器の両端面に無反射コートを施
すことにより、端面反射の影響がなくなり、単一モード
での歩留まりが高くなると共に外部からの反射戻り光に
も強くなる。
Furthermore, by applying antireflection coating to both end faces of the resonator, the influence of the end face reflection is eliminated, the yield in the single mode is increased, and the reflected light from the outside is also strong.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明に係る半導体レーザ装置の実施
例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。 <実施例1>図1は、本発明に係る半導体レーザ装置の
一実施例を示す要部の概略図であり、レーザ共振器の軸
方向の断面図である。図1において、参照符号1はn型
InP基板を示し、このn型InP基板1の表面に、n
型InGaAsPガイド層2(厚さ200nm、フォト
ルミネッセンス波長1250nm)、ノンドープInG
aAs/InGaAsP多重量子井戸活性層3(InG
aAs井戸層6nm、InGaAsP障壁層10nm、
井戸数5、フォトルミネッセンス波長1550nm)
を、有機金属気相成長(MOCVD)法により順次成長
する。次に、多重量子井戸活性層3の表面にホトマスク
自己干渉法により、周期が480nmの2次の位相シフ
ト型回折格子71を形成する。この回折格子71の位相
は、レーザ共振器の中央で反転している。また、回折格
子71の深さは200nmである。この構造により、共
振器方向に屈折率と利得の摂動が同時に形成される。す
なわち、2次の屈折率回折格子と2次の利得回折格子が
同時に存在した構造となる。
Embodiments of the semiconductor laser device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. <Embodiment 1> FIG. 1 is a schematic view of a main part showing an embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention, which is a sectional view of a laser resonator in an axial direction. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an n-type InP substrate, and n is formed on the surface of the n-type InP substrate 1.
Type InGaAsP guide layer 2 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250 nm), non-doped InG
aAs / InGaAsP multiple quantum well active layer 3 (InG
aAs well layer 6 nm, InGaAsP barrier layer 10 nm,
Number of wells 5, photoluminescence wavelength 1550 nm)
Are sequentially grown by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Next, a second-order phase shift diffraction grating 71 having a period of 480 nm is formed on the surface of the multiple quantum well active layer 3 by the photomask self-interference method. The phase of the diffraction grating 71 is inverted at the center of the laser resonator. The depth of the diffraction grating 71 is 200 nm. With this structure, the refractive index and the gain perturbation are simultaneously formed in the cavity direction. That is, the structure is such that the second-order refractive index diffraction grating and the second-order gain diffraction grating simultaneously exist.

【0016】次に、再び有機金属気相成長法により、p
型InGaAsPガイド層4(厚さ400nm、フォト
ルミネッセンス波長1250nm)、p型InPクラッ
ド層5(厚さ1500nm)、p型InGaAsPコン
タクト層6(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波
長1250nm)を順次多層成長する。
Next, again by the metal organic chemical vapor deposition method, p
A type InGaAsP guide layer 4 (thickness 400 nm, photoluminescence wavelength 1250 nm), a p-type InP clad layer 5 (thickness 1500 nm), and a p-type InGaAsP contact layer 6 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250 nm) are sequentially grown in multiple layers.

【0017】次に、SiO2をマスクに表面をエッチン
グしてメサ構造(不図示)を形成し、更に選択成長によ
り前記エッチングで取り除いた部分に埋め込み成長を行
った後、抵抗加熱蒸着装置によりp側電極8およびn側
電極9を形成し、劈開することにより0.4mmのレー
ザ共振器を形成した。
Next, the surface is etched using SiO 2 as a mask to form a mesa structure (not shown), and the portion removed by the above-mentioned etching is embedded and grown by selective growth. The side electrode 8 and the n-side electrode 9 were formed and cleaved to form a 0.4 mm laser resonator.

