JPH08172240A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH08172240A JPH08172240A JP31315794A JP31315794A JPH08172240A JP H08172240 A JPH08172240 A JP H08172240A JP 31315794 A JP31315794 A JP 31315794A JP 31315794 A JP31315794 A JP 31315794A JP H08172240 A JPH08172240 A JP H08172240A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体光増幅器と、この半導体光増幅器の一
端面から出射した光を反射回折させて該一端面に戻す回
折格子とを備えた半導体発光装置において、光学部品の
位置ずれによる性能低下や光出力の不安定化を防止し、
さらに発振モードを安定化する。 【構成】 半導体光増幅器10の端面10ｂから出射した光
ビーム11を集光レンズ12により集光して、該端面10ｂの
発光近視野像を回折格子13の上で結ばせる。さらに回折
格子13と半導体光増幅器10との間に、上記端面10ｂから
出射した光ビーム11を部分的に遮断して、この光ビーム
11の特定の横モードの部分を選択的に回折格子13に入射
させるマスクを設ける。
端面から出射した光を反射回折させて該一端面に戻す回
折格子とを備えた半導体発光装置において、光学部品の
位置ずれによる性能低下や光出力の不安定化を防止し、
さらに発振モードを安定化する。 【構成】 半導体光増幅器10の端面10ｂから出射した光
ビーム11を集光レンズ12により集光して、該端面10ｂの
発光近視野像を回折格子13の上で結ばせる。さらに回折
格子13と半導体光増幅器10との間に、上記端面10ｂから
出射した光ビーム11を部分的に遮断して、この光ビーム
11の特定の横モードの部分を選択的に回折格子13に入射
させるマスクを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光装置に関し、
特に詳細には発光源として半導体光増幅器を有し、この
半導体光増幅器から出射した光を波長選択した上で該半
導体光増幅器に戻すことにより、発光波長を所望値に制
御するようにした半導体発光装置に関するものである。
特に詳細には発光源として半導体光増幅器を有し、この
半導体光増幅器から出射した光を波長選択した上で該半
導体光増幅器に戻すことにより、発光波長を所望値に制
御するようにした半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体を利用して単一波長の
高出力の光ビームを得る試みが種々なされている。ELEC
TRONICS LETTERS （エレクトロニクス・レターズ） Vo
l.29，No.14,(1993) pp.1254〜1255には、そのような半
導体発光装置の一つが示されている。
高出力の光ビームを得る試みが種々なされている。ELEC
TRONICS LETTERS （エレクトロニクス・レターズ） Vo
l.29，No.14,(1993) pp.1254〜1255には、そのような半
導体発光装置の一つが示されている。
【０００３】この半導体発光装置は、図８に示すように
発光源として半導体光増幅器１を有し、この半導体光増
幅器１の後方端面１ａから出射した光をレンズ２によっ
て平行光化した後、反射型回折格子３で反射させて半導
体光増幅器１に戻すようにしたものである。この構成に
おいては、回折格子３によって波長選択された光４が半
導体光増幅器１に戻されることにより、その前方端面１
ｂから出射する光４Ｆの波長が単一波長にロックされ、
また１Ｗ以上の高出力で回折限界に近い高品位高出力の
光ビームが得られるようになっている。
発光源として半導体光増幅器１を有し、この半導体光増
幅器１の後方端面１ａから出射した光をレンズ２によっ
て平行光化した後、反射型回折格子３で反射させて半導
体光増幅器１に戻すようにしたものである。この構成に
おいては、回折格子３によって波長選択された光４が半
導体光増幅器１に戻されることにより、その前方端面１
ｂから出射する光４Ｆの波長が単一波長にロックされ、
また１Ｗ以上の高出力で回折限界に近い高品位高出力の
光ビームが得られるようになっている。
【０００４】また本出願人は、上述の回折格子の代わり
にバンドパスフィルタによって発光波長を選択するよう
にして、半導体光増幅器の選択の自由度を高め、低コス
ト化を図り、また調整も容易化した半導体発光装置を先
に提案した（特願平６−１６３６９６号）。この半導体
発光装置は図９に示すように、半導体光増幅器１と、こ
の半導体光増幅器１の後方端面１ａから出射した光４を
反射させて上記端面１ａに戻すミラー５と、上記光４の
光路に挿入された狭透過波長帯域特性のバンドパスフィ
ルタ６とから構成されたものである。
にバンドパスフィルタによって発光波長を選択するよう
にして、半導体光増幅器の選択の自由度を高め、低コス
ト化を図り、また調整も容易化した半導体発光装置を先
に提案した（特願平６−１６３６９６号）。この半導体
発光装置は図９に示すように、半導体光増幅器１と、こ
の半導体光増幅器１の後方端面１ａから出射した光４を
反射させて上記端面１ａに戻すミラー５と、上記光４の
光路に挿入された狭透過波長帯域特性のバンドパスフィ
ルタ６とから構成されたものである。
【０００５】上記の回折格子を用いる従来の半導体発光
装置は、回折格子における回折角度が波長に応じて変化
することを利用しているので、波長選択するためには、
回折格子で反射後に所定の光路から外れて進行する光ビ
ームをカットする空間的アパーチャが必要となる。その
ために従来は、図８にも示される通り、半導体光増幅器
１として回折格子側のストライプ幅Ｗｉを例えば４μｍ
