JPH0830763B2 - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
- Publication number
- JPH0830763B2 JPH0830763B2 JP62248441A JP24844187A JPH0830763B2 JP H0830763 B2 JPH0830763 B2 JP H0830763B2 JP 62248441 A JP62248441 A JP 62248441A JP 24844187 A JP24844187 A JP 24844187A JP H0830763 B2 JPH0830763 B2 JP H0830763B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- layer
- layers
- laser diode
- algaas
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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DFBレーザダイオード等に用いら
れる回折格子に関するものである。
れる回折格子に関するものである。
第４図は従来の回折格子を示す断面図である。
この図において、４は回折格子の本体、５は回折格子
表面の凹部、６は回折格子表面の凸部である。
表面の凹部、６は回折格子表面の凸部である。
このような回折格子は、通常アルミニウム蒸着膜を刻
線して得られ、凹凸部の深さは1000Å程度となってい
る。
線して得られ、凹凸部の深さは1000Å程度となってい
る。
次に動作について説明する。
ここでは、第４図に示した回折格子において、凹凸の
周期をΛ、反射波の波面と凸部６の上面とのなす角度を
θ、反射波の波面と凸部６との距離をｂとし、入射光が
第４図に示したように回折格子に平行にはいる場合を考
える。
周期をΛ、反射波の波面と凸部６の上面とのなす角度を
θ、反射波の波面と凸部６との距離をｂとし、入射光が
第４図に示したように回折格子に平行にはいる場合を考
える。
入射光は各凸部６で反射されるが、反射光Ａと反射光
Ｂではｂ＋Λの光路差がある。入射光の波長をλ０、回
折格子の屈折率をneffとすると ｂ＋Λ＝ｉ（λ0/neff）:iは整数 という条件を満たす時に、反射光Ａと反射光Ｂの位相が
そろうブラック反射が生じ、回折光が得られる。
Ｂではｂ＋Λの光路差がある。入射光の波長をλ０、回
折格子の屈折率をneffとすると ｂ＋Λ＝ｉ（λ0/neff）:iは整数 という条件を満たす時に、反射光Ａと反射光Ｂの位相が
そろうブラック反射が生じ、回折光が得られる。
上記のような従来の回折格子を半導体レーザに組みこ
んで、DFB（distributed feed back）レーザダイオード
を製作する場合、InGaAsP,AlGaAs等の化合物半導体の表
面に凹凸を形成して得られる回折格子上に、さらにInGa
AsP,AlGaAs等を結晶成長させる必要がある。InGaAsPの
結晶成長は通常600℃以上、AlGaAsの結晶成長は通常750
℃以上で行うが、このような高温では回折格子として形
成した凹凸部が蒸発，分解等をおこして消滅したり、あ
るいは凹凸の形状がくずれてしまったりするという問題
点があった。
んで、DFB（distributed feed back）レーザダイオード
を製作する場合、InGaAsP,AlGaAs等の化合物半導体の表
面に凹凸を形成して得られる回折格子上に、さらにInGa
AsP,AlGaAs等を結晶成長させる必要がある。InGaAsPの
結晶成長は通常600℃以上、AlGaAsの結晶成長は通常750
℃以上で行うが、このような高温では回折格子として形
成した凹凸部が蒸発，分解等をおこして消滅したり、あ
るいは凹凸の形状がくずれてしまったりするという問題
点があった。
また、凹凸部への結晶成長は、平坦部への結晶成長よ
りも難しいという問題点があった。
りも難し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、半導体レーザに適用することが可能な平坦な表
面をもつ回折格子を得ることを目的とする。
もので、半導体レーザに適用することが可能な平坦な表
面をもつ回折格子を得ることを目的とする。
この発明に係る回折格子は、単結晶基板上に周期的に
形成された屈折率の異なる複数の結晶層を露出させる断
面を平坦な表面としたものである。
形成された屈折率の異なる複数の結晶層を露出させる断
面を平坦な表面としたものである。
この発明においては、表面に周期的に露出した屈折率
の異なる複数の結晶層により、表面の屈折率が周期的に
変化する。
の異なる複数の結晶層により、表面の屈折率が周期的に
変化する。
第１図（ａ），（ｂ）はこの発明の回折格子の一実施
例の断面図および表面の屈折率を示す図である。
例の断面図および表面の屈折率を示す図である。
これらの図において、１はGaAs基板、２はAlxGa1-xAs
層（０ｘ１）、３はAlyGa1-yAs層（０ｙ１）、
ｘ＞ｙである。
層（０ｘ１）、３はAlyGa1-yAs層（０ｙ１）、
ｘ＞ｙである。
第１図（ａ）に示した構造の回折格子を製作するため
には、まず、第２図に示すように、平坦なGaAs基板１上
にAlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３とを交互に結晶成長
させたのち、αの角度で斜研磨を行って多層に成長した
AlxGa1-xAs層２およびAlyGa1-yAs層３の断面を表面に露
出させればよい。この時、GaAs基板１の下側はαの角度
で斜研磨してもしなくても本質的には変らない。
には、まず、第２図に示すように、平坦なGaAs基板１上
にAlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３とを交互に結晶成長
させたのち、αの角度で斜研磨を行って多層に成長した
AlxGa1-xAs層２およびAlyGa1-yAs層３の断面を表面に露
出させればよい。この時、GaAs基板１の下側はαの角度
で斜研磨してもしなくても本質的には変らない。
AlGaAsにおいては、Alの組成比が増すと屈折率が小さ
くなることが一般的に知られている。したがって、第１
図（ａ）において、AlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３が
交互に露出している最表面付近の屈折率は、第１図
（ｂ）に示したように周期的に変化している。すなわ
ち、平坦な表面をもつ回折格子が得られることになる。
くなることが一般的に知られている。したがって、第１
図（ａ）において、AlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３が
交互に露出している最表面付近の屈折率は、第１図
（ｂ）に示したように周期的に変化している。すなわ
ち、平坦な表面をもつ回折格子が得られることになる。
次に動作について説明する。
いま、第１図（ａ）に示すように、斜研磨した表面に
平行に入射光がはいってくると、入射光の一部は表面か
ら多層に成長したAlxGa1-xAs層２およびAlyGa1-yAs層３