【0018】このように形成した本実施例の半導体レー
ザ装置の特性は、発振波長が1550nm、しきい値電
流が10mA、発振状態での電流−光出力特性の傾きを
表わすスロープ効率が0.25W/Aであった。また、
DCバイアス時はもちろんのこと、高速変調時にも縦単
一モードで安定に発振することができた。なお、1次又
は2次の回折格子を用いて作成した従来構造の半導体レ
ーザ装置の場合のしきい値電流は10mA(1次の回折
格子)又は20mA(2次の回折格子)程度であるか
ら、本実施例の半導体レーザ装置で得られたしきい値電
流10mAという値は、2次の回折格子を用いた従来構
造の半導体レーザ装置の場合より少なく、1次の回折格
子を用いた従来構造の半導体レーザ装置の場合と同程度
である。
The characteristics of the semiconductor laser device of the present embodiment thus formed are as follows: oscillation wavelength is 1550 nm, threshold current is 10 mA, and slope efficiency, which represents the slope of current-optical output characteristics in an oscillating state, is 0.25 W. Was / A. Also,
It was possible to stably oscillate in the vertical single mode not only when the DC bias was applied, but also when the high speed modulation was performed. The threshold current in the case of a semiconductor laser device having a conventional structure formed by using a first-order or second-order diffraction grating is about 10 mA (first-order diffraction grating) or 20 mA (second-order diffraction grating). The value of the threshold current of 10 mA obtained by the semiconductor laser device of the present embodiment is smaller than that of the semiconductor laser device of the conventional structure using the second-order diffraction grating, which is smaller than that of the conventional structure using the first-order diffraction grating. The same level as in the case of the semiconductor laser device.

【0019】<実施例2>図2は、本発明に係る半導体
レーザ装置の別の実施例を示す要部の概略図であり、レ
ーザ共振器の軸方向の断面図である。図2において、実
施例1の図1に示した構成部分と同一の部分には同一の
参照符号を付して、説明の便宜上、その詳細な説明は省
略する。すなわち、本実施例では2次の回折格子72の
構造が図1の回折格子71と相違して、共振器の中央付
近0.1mmの長さの領域に、回折格子の周期が短い位
相調整領域を設けている。位相調整領域での回折格子の
周期は478.85nmであり、共振器両端の領域では
周期は480nmである。このような位相調整領域を設
けることにより、実効的な位相の反転を実現している。
勿論、本実施例の回折格子72も実施例1と同様に、2
次の屈折率回折格子と2次の利得回折格子が同時に存在
した構造となることは言うまでもない。また、本実施例
の半導体レーザ装置の発振波長は1550nm、しきい
値電流は10mA、スロープ効率は0.25W/Aであ
り、DCバイアス時及び高速変調時のいずれでも縦単一
モードでの安定な発振を得ることができた。
<Embodiment 2> FIG. 2 is a schematic view of a main part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, and is a sectional view in the axial direction of the laser resonator. In FIG. 2, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted for convenience of description. That is, in the present embodiment, the structure of the secondary diffraction grating 72 is different from that of the diffraction grating 71 of FIG. 1, and a phase adjustment region in which the period of the diffraction grating is short is provided in a region having a length of 0.1 mm near the center of the resonator. Is provided. The period of the diffraction grating in the phase adjustment region is 478.85 nm, and the period in the regions at both ends of the resonator is 480 nm. By providing such a phase adjustment region, effective phase inversion is realized.
Of course, the diffraction grating 72 of the present embodiment also has the same structure as that of the first embodiment.
It goes without saying that the structure is such that the next refractive index diffraction grating and the second-order gain diffraction grating exist at the same time. The oscillation wavelength of the semiconductor laser device of this example is 1550 nm, the threshold current is 10 mA, and the slope efficiency is 0.25 W / A, and it is stable in the vertical single mode both during DC bias and high speed modulation. It was possible to obtain a good oscillation.

【0020】<実施例3>図3は、本発明に係る半導体
レーザ装置のまた別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図3におい
て、参照符号1はn型InP基板を示し、このn型In
P基板1の表面に、n型InGaAsPガイド層2(厚
さ200nm、フォトルミネッセンス波長1250n
m)を有機金属気相成長法により成長する。次に、n型
InGaAsPガイド層2の表面にホトマスク自己干渉
法により、周期が480nmの2次の位相シフト型回折
格子71aを形成する。この回折格子71aの位相はレ
ーザ共振器の中央で反転している。また、回折格子71
aの深さは200nmである。
<Embodiment 3> FIG. 3 is a schematic view of a main portion showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is an axial sectional view of a laser resonator. In FIG. 3, reference numeral 1 indicates an n-type InP substrate.
On the surface of the P substrate 1, the n-type InGaAsP guide layer 2 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250 n
m) is grown by metalorganic vapor phase epitaxy. Next, a second-order phase shift diffraction grating 71a having a period of 480 nm is formed on the surface of the n-type InGaAsP guide layer 2 by the photomask self-interference method. The phase of the diffraction grating 71a is inverted at the center of the laser resonator. In addition, the diffraction grating 71
The depth of a is 200 nm.

