JPH0821758B2 - 半導体レ−ザおよびその使用方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその使用方法Info
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- JPH0821758B2 JPH0821758B2 JP62112903A JP11290387A JPH0821758B2 JP H0821758 B2 JPH0821758 B2 JP H0821758B2 JP 62112903 A JP62112903 A JP 62112903A JP 11290387 A JP11290387 A JP 11290387A JP H0821758 B2 JPH0821758 B2 JP H0821758B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば光通信等で使用する複数の波長で
発光する半導体レーザおよびその使用方法に関するもの
である。
発光する半導体レーザおよびその使用方法に関するもの
である。
第７図は、例えばElectron.Lett.,vol.18,No.1,p.18
（1982）に示された従来の多波長発振型の半導体レーザ
の構造を示す断面図である。
（1982）に示された従来の多波長発振型の半導体レーザ
の構造を示す断面図である。
この図において、１はｎ−InPからなる基板、２はｎ
−InPからなるクラッド層、３はGax1In1-x1Asy1P1-y1か
らなる活性層、４はｎ−InPからなるクラッド層、５はG
ax2In1-x2Asy2P1-y2からなる活性層、６はｎ−InPから
なるクラッド層、７はZn拡散p+領域、８は絶縁膜、９は
ｎ−電極、10a,10bはｐ−電極、a,bは発光部である。
−InPからなるクラッド層、３はGax1In1-x1Asy1P1-y1か
らなる活性層、４はｎ−InPからなるクラッド層、５はG
ax2In1-x2Asy2P1-y2からなる活性層、６はｎ−InPから
なるクラッド層、７はZn拡散p+領域、８は絶縁膜、９は
ｎ−電極、10a,10bはｐ−電極、a,bは発光部である。
次にこの半導体レーザの製造工程について説明する。
まず、ｎ−InPからなる基板１に、クラッド層２とな
るｎ−InP層，活性層３となるGax1In1-x1Asy1P1-y1層，
クラッド層４となるｎ−InP層，活性層５となるGax2In
1-x2Asy2P1-y2層，さらにクラッド層６となるｎ−InP層
を成長させる。
るｎ−InP層，活性層３となるGax1In1-x1Asy1P1-y1層，
クラッド層４となるｎ−InP層，活性層５となるGax2In
1-x2Asy2P1-y2層，さらにクラッド層６となるｎ−InP層
を成長させる。
次に、その一部をクラッド層４となるｎ−InP層まで
エッチングを行った後、エッチングを行った部分と行わ
ない部分に、それぞれクラッド層２となるｎ−InP層，
およびクラッド層４となるｎ−InP層まで達するようにZ
nを熱拡散させ、Zn拡散p+領域７を形成する。
エッチングを行った後、エッチングを行った部分と行わ
ない部分に、それぞれクラッド層２となるｎ−InP層，
およびクラッド層４となるｎ−InP層まで達するようにZ
nを熱拡散させ、Zn拡散p+領域７を形成する。
次に、表面に絶縁膜８を形成し、それぞれの拡散部表
面に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極10a,10
bを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形成す
ることにより、第７図に示した半導体レーザが得られ
る。
面に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極10a,10
bを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形成す
ることにより、第７図に示した半導体レーザが得られ
る。
次に動作について説明する。
ｐ−電極10aがプラス,n−電極９がマイナスになるよ
うに電圧を印加して電流を注入すると、Gax1In1-x1Asy1
P1-y1からなる活性層３のZn拡散p+領域７による接合部
分（発光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作
られた反射面（共振器）内でレーザ発振が起こり、レー
ザ光が紙面と垂直な方向に取り出される。
うに電圧を印加して電流を注入すると、Gax1In1-x1Asy1
P1-y1からなる活性層３のZn拡散p+領域７による接合部
分（発光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作
られた反射面（共振器）内でレーザ発振が起こり、レー
ザ光が紙面と垂直な方向に取り出される。
同様にｐ−電極10bがプラス,n−電極９がマイナスに
なるように電圧を印加して電流を注入すると、Gax2In
1-x2Asy2P1-y2からなる活性層５のZn拡散p+領域７によ
る接合部分（発光部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂
直な方向に取り出される。
なるように電圧を印加して電流を注入すると、Gax2In
1-x2Asy2P1-y2からなる活性層５のZn拡散p+領域７によ
る接合部分（発光部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂
直な方向に取り出される。
この半導体レーザでは、活性層３と活性層５の組成が
違うため、それぞれ異なった波長でレーザ発振する。し
たがって、１個の半導体レーザチップで２つの波長のレ
ーザ光が得られる。
違うため、それぞれ異なった波長でレーザ発振する。し
たがって、１個の半導体レーザチップで２つの波長のレ
ーザ光が得られる。
上記のような従来の半導体レーザは、２つの波長のレ
ーザ光の発光部a,bの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるためにＹ字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