と狭くしたテーパストライプ増幅器を用いて、この狭い
ストライプを実質上の空間的アパーチャとしていた。
装置は、回折格子における回折角度が波長に応じて変化
することを利用しているので、波長選択するためには、
回折格子で反射後に所定の光路から外れて進行する光ビ
ームをカットする空間的アパーチャが必要となる。その
ために従来は、図８にも示される通り、半導体光増幅器
１として回折格子側のストライプ幅Ｗｉを例えば４μｍ
と狭くしたテーパストライプ増幅器を用いて、この狭い
ストライプを実質上の空間的アパーチャとしていた。
【０００６】そして、このようにストライプ幅Ｗｉを狭
くしておくと、光学的に横モードが単一になり、この安
定したモードが回折格子と結合するので、テーパストラ
イプ増幅器で増幅された高出力光が回折限界に近い高品
位のものとなる。
くしておくと、光学的に横モードが単一になり、この安
定したモードが回折格子と結合するので、テーパストラ
イプ増幅器で増幅された高出力光が回折限界に近い高品
位のものとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示した
従来の半導体発光装置は、ＮＡ（開口数）の大きなレン
ズ２を用いて、半導体光増幅器１から出射した光４と回
折格子３との結合効率を高くするほど焦点深度が小さく
なって、光学系のアライメントにより高い精度が要求さ
れる。そのためにこの従来装置は、振動や経時変化によ
る光学部品の位置ずれが性能低下や光出力の不安定化に
つながる、という問題を有している。
従来の半導体発光装置は、ＮＡ（開口数）の大きなレン
ズ２を用いて、半導体光増幅器１から出射した光４と回
折格子３との結合効率を高くするほど焦点深度が小さく
なって、光学系のアライメントにより高い精度が要求さ
れる。そのためにこの従来装置は、振動や経時変化によ
る光学部品の位置ずれが性能低下や光出力の不安定化に
つながる、という問題を有している。
【０００８】さらにこの従来の半導体発光装置は、半導
体光増幅器１の回折格子側のストライプ幅Ｗｉを十分に
狭くしないと、複数の横モード間の結合により発振モー
ドが不安定になるという問題も有している。
体光増幅器１の回折格子側のストライプ幅Ｗｉを十分に
狭くしないと、複数の横モード間の結合により発振モー
ドが不安定になるという問題も有している。
【０００９】以上の問題は、図９に示した半導体発光装
置においても同様に認められるものである。
置においても同様に認められるものである。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、求められる光学系のアライメント精度が比較的
緩く、よって、光学部品の位置ずれによる性能低下や光
出力の不安定化を防止できる半導体発光装置を提供する
ことを目的とする。
であり、求められる光学系のアライメント精度が比較的
緩く、よって、光学部品の位置ずれによる性能低下や光
出力の不安定化を防止できる半導体発光装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】また本発明は、横モードが単一化されて発
振モードの安定した半導体発光装置を提供することを目
的とするものである。
振モードの安定した半導体発光装置を提供することを目
的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の半導
体発光装置は、前述したような半導体光増幅器と、この
半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射回折させ
て該一端面に戻す回折格子と、上記半導体光増幅器の一
端面から出射した光を集光して、該端面の発光近視野像
を前記回折格子の上で結ばせる集光レンズとを備えたこ
とを特徴とするものである。
体発光装置は、前述したような半導体光増幅器と、この
半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射回折させ
て該一端面に戻す回折格子と、上記半導体光増幅器の一
端面から出射した光を集光して、該端面の発光近視野像
を前記回折格子の上で結ばせる集光レンズとを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００１３】本発明による第２の半導体発光装置は、上
記第１の半導体発光装置の構成を備えた上で、回折格子
が、半導体光増幅器の一端面から出射した光の特定の横
モードの部分と選択的に結合する形状とされていること
を特徴とするものである。
記第１の半導体発光装置の構成を備えた上で、回折格子
が、半導体光増幅器の一端面から出射した光の特定の横
モードの部分と選択的に結合する形状とされていること
を特徴とするものである。
【００１４】本発明による第３の半導体発光装置は、上
記第１あるいは第２の半導体発光装置の構成を備えた上
で、回折格子と半導体光増幅器との間に、この半導体光
増幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断して、こ
の光の特定の横モードの部分を選択的に回折格子に入射
させるマスクが設けられていることを特徴とするもので
ある。
記第１あるいは第２の半導体発光装置の構成を備えた上
で、回折格子と半導体光増幅器との間に、この半導体光
増幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断して、こ
の光の特定の横モードの部分を選択的に回折格子に入射
させるマスクが設けられていることを特徴とするもので
ある。
【００１５】本発明による第４の半導体発光装置は、前
述したバンドパスフィルタによって発光波長を選択する
構成を前提とするものであって、半導体光増幅器と、こ
の半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射させて