【0021】次に、ノンドープInGaAsP活性層3
a(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長155
0nm)、p型InGaAsPガイド層4a(厚さ20
0nm、フォトルミネッセンス波長1250nm)、p
型InPクラッド層5(厚さ1500nm)、p型In
GaAsPコンタクト層6(厚さ200nm、フォトル
ミネッセンス波長1250nm)を、有機金属気相成長
法により順次多層成長する。
Next, the non-doped InGaAsP active layer 3
a (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 155
0 nm), p-type InGaAsP guide layer 4a (thickness 20
0 nm, photoluminescence wavelength 1250 nm), p
Type InP clad layer 5 (thickness 1500 nm), p type In
The GaAsP contact layer 6 (thickness: 200 nm, photoluminescence wavelength: 1250 nm) is sequentially grown in multiple layers by a metal organic chemical vapor deposition method.

【0022】次に、SiO2をマスクに表面をエッチン
グしてメサ構造(不図示)を形成し、更に選択成長によ
り前記エッチングで取り除いた部分に埋め込み成長を行
った後、抵抗加熱蒸着装置によりp側電極8およびn側
電極9を形成し、劈開することにより0.4mmのレー
ザ共振器を形成した。
Next, the surface is etched by using SiO 2 as a mask to form a mesa structure (not shown), and the portion removed by the above-mentioned etching is embedded and grown by selective growth. The side electrode 8 and the n-side electrode 9 were formed and cleaved to form a 0.4 mm laser resonator.

【0023】本実施例では、上記ノンドープInGaA
sP活性層3aを形成した時点で、共振器方向に屈折率
と利得の摂動が形成された構造、すなわち、2次の屈折
率回折格子と2次の利得回折格子が同時に存在した構造
となる。
In this embodiment, the non-doped InGaA is used.
When the sP active layer 3a is formed, a structure in which a perturbation of the refractive index and the gain is formed in the cavity direction, that is, a structure in which a second-order refractive index diffraction grating and a second-order gain diffraction grating exist simultaneously.

【0024】このように形成した本実施例の半導体レー
ザ装置の特性は、発振波長が1550nm、しきい値電
流が10mA、スロープ効率が0.25W/Aであっ
た。また、DCバイアス時はもちろんのこと、高速変調
時にも縦単一モードで安定に発振することができた。
The characteristics of the semiconductor laser device of this embodiment formed in this manner were that the oscillation wavelength was 1550 nm, the threshold current was 10 mA, and the slope efficiency was 0.25 W / A. Further, it was possible to stably oscillate in the vertical single mode not only during DC bias but also during high-speed modulation.

【0025】<実施例4>図4は、本発明に係る半導体
レーザ装置の更に別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図4におい
て、実施例3の図3に示した構成部分と同一の部分には
同一の参照符号を付して、説明の便宜上、その詳細な説
明は省略する。すなわち、本実施例では2次の回折格子
72aの構造が図3の回折格子71aと相違して、共振
器の中央付近0.1mmの長さの領域に、回折格子の周
期が短い位相調整領域を設けている。位相調整領域での
回折格子の周期は478.85nmであり、共振器両端
の領域では周期は480nmである。このような位相調
整領域を設けることにより、実効的な位相の反転を実現
している。
<Embodiment 4> FIG. 4 is a schematic view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is an axial sectional view of the laser resonator. In FIG. 4, the same components as those of the third embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted for convenience of description. That is, in the present embodiment, the structure of the secondary diffraction grating 72a is different from that of the diffraction grating 71a of FIG. 3, and in the region of 0.1 mm length near the center of the resonator, the phase adjustment region where the period of the diffraction grating is short. Is provided. The period of the diffraction grating in the phase adjustment region is 478.85 nm, and the period in the regions at both ends of the resonator is 480 nm. By providing such a phase adjustment region, effective phase inversion is realized.

【0026】勿論、本実施例の回折格子72aも実施例
3と同様に、2次の屈折率回折格子と2次の利得回折格
子が同時に存在した構造となることは言うまでもない。
また、本実施例の半導体レーザ装置の発振波長は155
0nm、しきい値電流は10mA、スロープ効率は0.
25W/Aであり、DCバイアス時及び高速変調時のい
ずれでも縦単一モードでの安定な発振を得ることができ
た。
Needless to say, the diffraction grating 72a of this embodiment has a structure in which a second-order refractive index diffraction grating and a second-order gain diffraction grating are present at the same time as in the third embodiment.
The oscillation wavelength of the semiconductor laser device of this embodiment is 155
0 nm, threshold current 10 mA, slope efficiency 0.
It was 25 W / A, and stable oscillation in a single longitudinal mode could be obtained at both DC bias and high speed modulation.