ーザ光の発光部a,bの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるためにＹ字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、外部の光ファイバ等との結合が容易であり、い
ずれの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長
発振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを
目的とする。
もので、外部の光ファイバ等との結合が容易であり、い
ずれの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長
発振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを
目的とする。
この発明に係る半導体レーザは、単一共振器内におけ
るレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエネルギー準位の
構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備えるととも
に、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独立に電流の
注入が可能な電極を構成したものにおいて、量子井戸活
性層の上下両面に、放物型屈折率分布層を形成したもの
である。
るレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエネルギー準位の
構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備えるととも
に、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独立に電流の
注入が可能な電極を構成したものにおいて、量子井戸活
性層の上下両面に、放物型屈折率分布層を形成したもの
である。
また、この発明に係る半導体レーザの使用方法は、単
一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上
に、エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活
性層を備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれ
ぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体
レーザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発
振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部か
ら共振器の一端面を介して電流が注入されている量子井
戸活性層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射
結合させ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させる
ものである。
一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上
に、エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活
性層を備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれ
ぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体
レーザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発
振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部か
ら共振器の一端面を介して電流が注入されている量子井
戸活性層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射
結合させ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させる
ものである。
この発明の半導体レーザにおいては、電流を注入する
量子井戸活性層毎に固有の波長で発光してレーザ発振
し、いずれのレーザ光も共振器端面の一点から出射され
る。
量子井戸活性層毎に固有の波長で発光してレーザ発振
し、いずれのレーザ光も共振器端面の一点から出射され
る。
また、この発明の半導体レーザの使用方法において
は、共振器の一端面を介して入射結合させる光の波長に
対応する量子井戸活性層によってレーザ発振が起こり、
入射された光と波長の等しいレーザ光が出射される。
は、共振器の一端面を介して入射結合させる光の波長に
対応する量子井戸活性層によってレーザ発振が起こり、
入射された光と波長の等しいレーザ光が出射される。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例の構造を
示す共振器方向の断面図、第２図（ａ），（ｂ）は、第
１図のＡ−Ａ′部およびＢ−Ｂ′部におけるエネルギー
バンド構造図である。
示す共振器方向の断面図、第２図（ａ），（ｂ）は、第
１図のＡ−Ａ′部およびＢ−Ｂ′部におけるエネルギー
バンド構造図である。
これらの図において、11はn+−GaAsからなる基板、12
はｎ−AlzGa1-zAsからなるクラッド層、13はｎ−AlzGa
1-zAsからなる放物型屈折率分布層（Ｚは上方に向うに
従って徐々にＹまで小さくなる）、14a,14bはAlxGa1-xA
sからなる量子井戸活性層、15はｐ−AlyGa1-yAsからな
る放物型屈折率分布層（Ｙは上方に向うに従って徐々に
Ｚまで大きくなる）、16はｐ−AlzGa1-zAsからなるクラ
ッド層、17はp+−GaAsからなるコンタクト層、18はｎ−
電極、19a,19bはｐ−電極、20は共振器端面、21は価電
子帯、22は伝導帯である。
はｎ−AlzGa1-zAsからなるクラッド層、13はｎ−AlzGa