の内部へ浸透するために表面で屈折率が変化する部分、
（すなわちAlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３の界面付
近）で反射される。屈折率は周期的に変化しているの
で、 ｂ＋Λ＝ｉ（λ0/neff）i:整数 という条件を満たす時に、反射光の位相がそろうブラッ
グ反射が生じ回折光が得られる。
平行に入射光がはいってくると、入射光の一部は表面か
ら多層に成長したAlxGa1-xAs層２およびAlyGa1-yAs層３
の内部へ浸透するために表面で屈折率が変化する部分、
（すなわちAlxGa1-xAs層２とAlyGa1-yAs層３の界面付
近）で反射される。屈折率は周期的に変化しているの
で、 ｂ＋Λ＝ｉ（λ0/neff）i:整数 という条件を満たす時に、反射光の位相がそろうブラッ
グ反射が生じ回折光が得られる。
この回折格子は表面が平坦になっているので、高温に
さらされて熱分解したり、凹凸の形状が崩れて回折格子
が消滅するということがない。
さらされて熱分解したり、凹凸の形状が崩れて回折格子
が消滅するということがない。
また、回折格子上へさらにAlGaAs層を成長してDFBレ
ーザダイオードを作成する際には、回折格子が消滅しに
くいという利点だけでなく、回折格子上への結晶成長を
行いやすいという利点もある。
ーザダイオードを作成する際には、回折格子が消滅しに
くいという利点だけでなく、回折格子上への結晶成長を
行いやすいという利点もある。
第３図はこの発明の回折格子を用いたDFBレーザダイ
オードの構造を示す断面図であり、この図において、７
はガイド層、８は活性層、９はクラッド層、10はコンタ
クト層、11は共振器端面を示しているが、このDFBレー
ザダイオードにおいても、通常のDFBレーザダイオード
と同様に、活性層８で発生した光が共振器端面11間を往
復して増幅作用を受ける時に、回折格子の影響によって
スペクトルの狭いレーザ光を得ることができる。
オードの構造を示す断面図であり、この図において、７
はガイド層、８は活性層、９はクラッド層、10はコンタ
クト層、11は共振器端面を示しているが、このDFBレー
ザダイオードにおいても、通常のDFBレーザダイオード
と同様に、活性層８で発生した光が共振器端面11間を往
復して増幅作用を受ける時に、回折格子の影響によって
スペクトルの狭いレーザ光を得ることができる。
なお、上記実施例では、組成比の異なるAlGaAsの２層
を交互に多層成長させているが、要は屈折率の異なる複
数の層（材料は問わない）を周期的に多層形成すればよ
く、AlGaAsに限定されずInGaAsPをはじめ他のあらゆる
材料を用いて、上記実施例と同様に回折格子を製作する
ことができる。
を交互に多層成長させているが、要は屈折率の異なる複
数の層（材料は問わない）を周期的に多層形成すればよ
く、AlGaAsに限定されずInGaAsPをはじめ他のあらゆる
材料を用いて、上記実施例と同様に回折格子を製作する
ことができる。
この発明は以上説明したとおり、単結晶基板上に周期
的に形成された屈折率の異なる複数の結晶層を露出させ
る断面を表面としたので、表面が平坦で半導体レーザに
有用な回折格子を容易に実現でき、しかも回折格子自体
が結晶状態で構成されているので、この回折格子を基板
としてその上へエピタキシャル成長させてレーザダイオ
ードを作成できるという効果がある。
的に形成された屈折率の異なる複数の結晶層を露出させ
る断面を表面としたので、表面が平坦で半導体レーザに
有用な回折格子を容易に実現でき、しかも回折格子自体
が結晶状態で構成されているので、この回折格子を基板
としてその上へエピタキシャル成長させてレーザダイオ
ードを作成できるという効果がある。
第１図はこの発明の回折格子の一実施例を説明するため
の図、第２図は、第１図に示した回折格子の製作方法を
説明するための図、第３図はこの発明の回折格子を用い
たDFBレーザダイオードの構造を示す断面図、第４図は
従来の回折格子を示す断面図である。 図において、１はGaAs基板、２はAlxGa1-xAs層、３はAl
yGa1-yAs層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
の図、第２図は、第１図に示した回折格子の製作方法を
説明するための図、第３図はこの発明の回折格子を用い
たDFBレーザダイオードの構造を示す断面図、第４図は
従来の回折格子を示す断面図である。 図において、１はGaAs基板、２はAlxGa1-xAs層、３はAl
yGa1-yAs層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】単結晶基板上に周期的に形成された屈折率
の異なる複数の結晶層を露出させる断面を平坦な表面と
したことを特徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248441A JPH0830763B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248441A JPH0830763B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6490407A JPS6490407A (en) | 1989-04-06 |
| JPH0830763B2 true JPH0830763B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17178173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248441A Expired - Lifetime JPH0830763B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830763B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04133713U (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-11 | 吉田工業株式会社 | スライドフアスナー用スライダーの引手 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057561B2 (ja) * | 1978-02-09 | 1985-12-16 | 日本電気株式会社 | 誘電体回折格子の製造方法 |
| JPS622207A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Hitachi Ltd | 回折格子およびその製法 |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248441A patent/JPH0830763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6490407A (en) | 1989-04-06 |
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