該一端面に戻すミラーと、上記光の光路に挿入された狭
透過波長帯域特性のバンドパスフィルタと、上記半導体
光増幅器の一端面から出射した光を集光して、該端面の
発光近視野像を上記ミラーの上で結ばせる集光レンズと
を備えたことを特徴とするものである。
述したバンドパスフィルタによって発光波長を選択する
構成を前提とするものであって、半導体光増幅器と、こ
の半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射させて
該一端面に戻すミラーと、上記光の光路に挿入された狭
透過波長帯域特性のバンドパスフィルタと、上記半導体
光増幅器の一端面から出射した光を集光して、該端面の
発光近視野像を上記ミラーの上で結ばせる集光レンズと
を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】本発明による第５の半導体発光装置は、上
述した第４の半導体発光装置の構成を備えた上で、上記
ミラーが、半導体光増幅器の一端面から出射した光の特
定の横モードの部分を選択的に反射させる形状とされて
いることを特徴とするものである。
述した第４の半導体発光装置の構成を備えた上で、上記
ミラーが、半導体光増幅器の一端面から出射した光の特
定の横モードの部分を選択的に反射させる形状とされて
いることを特徴とするものである。
【００１７】また本発明による第６の半導体発光装置
は、上記第４あるいは第５の半導体発光装置の構成を備
えた上で、上記ミラーと半導体光増幅器との間に、この
半導体光増幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断
して、この光の特定の横モードの部分を選択的に該ミラ
ーに入射させるマスクが設けられていることを特徴とす
るものである。
は、上記第４あるいは第５の半導体発光装置の構成を備
えた上で、上記ミラーと半導体光増幅器との間に、この
半導体光増幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断
して、この光の特定の横モードの部分を選択的に該ミラ
ーに入射させるマスクが設けられていることを特徴とす
るものである。
【００１８】
【作用および発明の効果】上記第１の半導体発光装置に
おいて、半導体光増幅器の一端面から出射した光を集光
して、該端面の発光近視野像を回折格子の上で結ばせる
ようにすると、光学系のアライメント精度が緩くなり、
その結果、光学部品の位置ずれによる性能低下および光
出力の不安定化が防止される。
おいて、半導体光増幅器の一端面から出射した光を集光
して、該端面の発光近視野像を回折格子の上で結ばせる
ようにすると、光学系のアライメント精度が緩くなり、
その結果、光学部品の位置ずれによる性能低下および光
出力の不安定化が防止される。
【００１９】また、上記のように光学系のアライメント
精度が緩ければ、半導体発光装置の製造時のアライメン
トも容易となる。
精度が緩ければ、半導体発光装置の製造時のアライメン
トも容易となる。
【００２０】以上の作用、効果は、上記第１の半導体発
光装置の構成を前提とする第２および第３の半導体発光
装置においても当然同様に得られる。
光装置の構成を前提とする第２および第３の半導体発光
装置においても当然同様に得られる。
【００２１】それに加えて第２の半導体発光装置におい
ては、回折格子が、半導体光増幅器の一端面から出射し
た光の特定の横モードの部分と選択的に結合する形状と
されているので、横モードが単一化されて発振モードが
安定するようになる。
ては、回折格子が、半導体光増幅器の一端面から出射し
た光の特定の横モードの部分と選択的に結合する形状と
されているので、横モードが単一化されて発振モードが
安定するようになる。
【００２２】また第３の半導体発光装置においては、回
折格子と半導体光増幅器との間に、この半導体光増幅器
の一端面から出射した光を部分的に遮断して、この光の
特定の横モードの部分を選択的に回折格子に入射させる
マスクが設けられているので、この場合も横モードが単
一化されて発振モードが安定する。
折格子と半導体光増幅器との間に、この半導体光増幅器
の一端面から出射した光を部分的に遮断して、この光の
特定の横モードの部分を選択的に回折格子に入射させる
マスクが設けられているので、この場合も横モードが単
一化されて発振モードが安定する。
【００２３】上記第４の半導体発光装置においても、半
導体光増幅器の一端面から出射した光を集光して、該端
面の発光近視野像をミラーの上で結ばせているので、第
１の半導体発光装置と同様に、光学系のアライメント精
度が緩くなり、その結果、光学部品の位置ずれによる性
能低下および光出力の不安定化が防止される。
導体光増幅器の一端面から出射した光を集光して、該端
面の発光近視野像をミラーの上で結ばせているので、第
１の半導体発光装置と同様に、光学系のアライメント精
度が緩くなり、その結果、光学部品の位置ずれによる性
能低下および光出力の不安定化が防止される。
【００２４】また、上記のように光学系のアライメント
精度が緩ければ、半導体発光装置の製造時のアライメン
トも容易となる。
精度が緩ければ、半導体発光装置の製造時のアライメン
トも容易となる。
【００２５】以上の作用、効果は、上記第４の半導体発
光装置の構成を前提とする第５および第６の半導体発光
装置においても当然同様に得られる。
光装置の構成を前提とする第５および第６の半導体発光
装置においても当然同様に得られる。
【００２６】それに加えて第５の半導体発光装置におい
ては、ミラーが、上記光の特定の横モードの部分を選択
的に反射させる形状とされているので、横モードが単一
化されて発振モードが安定する。
ては、ミラーが、上記光の特定の横モードの部分を選択
的に反射させる形状とされているので、横モードが単一
化されて発振モードが安定する。