【0027】<実施例5>図5は、本発明に係る半導体
レーザ装置のまた別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図5におい
て、参照符号1はn型InP基板を示し、このn型In
P基板1の表面に、n型InGaAsPガイド層2a
(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長1250
nm)、p型InGaAsP損失層70(厚さ200n
m、フォトルミネッセンス波長1650nm)を、有機
金属気相成長法により、順次成長する。
<Embodiment 5> FIG. 5 is a schematic view of a main portion showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is an axial sectional view of a laser resonator. In FIG. 5, reference numeral 1 indicates an n-type InP substrate.
The n-type InGaAsP guide layer 2a is formed on the surface of the P substrate 1.
(Thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250
nm), p-type InGaAsP loss layer 70 (thickness 200 n
m, photoluminescence wavelength 1650 nm) are sequentially grown by a metal organic chemical vapor deposition method.

【0028】次に、p型InGaAsP損失層70の表
面にホトマスク自己干渉法により、周期が480nmの
2次の位相シフト型回折格子73を形成する。回折格子
73の位相は、レーザ共振器の中央(矢印Bで示した位
置)で反転している。このように回折格子73を形成す
ることにより、共振器方向に2次の利得回折格子が存在
する構造となる。
Next, a second-order phase shift diffraction grating 73 having a period of 480 nm is formed on the surface of the p-type InGaAsP loss layer 70 by the photomask self-interference method. The phase of the diffraction grating 73 is inverted at the center of the laser resonator (the position shown by arrow B). By forming the diffraction grating 73 in this manner, a structure in which a second-order gain diffraction grating exists in the resonator direction is obtained.

【0029】次に、n型InGaAsPガイド層2b
(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長1250
nm)、ノンドープInGaAs/InGaAsP多重
量子井戸活性層3(InGaAs井戸層6nm、InG
aAsP障壁層10nm、井戸数5、フォトルミネッセ
ンス波長1550nm)、p型InGaAsPガイド層
4a(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長12
50nm)、p型InPクラッド層5(厚さ1500n
m)、p型InGaAsPコンタクト層6(厚さ200
nm、フォトルミネッセンス波長1250nm)を、順
次多層成長する。
Next, the n-type InGaAsP guide layer 2b
(Thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250
nm), non-doped InGaAs / InGaAsP multiple quantum well active layer 3 (InGaAs well layer 6 nm, InG)
aAsP barrier layer 10 nm, number of wells 5, photoluminescence wavelength 1550 nm), p-type InGaAsP guide layer 4a (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 12)
50 nm), p-type InP clad layer 5 (thickness 1500 n
m), p-type InGaAsP contact layer 6 (thickness 200
nm, photoluminescence wavelength 1250 nm) is sequentially grown in multiple layers.

【0030】次に、SiO2をマスクに表面をエッチン
グしてメサ構造(不図示)を形成し、更に選択成長によ
り前記エッチングで取り除いた部分に埋め込み成長を行
った後、抵抗加熱蒸着装置によりp側電極8およびn側
電極9を形成し、劈開することにより0.4mmのレー
ザ共振器を形成した。
Next, the surface is etched using SiO 2 as a mask to form a mesa structure (not shown), and the portion removed by the above-mentioned etching is embedded and grown by selective growth. The side electrode 8 and the n-side electrode 9 were formed and cleaved to form a 0.4 mm laser resonator.

【0031】このようにして形成した本実施例の半導体
レーザ装置は、発振波長が1550nm、しきい値電流
10mA、スロープ効率が0.25W/Aの特性であ
り、DCバイアス時および高速変調時のいずれでも縦単
一モードで安定に発振した。
The semiconductor laser device of the present embodiment thus formed has the characteristics of an oscillation wavelength of 1550 nm, a threshold current of 10 mA, and a slope efficiency of 0.25 W / A, and has characteristics of DC bias and high speed modulation. Both of them oscillated stably in the vertical single mode.

【0032】<実施例6>図6は、本発明に係る半導体
レーザ装置のまた別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図6におい
て、参照符号1はn型InP基板を示し、このn型In
P基板1の表面に、n型InGaAsPガイド層2(厚
さ200nm、フォトルミネッセンス波長1250n
m)、ノンドープInGaAs/InGaAsP多重量
子井戸活性層3(InGaAs井戸層6nm、InGa
AsP障壁層10nm、井戸数5、フォトルミネッセン
ス波長1550nm)、p型InGaAsPガイド層4
a(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長125
0nm)、n型InGaAsP損失層70a(厚さ20
0nm、フォトルミネッセンス波長1650nm)を、
有機金属気相成長法により順次成長する。
<Embodiment 6> FIG. 6 is a schematic view of a main portion showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is an axial sectional view of a laser resonator. In FIG. 6, reference numeral 1 indicates an n-type InP substrate.
On the surface of the P substrate 1, the n-type InGaAsP guide layer 2 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 1250 n
m), non-doped InGaAs / InGaAsP multiple quantum well active layer 3 (InGaAs well layer 6 nm, InGa
AsP barrier layer 10 nm, number of wells 5, photoluminescence wavelength 1550 nm), p-type InGaAsP guide layer 4
a (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 125
0 nm), n-type InGaAsP loss layer 70a (thickness: 20 nm)
0 nm, photoluminescence wavelength 1650 nm),
Sequential growth is performed by the metal organic chemical vapor deposition method.