1-zAsからなる放物型屈折率分布層（Ｚは上方に向うに
従って徐々にＹまで小さくなる）、14a,14bはAlxGa1-xA
sからなる量子井戸活性層、15はｐ−AlyGa1-yAsからな
る放物型屈折率分布層（Ｙは上方に向うに従って徐々に
Ｚまで大きくなる）、16はｐ−AlzGa1-zAsからなるクラ
ッド層、17はp+−GaAsからなるコンタクト層、18はｎ−
電極、19a,19bはｐ−電極、20は共振器端面、21は価電
子帯、22は伝導帯である。
次に動作原理について説明する。
薄い半導体層を禁制帯幅の大きい半導体バリア層で挾
んだ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテ
ンシャルの井戸を形成し、この井戸に閉じ込められた電
子●（または正孔○）の固有エネルギーEn（伝導帯の底
から測った場合）はSchrdinger方程式より となり、離散的なエネルギー準位を形成する。ここで、
Me ＊は電子の有効質量、 はプランク定数ｈを２πで割ったもの（いわゆるディラ
ックのｈ）,Lzは量子井戸層の厚さである。
んだ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテ
ンシャルの井戸を形成し、この井戸に閉じ込められた電
子●（または正孔○）の固有エネルギーEn（伝導帯の底
から測った場合）はSchrdinger方程式より となり、離散的なエネルギー準位を形成する。ここで、
Me ＊は電子の有効質量、 はプランク定数ｈを２πで割ったもの（いわゆるディラ
ックのｈ）,Lzは量子井戸層の厚さである。
このように電子は量子化されたエネルギーEnを持ち、
その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク結
晶では破線で示すような放物線型であったものが、量子
井戸中では実線で示すように段階型となる。
その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク結
晶では破線で示すような放物線型であったものが、量子
井戸中では実線で示すように段階型となる。
したがって、量子井戸層を活性層とし、両側を禁制帯
幅の大きいｐ型半導体層,n型半導体層とすると、キャリ
ア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ、量
子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザを構
成することができる。
幅の大きいｐ型半導体層,n型半導体層とすると、キャリ
ア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ、量
子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザを構
成することができる。
このようにして構成された量子井戸型の半導体レーザ
の、ｎ＝１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、
その活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれ
ば、伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振
する通常のダブルヘテロ接合型半導体レーザに比べて大
きく、より短波長で発振する。
の、ｎ＝１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、
その活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれ
ば、伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振
する通常のダブルヘテロ接合型半導体レーザに比べて大
きく、より短波長で発振する。
また、量子井戸型の半導体レーザでは、エネルギー準
位が離散的であるため、そのスペクトル線幅も狭く短色
性の良いレーザ光が得られる。
位が離散的であるため、そのスペクトル線幅も狭く短色
性の良いレーザ光が得られる。
また、第（１）式から明らかなように、同じ組成，材
料で作られていても、量子井戸層の厚さLzを例えば第５
図（ａ），（ｂ）に示すように変えることにより、エネ
ルギー準位を変えることができ、発光波長を変えること
ができる。そこで、単一の共振器内のレーザ光の伝搬方
向の同一光路上に活性層として厚さを変えた量子井戸層
を設けるとともに、それぞれの部分に独立に電流注入を
行う電極を設け、特定の活性層部分のみに電流注入を行
えば、その活性層のエネルギー準位に応じた発光が起こ
り、レーザ発振を起こさせることができる。したがっ
て、電流を流す電極を選択することによって、単一の共
振器を有する半導体レーザチップから複数の波長のレー
ザ光を得ることができる。
料で作られていても、量子井戸層の厚さLzを例えば第５
図（ａ），（ｂ）に示すように変えることにより、エネ
ルギー準位を変えることができ、発光波長を変えること
ができる。そこで、単一の共振器内のレーザ光の伝搬方
向の同一光路上に活性層として厚さを変えた量子井戸層
を設けるとともに、それぞれの部分に独立に電流注入を
行う電極を設け、特定の活性層部分のみに電流注入を行
えば、その活性層のエネルギー準位に応じた発光が起こ
り、レーザ発振を起こさせることができる。したがっ
て、電流を流す電極を選択することによって、単一の共
振器を有する半導体レーザチップから複数の波長のレー
ザ光を得ることができる。
次に、この発明の半導体レーザの動作について第１図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
量子井戸活性層14a,14bは同じ組成材料のAlxGa1-xAs
で作られているが、厚さLzが異なっているため、量子井
戸活性層14aと量子井戸活性層14bでは、第（１）式から
明らかなように、離散的なエネルギー準位も変化し、厚
さLzが大きい量子井戸活性層14bの方で伝導帯22の底か
ら測ったエネルギーが小さくなってる。
で作られているが、厚さLzが異なっているため、量子井
戸活性層14aと量子井戸活性層14bでは、第（１）式から