【００２７】また上記第６の半導体発光装置において
は、ミラーと半導体光増幅器との間に、この半導体光増
幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断して、この
光の特定の横モードの部分を選択的にミラーに入射させ
るマスクが設けられているので、この場合も横モードが
単一化されて発振モードが安定する。
は、ミラーと半導体光増幅器との間に、この半導体光増
幅器の一端面から出射した光を部分的に遮断して、この
光の特定の横モードの部分を選択的にミラーに入射させ
るマスクが設けられているので、この場合も横モードが
単一化されて発振モードが安定する。
【００２８】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例による半
導体発光装置を示すものである。図示されるようにこの
半導体発光装置は、テーパストライプ10ａを有する半導
体光増幅器10と、この半導体光増幅器10の後方端面10ｂ
から出射した光ビーム11を集光する集光レンズ12と、集
光された上記光ビーム11を元の光路を戻るように反射回
折させるブレーズ付き回折格子13とで構成されている。
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例による半
導体発光装置を示すものである。図示されるようにこの
半導体発光装置は、テーパストライプ10ａを有する半導
体光増幅器10と、この半導体光増幅器10の後方端面10ｂ
から出射した光ビーム11を集光する集光レンズ12と、集
光された上記光ビーム11を元の光路を戻るように反射回
折させるブレーズ付き回折格子13とで構成されている。
【００２９】半導体光増幅器10は図２に示されているよ
うに、テーパストライプ10ａの後方端面10ｂ側の幅Ｗｉ
が４μｍ、前方端面10ｃ側の幅Ｗｏが360 μｍ、長さＬ
が1.5 ｍｍのものである。この半導体光増幅器10として
は、一例としてｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉ＝２×1018ｃｍ
-3ドープ）上にｎ−ＧａＡｓバッファ層（Ｓｉ＝１×10
18ｃｍ-3ドープ、層厚0.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓクラッド層（Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、層
厚2.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層
（アンドープ、層厚0.05μｍ）、ｎ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95
Ａｓ量子井戸層（アンドープ、層厚８ｎｍ）、ｎ−Ａｌ
0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層（アンドープ、層厚0.05μ
ｍ）、ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層（Ｚｎ＝１
×1018ｃｍ-3ドープ、層厚２μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層（Ｚｎ＝５×1018ｃｍ-3ドープ、層厚0.3 μｍ）
を減圧ＭＯＣＶＤ法により作成してなるものが用いられ
る。
うに、テーパストライプ10ａの後方端面10ｂ側の幅Ｗｉ
が４μｍ、前方端面10ｃ側の幅Ｗｏが360 μｍ、長さＬ
が1.5 ｍｍのものである。この半導体光増幅器10として
は、一例としてｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉ＝２×1018ｃｍ
-3ドープ）上にｎ−ＧａＡｓバッファ層（Ｓｉ＝１×10
18ｃｍ-3ドープ、層厚0.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓクラッド層（Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、層
厚2.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層
（アンドープ、層厚0.05μｍ）、ｎ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95
Ａｓ量子井戸層（アンドープ、層厚８ｎｍ）、ｎ−Ａｌ
0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層（アンドープ、層厚0.05μ
ｍ）、ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層（Ｚｎ＝１
×1018ｃｍ-3ドープ、層厚２μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層（Ｚｎ＝５×1018ｃｍ-3ドープ、層厚0.3 μｍ）
を減圧ＭＯＣＶＤ法により作成してなるものが用いられ
る。
【００３０】またテーパストライプ10ａとしては、例え
ば上記キャップ層の上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ
2 膜を形成し、ストライプとなるテーパ状領域において
フォトリソグラフィとエッチングにより上記ＳｉＯ2 膜
を除去し、ｐ−側にはＡｕＺｎ／Ａｕにより、ｎ−側に
はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕによりそれぞれオーミック電極
を形成してなる構造を用いることができる。
ば上記キャップ層の上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ
2 膜を形成し、ストライプとなるテーパ状領域において