【0033】次に、n型InGaAsP損失層70aの
表面にホトマスク自己干渉法により、周期が480nm
の2次の位相シフト型回折格子73aを形成する。回折
格子73aの位相は、レーザ共振器の中央(矢印Bで示
した位置)で反転している。このように回折格子73a
を形成することにより、共振器方向に2次の利得回折格
子が存在する構造となる。
Next, a period of 480 nm is formed on the surface of the n-type InGaAsP loss layer 70a by the photomask self-interference method.
The second-order phase shift diffraction grating 73a is formed. The phase of the diffraction grating 73a is inverted at the center of the laser resonator (the position shown by arrow B). In this way, the diffraction grating 73a
Is formed, a structure in which a second-order gain diffraction grating exists in the resonator direction is formed.

【0034】次に、再び有機金属気相成長法によりp型
InGaAsPガイド層4b(厚さ400nm、フォト
ルミネッセンス波長1250nm)、p型InPクラッ
ド層5(厚さ1500nm)、p型InGaAsPコン
タクト層6(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波
長1250nm)を、順次多層成長する。
Next, the p-type InGaAsP guide layer 4b (thickness 400 nm, photoluminescence wavelength 1250 nm), the p-type InP clad layer 5 (thickness 1500 nm), and the p-type InGaAsP contact layer 6 ( A thickness of 200 nm and a photoluminescence wavelength of 1250 nm) are sequentially grown in multiple layers.

【0035】次に、SiO2をマスクに表面をエッチン
グしてメサ構造(不図示)を形成し、更に選択成長によ
り前記エッチングで取り除いた部分に埋め込み成長を行
った後、抵抗加熱蒸着装置によりp側電極8およびn側
電極9を形成し、劈開することにより0.4mmのレー
ザ共振器を形成した。
Next, the surface is etched using SiO 2 as a mask to form a mesa structure (not shown), and the portion removed by the above-mentioned etching is embedded and grown by selective growth. The side electrode 8 and the n-side electrode 9 were formed and cleaved to form a 0.4 mm laser resonator.

【0036】このように構成した本実施例の半導体レー
ザ装置の特性は、発振波長が1550nm、しきい値電
流が10mA、スロープ効率が0.25W/Aであっ
た。また、DCバイアス時はもちろんのこと、高速変調
時にも縦単一モードで安定に発振することができた。更
に、本実施例では活性層3が加工しない平坦なp型In
GaAsPガイド層4a上に形成しているため、実施例
5と比べて活性層3の結晶性が良く、光学的な損失が少
ないので、より安定した縦単一モードの発振を得ること
できるという利点がある。
The characteristics of the semiconductor laser device of this embodiment having the above-mentioned structure were as follows: the oscillation wavelength was 1550 nm, the threshold current was 10 mA, and the slope efficiency was 0.25 W / A. Further, it was possible to stably oscillate in the vertical single mode not only during DC bias but also during high-speed modulation. Further, in the present embodiment, the flat p-type In which the active layer 3 is not processed is formed.
Since the active layer 3 is formed on the GaAsP guide layer 4a, the crystallinity of the active layer 3 is better than that in the fifth embodiment, and the optical loss is small. Therefore, it is possible to obtain more stable vertical single-mode oscillation. There is.

【0037】<実施例7>図7は、本発明に係る半導体
レーザ装置の更に別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図7におい
て、実施例1の図1に示した構成部分と同一の部分には
同一の参照符号を付して、説明の便宜上、その詳細な説
明は省略する。すなわち、本実施例ではレーザ共振器の
両端面に無反射コート10を施している点が相違する。
位相シフト型の分布帰還型半導体レーザでは、端面反射
がないことが理想的であるが、実施例1乃至6の構造で
は、実際には30%程度の反射が生じ得る。これに対し
て本実施例の半導体レーザ装置では、両端面に無反射コ
ート10を施すことにより端面反射がなくなるので、レ
ーザ発振は端面反射に影響されなくなり、単一モード歩
留まりが高くなると共に、外部からの反射戻り光に強く
なるという効果がある。
<Embodiment 7> FIG. 7 is a schematic view of a main portion showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is an axial sectional view of a laser resonator. In FIG. 7, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted for convenience of description. That is, this embodiment is different in that the antireflection coating 10 is applied to both end faces of the laser resonator.
In a phase shift type distributed feedback semiconductor laser, ideally, there is no end face reflection, but in the structures of Examples 1 to 6, reflection of about 30% may actually occur. On the other hand, in the semiconductor laser device of the present embodiment, the end facet reflection is eliminated by applying the antireflection coating 10 on both end faces, so that the laser oscillation is not affected by the end facet reflection, the single mode yield is increased, and the external There is an effect that it becomes strong against the reflected return light from.