明らかなように、離散的なエネルギー準位も変化し、厚
さLzが大きい量子井戸活性層14bの方で伝導帯22の底か
ら測ったエネルギーが小さくなってる。
このため、それぞれの量子井戸活性層14a,14bに、ｎ
−電極18とｐ−電極19aあるいはｐ−電極19b間で順方向
にバイアスをかけてキャリア（電子，正孔）を注入する
と、伝導帯22のｎ＝１の準位と価電子帯21のｎ＝１の準
位間で電子と正孔の結合が起こり、量子井戸活性層14a
の場合はλ１の波長で、量子井戸活性層14bの場合はλ
２の波長で発光し（λ１＜λ２）、これらの光は劈開等
で形成された共振器端面20によって反射されレーザ発振
が生じる。
−電極18とｐ−電極19aあるいはｐ−電極19b間で順方向
にバイアスをかけてキャリア（電子，正孔）を注入する
と、伝導帯22のｎ＝１の準位と価電子帯21のｎ＝１の準
位間で電子と正孔の結合が起こり、量子井戸活性層14a
の場合はλ１の波長で、量子井戸活性層14bの場合はλ
２の波長で発光し（λ１＜λ２）、これらの光は劈開等
で形成された共振器端面20によって反射されレーザ発振
が生じる。
したがって、電流を注入する電極を切り替えることに
より、共振器端面の１点から複数の波長のレーザ光を切
り替えて得ることができ、また同時に複数の活性層に電
流を注入すれば複数の波長のレーザ光を共振器端面の１
点から同時に得ることもできる。
より、共振器端面の１点から複数の波長のレーザ光を切
り替えて得ることができ、また同時に複数の活性層に電
流を注入すれば複数の波長のレーザ光を共振器端面の１
点から同時に得ることもできる。
また、このような量子井戸型の半導体レーザの量子井
戸活性層では、通常のダブルヘテロ構造を有するものに
比べて非発光時の光吸収が少ない。すなわち、電流注入
されて発光している波長に対して非電流注入領域におけ
る吸収が小さく、レーザ発振しきい値に対する影響が少
ないという利点を持っている。
戸活性層では、通常のダブルヘテロ構造を有するものに
比べて非発光時の光吸収が少ない。すなわち、電流注入
されて発光している波長に対して非電流注入領域におけ
る吸収が小さく、レーザ発振しきい値に対する影響が少
ないという利点を持っている。
さらに、この実施例では量子井戸活性層14a,14bの上
下両側に、量子井戸活性層14a,14bから離れるほどAlの
組成比を序々に高めた放物型屈折率分布層15,13を備え
ているので、その屈折率はエネルギーバンド構造とは正
反対に量子井戸活性層14a,14bから外側に向って放物型
に減少する。このため、量子井戸活性層14a,14bで発光
した光はこの放物型屈折率分布層13,15で閉じ込められ
る。この構造は、放物型の屈折率分布導波路およびキャ
リアと光の閉じ込めを分離したGRIN−SCH（graded−ind
ex waveguide and separate carrier and optical conf
inements heterostructure）と呼ばれている（W.T.Tsan
g,Appl.Phys.Lett.,39,p.134（1981）参照）。
下両側に、量子井戸活性層14a,14bから離れるほどAlの
組成比を序々に高めた放物型屈折率分布層15,13を備え
ているので、その屈折率はエネルギーバンド構造とは正
反対に量子井戸活性層14a,14bから外側に向って放物型
に減少する。このため、量子井戸活性層14a,14bで発光
した光はこの放物型屈折率分布層13,15で閉じ込められ
る。この構造は、放物型の屈折率分布導波路およびキャ
リアと光の閉じ込めを分離したGRIN−SCH（graded−ind
ex waveguide and separate carrier and optical conf
inements heterostructure）と呼ばれている（W.T.Tsan
g,Appl.Phys.Lett.,39,p.134（1981）参照）。
しかし、閉じ込め構造としては、これに限定されず、
他の閉じ込め構造を用いることも可能である。
他の閉じ込め構造を用いることも可能である。
なお、上記実施例では量子井戸間のエネルギー準位を
変えるために量子井戸層の厚みを変えた場合について説
明したが、第６図（ａ），（ｂ）に示すように、量子井
戸層の厚みを変えずに、例えばAlxGa1-xAsにおける組成
比ｘを変えた量子井戸活性層23a,23bを用いても同様の
効果を奏する。
変えるために量子井戸層の厚みを変えた場合について説
明したが、第６図（ａ），（ｂ）に示すように、量子井
戸層の厚みを変えずに、例えばAlxGa1-xAsにおける組成
比ｘを変えた量子井戸活性層23a,23bを用いても同様の
効果を奏する。
また、上記実施例では量子井戸が１つの量子井戸活性
層を用いた場合について述べたが、複数の量子井戸によ
り形成した多重量子井戸活性層を用いる場合についても
同様の効果を奏する。
層を用いた場合について述べたが、複数の量子井戸によ
り形成した多重量子井戸活性層を用いる場合についても
同様の効果を奏する。
また、上記実施例ではGaAs系の半導体レーザについて
説明したが、InP系や他の材料系のものについても同様
であることはいうまでもない。
説明したが、InP系や他の材料系のものについても同様
であることはいうまでもない。
さらに、共振器端面に反射率を変えるために、適当な
反射率をもった反射膜を被着して半導体レーザの特性を
調整してもよい。
反射率をもった反射膜を被着して半導体レーザの特性を
調整してもよい。
また、この発明の半導体レーザの特殊な使用方法とし
て、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸活性層14a,14
bの少なくとも一方，あるいは量子井戸活性層23a,23bの
少なくとも一方に、レーザ発振を起こすしきい値近傍ま
で順バイアスしておき、共振器端面20を介して電流が注
入されている量子井戸活性層14a,14bまたは23a,23bに、
いずれかの発光波長と同じ波長をもつ光を外部から入射
結合させれば、入射光と同じ波長の光のみを選択的に増
幅してレーザ光として取り出すことが可能であり、この
ように使用することによって光によるスイッチング，直
接的な増幅等を行うことができる。