フォトリソグラフィとエッチングにより上記ＳｉＯ2 膜
を除去し、ｐ−側にはＡｕＺｎ／Ａｕにより、ｎ−側に
はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕによりそれぞれオーミック電極
を形成してなる構造を用いることができる。
【００３１】また、この半導体光増幅器10の両端面10
ｂ、10ｃには、内部からみた反射率が0.5 ％以下となる
ような低反射率コーティングが施され、それによりこの
半導体光増幅器10はいわゆる進行波増幅器となる。
ｂ、10ｃには、内部からみた反射率が0.5 ％以下となる
ような低反射率コーティングが施され、それによりこの
半導体光増幅器10はいわゆる進行波増幅器となる。
【００３２】一方回折格子13としては、ブレーズ角が1
9.7°で、格子線数が830.8 線／ｍｍのものが用いられ
ている。また集光レンズ12のＮＡ（開口数）＝0.6 であ
る。
9.7°で、格子線数が830.8 線／ｍｍのものが用いられ
ている。また集光レンズ12のＮＡ（開口数）＝0.6 であ
る。
【００３３】上記の構成において、半導体光増幅器10の
後方端面10ａから出射する光ビーム11は本来800 〜820
ｎｍの波長帯のものであるが、回折格子13で反射回折し
て半導体光増幅器10に戻る光は、この波長帯中のある単
一波長のものとなる。そこで、半導体光増幅器10の発光
波長はこの波長に単一化される。この波長の光11Ｆは、
半導体光増幅器10内を前方側（図１の右方）に進行する
間に増幅され、前方端面10ｃから出射する。本例におい
ては、上記前方出射光11Ｆの出力を0.5 Ｗ以上まで高め
ることも可能である。
後方端面10ａから出射する光ビーム11は本来800 〜820
ｎｍの波長帯のものであるが、回折格子13で反射回折し
て半導体光増幅器10に戻る光は、この波長帯中のある単
一波長のものとなる。そこで、半導体光増幅器10の発光
波長はこの波長に単一化される。この波長の光11Ｆは、
半導体光増幅器10内を前方側（図１の右方）に進行する
間に増幅され、前方端面10ｃから出射する。本例におい
ては、上記前方出射光11Ｆの出力を0.5 Ｗ以上まで高め
ることも可能である。
【００３４】なお、光ビーム11の光路に対する回折格子
13の傾斜角を変えることにより、半導体光増幅器10の後
方端面10ａには回折格子13での反射角が異なる光、つま
り波長の異なる光が入射するので、半導体光増幅器10の
発光波長を変化させることができる。
13の傾斜角を変えることにより、半導体光増幅器10の後
方端面10ａには回折格子13での反射角が異なる光、つま
り波長の異なる光が入射するので、半導体光増幅器10の
発光波長を変化させることができる。
【００３５】本実施例においては、半導体光増幅器10の
後方端面10ａと集光レンズ12との距離を該レンズ12の焦
点距離よりやや大きく取った上で、回折格子13を適当な
位置に配すると、光ビーム11が回折格子13上で収束し、
図３に示すように回折格子13上に、半導体光増幅器10の
後方端面10ａの発光近視野像Ｆが結像される。なお本実
施例の回折格子13は、この発光近視野像Ｆが全体的に結
像し得る大きさとされている。
後方端面10ａと集光レンズ12との距離を該レンズ12の焦
点距離よりやや大きく取った上で、回折格子13を適当な
位置に配すると、光ビーム11が回折格子13上で収束し、
図３に示すように回折格子13上に、半導体光増幅器10の
後方端面10ａの発光近視野像Ｆが結像される。なお本実
施例の回折格子13は、この発光近視野像Ｆが全体的に結
像し得る大きさとされている。
【００３６】上記の状態から、集光レンズ12を半導体光
増幅器10の後方端面10ａに近付けて行くと、該レンズ12
の焦点近傍に後方端面10ａが位置し、図８に示した従来
装置と同様に光ビーム11が平行光状態で回折格子13に入
射するようになる。このとき、回折格子13上では図４に
示すようにコリメート光Ｃが観測される。
増幅器10の後方端面10ａに近付けて行くと、該レンズ12
の焦点近傍に後方端面10ａが位置し、図８に示した従来
装置と同様に光ビーム11が平行光状態で回折格子13に入
射するようになる。このとき、回折格子13上では図４に
示すようにコリメート光Ｃが観測される。
【００３７】ここで半導体光増幅器10に1.7 Ａの電流を
給電して、図３に示す発光近視野像Ｆが結像される状
態、および図４に示すコリメート光Ｃが観測される状態
から、それぞれ半導体光増幅器10を前後方向（集光レン
ズ12に対して遠去かる方向と近付く方向）に移動させ、
各場合の前方出射光11Ｆの光出力変化を測定した。その
測定結果を図５に示す。なお同図で光出力は、各場合の
最大値を１として相対値で示してある。
給電して、図３に示す発光近視野像Ｆが結像される状
態、および図４に示すコリメート光Ｃが観測される状態
から、それぞれ半導体光増幅器10を前後方向（集光レン
ズ12に対して遠去かる方向と近付く方向）に移動させ、
各場合の前方出射光11Ｆの光出力変化を測定した。その
測定結果を図５に示す。なお同図で光出力は、各場合の
最大値を１として相対値で示してある。
【００３８】図５に示されている通り、従来装置のよう
に光ビーム11を平行光状態で回折格子13に入射させる場
合は、半導体光増幅器10が最適位置、つまり最大光出力
が得られる位置から少しずれると、光出力は急激に低下
する。それに対して本発明による光学系配置、つまり回
折格子13上に前記発光近視野像Ｆが結像される光学系配
置とする場合は、半導体光増幅器10が最適位置からずれ
ても、光出力は僅かしか低下しない。本発明によれば、
このような位置ずれによる光出力変化は、従来装置と比
べて概ね１桁程度少ないものとなる。
に光ビーム11を平行光状態で回折格子13に入射させる場
合は、半導体光増幅器10が最適位置、つまり最大光出力