【0038】本実施例の半導体レーザ装置の発振波長は
1550nm、しきい値電流は10mA、スロープ効率
は0.25W/Aであった。また、DCバイアス時はも
ちろんのこと、高速変調時にも縦単一モードで安定に発
振した。尚、本実施例の無反射コート10を、図2乃至
図6に示した構造の両端面に対して施しても良いことは
言うまでもない。
The oscillation wavelength of the semiconductor laser device of this example was 1550 nm, the threshold current was 10 mA, and the slope efficiency was 0.25 W / A. Further, stable oscillation was achieved in the vertical single mode not only during DC bias but also during high speed modulation. Needless to say, the antireflection coating 10 of this embodiment may be applied to both end faces of the structure shown in FIGS.

【0039】<実施例8>図9は、本発明に係る半導体
レーザ装置のまた別の実施例を示す要部の概略図であ
り、レーザ共振器の軸方向の断面図である。図9におい
て、参照符号21はn型GaAs基板を示し、このn型
GaAs基板21の表面に、n型AlGaAsガイド層
22(厚さ200nm、フォトルミネッセンス波長65
0nm)、ノンドープAlGaAs活性層23を、有機
金属気相成長(MOCVD)法により順次成長する。次
に、活性層23の表面にホトマスク自己干渉法により、
周期が200nmの2次の位相シフト型回折格子74を
形成する。この回折格子74の位相は、レーザ共振器の
中央で反転している。また、回折格子74の深さは20
0nmである。この構造により、共振器方向に屈折率と
利得の摂動が同時に形成される。すなわち、2次の屈折
率回折格子と2次の利得回折格子が同時に存在した構造
となる。
<Embodiment 8> FIG. 9 is a schematic view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, which is a sectional view in the axial direction of the laser resonator. In FIG. 9, reference numeral 21 indicates an n-type GaAs substrate, and an n-type AlGaAs guide layer 22 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 65) is formed on the surface of the n-type GaAs substrate 21.
0 nm) and a non-doped AlGaAs active layer 23 are sequentially grown by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Next, on the surface of the active layer 23 by photomask self-interference method,
A secondary phase shift diffraction grating 74 having a period of 200 nm is formed. The phase of the diffraction grating 74 is inverted at the center of the laser resonator. The depth of the diffraction grating 74 is 20
It is 0 nm. With this structure, the refractive index and the gain perturbation are simultaneously formed in the cavity direction. That is, the structure is such that the second-order refractive index diffraction grating and the second-order gain diffraction grating simultaneously exist.

【0040】次に、再び有機金属気相成長法により、p
型AlGaAsガイド層24(厚さ400nm、フォト
ルミネッセンス波長650nm)、p型AlGaAsク
ラッド層25(厚さ1500nm)、p型AlGaAs
コンタクト層26(厚さ200nm、フォトルミネッセ
ンス波長650nm)を順次多層成長する。
Next, again by the metal organic chemical vapor deposition method, p
-Type AlGaAs guide layer 24 (thickness 400 nm, photoluminescence wavelength 650 nm), p-type AlGaAs clad layer 25 (thickness 1500 nm), p-type AlGaAs
The contact layer 26 (thickness 200 nm, photoluminescence wavelength 650 nm) is sequentially grown in multiple layers.

【0041】次に、SiO2をマスクに表面をエッチン
グしてメサ構造(不図示)を形成し、更に選択成長によ
り前記エッチングで取り除いた部分に埋め込み成長を行
った後、抵抗加熱蒸着装置によりp側電極8およびn側
電極9を形成し、劈開することにより0.4mmのレー
ザ共振器を形成した。
Next, the surface is etched by using SiO 2 as a mask to form a mesa structure (not shown), and the portion removed by the above-mentioned etching is embedded and grown by selective growth. The side electrode 8 and the n-side electrode 9 were formed and cleaved to form a 0.4 mm laser resonator.