て、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸活性層14a,14
bの少なくとも一方，あるいは量子井戸活性層23a,23bの
少なくとも一方に、レーザ発振を起こすしきい値近傍ま
で順バイアスしておき、共振器端面20を介して電流が注
入されている量子井戸活性層14a,14bまたは23a,23bに、
いずれかの発光波長と同じ波長をもつ光を外部から入射
結合させれば、入射光と同じ波長の光のみを選択的に増
幅してレーザ光として取り出すことが可能であり、この
ように使用することによって光によるスイッチング，直
接的な増幅等を行うことができる。
この発明の半導体レーザは以上説明したとおり、単一
共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエ
ネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を
備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに
独立に電流の注入が可能な電極を構成したものにおい
て、量子井戸活性層の上下両面に、放物型屈折率分布層
を形成したので、簡単な構造で波長の異なるレーザ光を
１個の半導体レーザの１点から得ることができ、安価で
精度よく外部の光ファイバ等に接続できるという効果が
ある。
共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエ
ネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を
備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに
独立に電流の注入が可能な電極を構成したものにおい
て、量子井戸活性層の上下両面に、放物型屈折率分布層
を形成したので、簡単な構造で波長の異なるレーザ光を
１個の半導体レーザの１点から得ることができ、安価で
精度よく外部の光ファイバ等に接続できるという効果が
ある。
また、この発明の半導体レーザの使用方法は、単一共
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、エ
ネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を
備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに
独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レーザ
の量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発振が起
こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部から共振
器の一端面を介して電流が注入されている量子井戸活性
層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射結合さ
せ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させるので、
多波長発振型の半導体レーザの光によるスイッチングが
可能になるほか、光増幅器，センサ等として広い範囲に
応用することができるという効果がある。
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、エ
ネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を
備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに
独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レーザ
の量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発振が起
こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部から共振
器の一端面を介して電流が注入されている量子井戸活性
層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射結合さ
せ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させるので、
多波長発振型の半導体レーザの光によるスイッチングが
可能になるほか、光増幅器，センサ等として広い範囲に
応用することができるという効果がある。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例の構造を示
す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示した半導
体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための図、
第３図は量子井戸構造を説明するための図、第４図は量
子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す図、第
５図は量子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係を説明
するための図、第６図は量子井戸層の組成，材料とエネ
ルギー準位の関係を説明するための図、第７図は従来の
多波長発振型の半導体レーザの構造を示す図である。 図において、11は基板、12,16はクラッド層、13,15は放
物型屈折率分布層、14a,14b,23a,23bは量子井戸活性
層、17はコンタクト層、18はｎ−電極、19a,19bはｐ−
電極、20は共振器端面、21は価電子帯、22は伝導帯であ
る。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示した半導
体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための図、
第３図は量子井戸構造を説明するための図、第４図は量
子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す図、第