が得られる位置から少しずれると、光出力は急激に低下
する。それに対して本発明による光学系配置、つまり回
折格子13上に前記発光近視野像Ｆが結像される光学系配
置とする場合は、半導体光増幅器10が最適位置からずれ
ても、光出力は僅かしか低下しない。本発明によれば、
このような位置ずれによる光出力変化は、従来装置と比
べて概ね１桁程度少ないものとなる。
【００３９】次に図６を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。この第２実施例装置においては、前
述した回折格子13の半導体光増幅器10側の表面に図６に
示すようなスリット20ａを有するマスク20が被着され、
それ以外の構成は図１に示した第１実施例装置と同様で
ある。図６のマスク20は、前記発光近視野像Ｆの長さ方
向中央の一部のみと回折格子13とが作用するように、光
ビーム11を部分的に遮断するものである。
について説明する。この第２実施例装置においては、前
述した回折格子13の半導体光増幅器10側の表面に図６に
示すようなスリット20ａを有するマスク20が被着され、
それ以外の構成は図１に示した第１実施例装置と同様で
ある。図６のマスク20は、前記発光近視野像Ｆの長さ方
向中央の一部のみと回折格子13とが作用するように、光
ビーム11を部分的に遮断するものである。
【００４０】上記のマスク20が設けられていると、そこ
で光ビーム11の高次モードの部分が遮断されて、基本横
モードの部分が選択的に回折格子13に入射するので、基
本横モードの選択性が高くなって、発振モードがより安
定する。例えば、後方端面10ａ付近に屈折率導波型の構
造を有する半導体光増幅器10において、ストライプ幅Ｗ
ｉを６μｍと広く取って高次横モードが許容される構成
とした場合、上記のマスク20を設けないと、横モードが
多重化していることに起因すると考えられるマルチモー
ドの発振スペクトルとなるが、スリット幅が約１ｍｍの
マスク20を付加することにより、発振スペクトルを単一
化することができる。
で光ビーム11の高次モードの部分が遮断されて、基本横
モードの部分が選択的に回折格子13に入射するので、基
本横モードの選択性が高くなって、発振モードがより安
定する。例えば、後方端面10ａ付近に屈折率導波型の構
造を有する半導体光増幅器10において、ストライプ幅Ｗ
ｉを６μｍと広く取って高次横モードが許容される構成
とした場合、上記のマスク20を設けないと、横モードが
多重化していることに起因すると考えられるマルチモー
ドの発振スペクトルとなるが、スリット幅が約１ｍｍの
マスク20を付加することにより、発振スペクトルを単一
化することができる。
【００４１】また、第１実施例装置のように利得導波型
の半導体光増幅器10を用いる際にも、電流広がりによっ
て実質的なストライプ幅Ｗｉは10μｍ程度と大きくなる
ので、場合によって発振モードがマルチモードになる
が、上記と同様にスリット幅が約１ｍｍのマスク20を付
加することにより、発振スペクトルを単一化することが
できる。
の半導体光増幅器10を用いる際にも、電流広がりによっ
て実質的なストライプ幅Ｗｉは10μｍ程度と大きくなる
ので、場合によって発振モードがマルチモードになる
が、上記と同様にスリット幅が約１ｍｍのマスク20を付
加することにより、発振スペクトルを単一化することが
できる。
【００４２】このマスク20は、紙や布等のシート材料や
金属等の板材にスリット20ａを設けて形成可能であり、
また樹脂等を回折格子13上に塗布して形成することもで
きる。なお上記シート材料や板材等からなるマスク20
は、回折格子13上に密着配置してもよいし、あるいは少
し離して配置してもよい。またこのようなスリット20ａ
を有するマスク20の代わりに、スリット20ａに相当する
狭い領域の光透過率が最大で、そこから該領域の幅方向
外側に行くに従って光透過率が漸減するマスクを用いる
こともできる。
金属等の板材にスリット20ａを設けて形成可能であり、
また樹脂等を回折格子13上に塗布して形成することもで
きる。なお上記シート材料や板材等からなるマスク20
は、回折格子13上に密着配置してもよいし、あるいは少
し離して配置してもよい。またこのようなスリット20ａ
を有するマスク20の代わりに、スリット20ａに相当する
狭い領域の光透過率が最大で、そこから該領域の幅方向
外側に行くに従って光透過率が漸減するマスクを用いる
こともできる。
【００４３】さらに、回折格子形成用の基板上におい
て、上記スリット20ａと同様の狭小領域のみに部分的に
形成された回折格子や、あるいは上記狭小領域の反射率
が最大でそこから格子並び方向外側に行くに従って反射
率が漸減する回折格子を用いれば、上記のマスク20を用
いなくてもそれを用いた場合と同様の効果が得られる。
なおその際、マスク20を併せて用いても構わない。
て、上記スリット20ａと同様の狭小領域のみに部分的に
形成された回折格子や、あるいは上記狭小領域の反射率
が最大でそこから格子並び方向外側に行くに従って反射
率が漸減する回折格子を用いれば、上記のマスク20を用
いなくてもそれを用いた場合と同様の効果が得られる。
なおその際、マスク20を併せて用いても構わない。
【００４４】次に図７を参照して、本発明の第３実施例
について説明する。なおこの図７において、図１中の要
素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについ
ての重複した説明は省略する。この半導体発光装置は、
第１実施例のものと同様の半導体光増幅器10および集光
レンズ12と、集光された上記光ビーム11を元の光路を戻
るように反射させる、例えばＡｌからなる高反射率ミラ
ー33と、このミラー33と集光レンズ12との間において光
ビーム11の光路に挿入された干渉フィルタ34とで構成さ
れている。
について説明する。なおこの図７において、図１中の要