【0042】このように形成した本実施例の半導体レー
ザ装置の特性は、発振波長が750nmの可視光領域の
レーザ光であり、しきい値電流が10mA、発振状態で
の電流−光出力特性の傾きを表わすスロープ効率が0.
25W/Aであった。また、DCバイアス時はもちろん
のこと、高速変調時にも縦単一モードで安定に発振する
ことができた。
The characteristics of the semiconductor laser device of the present embodiment formed in this way are those of laser light in the visible light region with an oscillation wavelength of 750 nm, a threshold current of 10 mA, and current-light output characteristics in an oscillation state. The slope efficiency representing the slope is 0.
It was 25 W / A. Further, it was possible to stably oscillate in the vertical single mode not only during DC bias but also during high-speed modulation.

【0043】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、例
えば、GaAs,GaN系を含む材料系により構成され
る半導体レーザ装置や、埋込構造を有する半導体レーザ
装置、或いは多層成長膜の格子定数が基板の格子定数と
ずれている場合にも適用可能であり、本発明の精神を逸
脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得ること
は勿論である。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, a semiconductor laser device formed of a material system including a GaAs or GaN system or an embedded semiconductor device. The present invention can be applied to a semiconductor laser device having an embedded structure or a case where the lattice constant of the multilayer growth film is different from the lattice constant of the substrate, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course.