５図は量子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係を説明
するための図、第６図は量子井戸層の組成，材料とエネ
ルギー準位の関係を説明するための図、第７図は従来の
多波長発振型の半導体レーザの構造を示す図である。 図において、11は基板、12,16はクラッド層、13,15は放
物型屈折率分布層、14a,14b,23a,23bは量子井戸活性
層、17はコンタクト層、18はｎ−電極、19a,19bはｐ−
電極、20は共振器端面、21は価電子帯、22は伝導帯であ
る。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 博司 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 阿部 雄次 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 大石 敏之 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−213384（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向
の同一光路上に、エネルギー準位の構造の異なる複数個
の量子井戸活性層を備えるとともに、これらの量子井戸
活性層のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極を構
成した半導体レーザにおいて、前記量子井戸活性層の上
下両面に、放物型屈折率分布層を形成したことを特徴と
する半導体レーザ。 - 【請求項２】複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同
じ組成の材料から構成され、層厚のみが異なるものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半
導体レーザ。 - 【請求項３】複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同
じ層厚で、組成が異なる材料から構成されたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導
体レーザ。 - 【請求項４】共振器を構成するための共振器端面は、反
射率を変えるための反射膜が被着されたものであること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）
項のいずれかに記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向
の同一光路上に、エネルギー準位の構造の異なる複数個
の量子井戸活性層を備えるとともに、これらの量子井戸
活性層のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成
とした半導体レーザの前記量子井戸活性層の少なくとも
１つに、レーザ発振が起こるしきい値未満の電流を注入
しておき、外部から共振器の一端面を介して電流が注入
されている前記量子井戸活性層のいずれかの発光波長と
等しい波長の光を入射結合させ、この光と波長の等しい
レーザ光を出射させることを特徴とする半導体レーザの
使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112903A JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112903A JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63276289A JPS63276289A (ja) | 1988-11-14 |
| JPH0821758B2 true JPH0821758B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=14598382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112903A Expired - Lifetime JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821758B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0474486A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-09 | Toshiba Corp | 光半導体素子 |
| DE69111197T2 (de) * | 1990-11-21 | 1995-11-16 | Toshiba Kawasaki Kk | Abstimmbarer Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung. |
| JPH0818154A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ２波長半導体レーザ |
| US7433374B2 (en) | 2006-12-21 | 2008-10-07 | Coherent, Inc. | Frequency-doubled edge-emitting semiconductor lasers |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213384A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Nec Corp | 多波長半導体レ−ザ |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62112903A patent/JPH0821758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63276289A (ja) | 1988-11-14 |
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