素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについ
ての重複した説明は省略する。この半導体発光装置は、
第１実施例のものと同様の半導体光増幅器10および集光
レンズ12と、集光された上記光ビーム11を元の光路を戻
るように反射させる、例えばＡｌからなる高反射率ミラ
ー33と、このミラー33と集光レンズ12との間において光
ビーム11の光路に挿入された干渉フィルタ34とで構成さ
れている。
【００４５】干渉フィルタ34は、光学ガラス上に誘電体
薄膜が多数積層されてなるものであり、透過波長帯域が
極めて狭いもの（透過ピーク波長：812.5 ｎｍ）となっ
ている。そしてこの干渉フィルタ34は、その表面で反射
した光ビーム11Ｒが直接半導体光増幅器10に戻らないよ
うに、光ビーム11の光路に対して傾けて配置されてい
る。
薄膜が多数積層されてなるものであり、透過波長帯域が
極めて狭いもの（透過ピーク波長：812.5 ｎｍ）となっ
ている。そしてこの干渉フィルタ34は、その表面で反射
した光ビーム11Ｒが直接半導体光増幅器10に戻らないよ
うに、光ビーム11の光路に対して傾けて配置されてい
る。
【００４６】上記の構成において、半導体光増幅器10の
後方端面10ａから出射する光ビーム11は本来800 〜820
ｎｍの波長帯のものであるが、狭帯域の干渉フィルタ34
を通過することにより、ある単一波長のものとなる。そ
して、この光ビーム11がミラー33で反射して半導体光増
幅器10に戻されるため、半導体光増幅器10の発光波長が
単一化される。この波長の光11Ｆは、半導体光増幅器10
内を前方側（図７の右方）に進行する間に増幅され、前
方端面10ｃから出射する。なお、光ビーム11の光路に対
する干渉フィルタ34の傾斜角を変えることにより、そこ
での透過波長が連続的にシフトするので、半導体光増幅
器10の発光波長を変化させることができる。
後方端面10ａから出射する光ビーム11は本来800 〜820
ｎｍの波長帯のものであるが、狭帯域の干渉フィルタ34
を通過することにより、ある単一波長のものとなる。そ
して、この光ビーム11がミラー33で反射して半導体光増
幅器10に戻されるため、半導体光増幅器10の発光波長が
単一化される。この波長の光11Ｆは、半導体光増幅器10
内を前方側（図７の右方）に進行する間に増幅され、前
方端面10ｃから出射する。なお、光ビーム11の光路に対
する干渉フィルタ34の傾斜角を変えることにより、そこ
での透過波長が連続的にシフトするので、半導体光増幅
器10の発光波長を変化させることができる。
【００４７】この場合も、半導体光増幅器10の後方端面
10ａの発光近視野像がミラー33上に結像される。なお本
実施例のミラー33は、この発光近視野像が全体的に結像
し得る大きさとされている。それによりこの場合も、光
学系のアライメント精度が緩くなり、その結果、光学部
品の位置ずれによる性能低下および光出力の不安定化が
防止される。
10ａの発光近視野像がミラー33上に結像される。なお本
実施例のミラー33は、この発光近視野像が全体的に結像
し得る大きさとされている。それによりこの場合も、光
学系のアライメント精度が緩くなり、その結果、光学部
品の位置ずれによる性能低下および光出力の不安定化が
防止される。
【００４８】またミラー33の上には、図６のものと同様
のスリット20ａを有するマスク20が被着されている。そ
れにより、第２実施例と同様に光ビーム11の高次モード
の部分が遮断されて、基本横モードの部分が選択的にミ
ラー33に入射するので、基本横モードの選択性が高くな
って、発振モードがより安定する。
のスリット20ａを有するマスク20が被着されている。そ
れにより、第２実施例と同様に光ビーム11の高次モード
の部分が遮断されて、基本横モードの部分が選択的にミ
ラー33に入射するので、基本横モードの選択性が高くな
って、発振モードがより安定する。
【００４９】また、上記スリット20ａと同様の狭小領域
のみに部分的に形成されたミラーを用いれば、上記のマ
スク20を用いなくてもそれを用いた場合と同様の効果が
得られる。その際、マスク20を併せて用いても構わな
い。
のみに部分的に形成されたミラーを用いれば、上記のマ
スク20を用いなくてもそれを用いた場合と同様の効果が
得られる。その際、マスク20を併せて用いても構わな
い。
【００５０】本発明においては、位相同期アレイ型の半
導体光増幅器を用いることもできる。位相同期アレイと
しては、例えばELECTRONICS LETTERS （エレクトロニク
ス・レターズ）Vol.19，(1982)p.169 やAPPLIED PHYSIC
S LETTER（アプライド・フィジィクス・レター）Vol.6
0，(1992)p.668 に示されるように種々の構造のものが
知られており、本発明においてはそれらのいずれをも用
いることができる。
導体光増幅器を用いることもできる。位相同期アレイと
しては、例えばELECTRONICS LETTERS （エレクトロニク
ス・レターズ）Vol.19，(1982)p.169 やAPPLIED PHYSIC
S LETTER（アプライド・フィジィクス・レター）Vol.6
0，(1992)p.668 に示されるように種々の構造のものが
知られており、本発明においてはそれらのいずれをも用
いることができる。
【図１】本発明の第１実施例による半導体発光装置の概
略平面図
略平面図
【図２】上記第１実施例装置に用いられた半導体光増幅
器の拡大平面図
器の拡大平面図
【図３】上記第１実施例装置において回折格子上に投影
された、半導体光増幅器後方端面からの放射光のパター
ンを示す概略図
された、半導体光増幅器後方端面からの放射光のパター
ンを示す概略図
【図４】従来装置において回折格子上に投影された、半
導体光増幅器後方端面からの放射光のパターンを示す概
略図
導体光増幅器後方端面からの放射光のパターンを示す概