【0044】[0044]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明によれば、内部に回折格子を組み込んだ分布帰還型
の半導体レーザ装置において、回折格子を利得の周期的
摂動が存在するように、或いは屈折率の周期的摂動と利
得の周期的摂動とが同時に存在するように形成し、か
つ、摂動の周期の位相が不連続もしくは摂動の周期が不
均一である領域を含むように形成したことにより、1次
の回折格子よりも加工の容易な2次の回折格子を用いて
も、結合係数の低減を抑えて、安定に縦単一モードで発
振できると共に、しきい値電流の低い半導体レーザ装置
を実現することができる。従って、可視光領域の半導体
レーザのように1次の回折格子では、微細加工の制限を
受けて作成し難いものも、2次の回折格子で低しきい値
電流で安定な発振を得ることができる。
As is apparent from the above-described embodiments, according to the present invention, in a distributed feedback semiconductor laser device having a diffraction grating incorporated therein, the diffraction grating has periodic gain perturbations. , Or the periodic perturbation of the refractive index and the periodic perturbation of the gain exist at the same time, and the phase of the perturbation period is discontinuous or the region of the perturbation period is nonuniform. As a result, even if a second-order diffraction grating, which is easier to process than the first-order diffraction grating, is used, a reduction in the coupling coefficient is suppressed, stable vertical single-mode oscillation is possible, and a semiconductor with a low threshold current is used. A laser device can be realized. Therefore, even if a first-order diffraction grating, such as a semiconductor laser in the visible light region, is difficult to make due to the limitation of fine processing, a stable oscillation can be obtained with a low threshold current by the second-order diffraction grating. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体レーザ装置の一実施例を示
す要部の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体レーザ装置の別の実施例を
示す要部の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体レーザ装置のまた別の実施
例を示す要部の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体レーザ装置の更に別の実施
例を示す要部の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体レーザ装置の更にまた別の
実施例を示す要部の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図6】本発明に係る半導体レーザ装置のまた別の実施
例を示す要部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図7】本発明に係る半導体レーザ装置の更に別の実施
例を示す要部の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体レーザ装置の原理説明図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体レーザ装置のまた別の実施
例を示す要部の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n型InP基板、 2,2a,2b…n型InGaAsPガイド層、 3…ノンドープInGaAs/InGaAsP多重量子
井戸活性層、 3a…ノンドープInGaAsP活性層、 4,4a,4b…p型InGaAsPガイド層、 5…p型InPクラッド層、 6…p型InGaAsPコンタクト層、 8…p側電極、 9…n側電極、 10…無反射コート、 21…n型GaAs基板、 22…n型AlGaAsガイド層、 23…ノンドープAlGaAs活性層、 24…p型AlGaAsガイド層、 25…p型AlGaAsクラッド層、 26…p型AlGaAsコンタクト層、 70…p型InGaAsP損失層、 70a…n型InGaAsP損失層、 71,71a…回折格子、 72,72a…回折格子、 73,73a…回折格子、 74…回折格子。
1 ... n-type InP substrate, 2, 2a, 2b ... n-type InGaAsP guide layer, 3 ... non-doped InGaAs / InGaAsP multiple quantum well active layer, 3a ... non-doped InGaAsP active layer, 4, 4a, 4b ... p-type InGaAsP guide layer, 5 ... p-type InP clad layer, 6 ... p-type InGaAsP contact layer, 8 ... p-side electrode, 9 ... n-side electrode, 10 ... non-reflective coating, 21 ... n-type GaAs substrate, 22 ... n-type AlGaAs guide layer, 23 ... non-doped AlGaAs active layer, 24 ... p-type AlGaAs guide layer, 25 ... p-type AlGaAs cladding layer, 26 ... p-type AlGaAs contact layer, 70 ... p-type InGaAsP loss layer, 70a ... n-type InGaAsP loss layer, 71, 71a ... Diffraction grating, 72, 72a ... Diffraction grating, 73, 73a ... Diffraction grating, 7 ... diffraction grating.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内部に活性層と回折格子を組み込んだ分布
帰還型の半導体レーザ装置において、前記回折格子が、
共振器方向に周期的な屈折率の摂動と利得の摂動とを同
時に有すると共に、各摂動の周期が発振波長に対して2
次であり、かつ、各摂動の周期の位相が不連続である領
域を含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A distributed feedback semiconductor laser device having an active layer and a diffraction grating incorporated therein, wherein the diffraction grating comprises:
At the same time, a perturbation of the refractive index and a perturbation of the gain that are periodic in the resonator direction are provided, and the period of each perturbation is 2 with respect to the oscillation wavelength.
A semiconductor laser device including the following region including a discontinuous phase of the cycle of each perturbation.
【請求項2】内部に活性層と回折格子を組み込んだ分布
帰還型の半導体レーザ装置において、前記回折格子が、
共振器方向に周期的な屈折率の摂動と利得の摂動とを同
時に有すると共に、各摂動の周期が発振波長に対して2
次であり、かつ、各摂動の周期が不均一である領域を含
むことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. A distributed feedback semiconductor laser device having an active layer and a diffraction grating incorporated therein, wherein the diffraction grating comprises:
At the same time, a perturbation of the refractive index and a perturbation of the gain that are periodic in the resonator direction are provided, and the period of each perturbation is 2 with respect to the oscillation wavelength.
A semiconductor laser device including the following region including a non-uniform period of each perturbation.
【請求項3】前記屈折率の摂動により選択される発振縦
モードと、前記利得の摂動により選択される発振縦モー
ドが一致して成る請求項1又は請求項2記載の半導体レ
ーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an oscillation longitudinal mode selected by the perturbation of the refractive index and an oscillation longitudinal mode selected by the perturbation of the gain coincide with each other.
【請求項4】前記屈折率の摂動及び利得の摂動は、共振
器方向での活性層の厚みを周期的に変化させて成る請求
項1〜3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the perturbation of the refractive index and the perturbation of the gain are formed by periodically changing the thickness of the active layer in the cavity direction.
【請求項5】内部に活性層と回折格子を組み込んだ分布
帰還型の半導体レーザ装置において、前記回折格子が、
共振器方向に周期的な利得の摂動を有すると共に、前記
利得の摂動の周期が発振波長に対して2次であり、か
つ、前記利得の摂動の周期の位相が不連続である領域を
含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
5. A distributed feedback type semiconductor laser device having an active layer and a diffraction grating incorporated therein, wherein the diffraction grating comprises:
A region having a periodic gain perturbation in the resonator direction, the period of the gain perturbation being quadratic with respect to the oscillation wavelength, and the phase of the period of the gain perturbation being discontinuous; A semiconductor laser device.
【請求項6】前記利得の摂動は、共振器方向に設けた損
失層を周期的に変化させて成る請求項5記載の半導体レ
ーザ装置。
6. The semiconductor laser device according to claim 5, wherein the gain perturbation is formed by periodically changing a loss layer provided in a cavity direction.
【請求項7】前記活性層が、多重量子井戸層から成る請
求項4〜6のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the active layer is a multiple quantum well layer.
【請求項8】前記回折格子を、活性層の上面に有して成
る請求項4〜7のいずれか1項に記載の半導体レーザ装
置。
8. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the diffraction grating is provided on an upper surface of an active layer.
【請求項9】前記回折格子を、活性層の下面に有して成
る請求項4〜7のいずれか1項に記載の半導体レーザ装
置。
9. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the diffraction grating is provided on the lower surface of the active layer.
【請求項10】共振器の両端面に無反射コートを施して
成る請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体レーザ
装置。
10. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein both end faces of the resonator are provided with antireflection coating.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880028A (en) * 1995-08-31 1999-03-09 Sharp Kabushiki Kaisha Ridge waveguide type distributed feedback semiconductor laser device and method for manufacturing the same
JP2006222187A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser

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