略図
【図５】上記第１実施例装置と従来装置における、半導
体光増幅器とレンズとの距離変化に対する光出力の変化
特性を示すグラフ
体光増幅器とレンズとの距離変化に対する光出力の変化
特性を示すグラフ
【図６】本発明の第２実施例装置に用いられたマスクの
平面図
平面図
【図７】本発明の第３実施例による半導体発光装置の概
略平面図
略平面図
【図８】従来の半導体発光装置の一例を示す概略平面図
【図９】従来の半導体発光装置の別の例を示す概略平面
図
図
10 半導体光増幅器 10ａ 半導体光増幅器のテーパストライプ 10ｂ 半導体光増幅器の後方端面 11 光ビーム 12 集光レンズ 13 回折格子 20 マスク 20ａ マスクのスリット 33 ミラー 34 干渉フィルタ
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体光増幅器と、 この半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射回折
させて該一端面に戻す回折格子と、 前記半導体光増幅器の一端面から出射した光を集光し
て、該端面の発光近視野像を前記回折格子の上で結ばせ
る集光レンズとからなる半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記回折格子が、前記半導体光増幅器の
一端面から出射した光の特定の横モードの部分と選択的
に結合する形状とされていることを特徴とする請求項１
記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 前記回折格子と半導体光増幅器との間
に、この半導体光増幅器の一端面から出射した光を部分
的に遮断して、この光の特定の横モードの部分を選択的
に回折格子に入射させるマスクが設けられていることを
特徴とする請求項１または２記載の半導体発光装置。 - 【請求項４】 半導体光増幅器と、 この半導体光増幅器の一端面から出射した光を反射させ
て前記一端面に戻すミラーと、 前記光の光路に挿入された狭透過波長帯域特性のバンド
パスフィルタと、 前記半導体光増幅器の一端面から出射した光を集光し
て、該端面の発光近視野像を前記ミラーの上で結ばせる
集光レンズとからなる半導体発光装置。 - 【請求項５】 前記ミラーが、前記半導体光増幅器の一
端面から出射した光の特定の横モードの部分を選択的に
反射させる形状とされていることを特徴とする請求項４
記載の半導体発光装置。 - 【請求項６】 前記ミラーと半導体光増幅器との間に、
この半導体光増幅器の一端面から出射した光を部分的に
遮断して、この光の特定の横モードの部分を選択的に該
ミラーに入射させるマスクが設けられていることを特徴
とする請求項４または５記載の半導体発光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31315794A JP3313254B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 半導体発光装置 |
| US08/502,637 US5608743A (en) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Semiconductor light emitting device |
| US08/671,554 US5684824A (en) | 1994-07-15 | 1996-06-27 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31315794A JP3313254B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172240A true JPH08172240A (ja) | 1996-07-02 |
| JP3313254B2 JP3313254B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=18037803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31315794A Expired - Fee Related JP3313254B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-12-16 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313254B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006222399A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| JP2008211232A (ja) * | 2008-04-11 | 2008-09-11 | Shimadzu Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31315794A patent/JP3313254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006222399A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| JP2008211232A (ja) * | 2008-04-11 | 2008-09-11 | Shimadzu Corp | 半導体レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3313254B2 (ja) | 2002-08-12 |
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