JPH0832161A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPH0832161A JPH0832161A JP6163696A JP16369694A JPH0832161A JP H0832161 A JPH0832161 A JP H0832161A JP 6163696 A JP6163696 A JP 6163696A JP 16369694 A JP16369694 A JP 16369694A JP H0832161 A JPH0832161 A JP H0832161A
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- JP
- Japan
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- optical amplifier
- semiconductor optical
- semiconductor
- light emitting
- emitting device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部光学系により発光波長を選択可能で、半
導体光増幅器の選択の自由度が高く、低コスト化の要求
に応えることができ、また調整も容易な半導体発光装置
を得る。 【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を狭透過波長帯域特性の干渉フィルタ14に通し
て波長選択し、その光ビーム11をミラー13で反射させて
半導体光増幅器10に戻す。
導体光増幅器の選択の自由度が高く、低コスト化の要求
に応えることができ、また調整も容易な半導体発光装置
を得る。 【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を狭透過波長帯域特性の干渉フィルタ14に通し
て波長選択し、その光ビーム11をミラー13で反射させて
半導体光増幅器10に戻す。
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６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1.5 Ｗ以上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1.5 Ｗ以上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】またこの半導体発光装置においては、回折
格子３における光入射角が変化するようにその設置角度
を調整することにより、発光波長をある程度の範囲内で
変化させることもできる。
格子３における光入射角が変化するようにその設置角度
を調整することにより、発光波長をある程度の範囲内で
変化させることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この外部光学系によっ
て発光波長を選択す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６にも示される通り、半導体光増幅器１として外部光
学系側のストライプ幅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が、そのような狭
いストライプ幅の半導体光増幅器を使用しなければなら
ないという制限があると、高出力化等の要求に応えるこ
とが難しくなる。
て発光波長を選択す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６にも示される通り、半導体光増幅器１として外部光
学系側のストライプ幅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が、そのような狭
いストライプ幅の半導体光増幅器を使用しなければなら
ないという制限があると、高出力化等の要求に応えるこ
とが難しくなる。
【０００６】また、上記従来の半導体発光装置において
は、所望の発光波長を得るために回折格子の角度を高精
度で所定角度に設定する必要があり、その調整作業が非
常に面倒かつ困難なものとなる。
は、所望の発光波長を得るために回折格子の角度を高精
度で所定角度に設定する必要があり、その調整作業が非
常に面倒かつ困難なものとなる。
【０００７】さらに、回折格子は一般にかなり高価であ
ることから、上記従来の半導体発光装置は安価に作製す
ることが難しいものとなっている。
ることから、上記従来の半導体発光装置は安価に作製す
ることが難しいものとなっている。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、外部光学系により発光波長を選択可能で、半導
体光増幅器の選択の自由度が高く、低コスト化の要求に
応えることができ、また調整も容易な半導体発光装置を
提供することを目的とするものである。
であり、外部光学系により発光波長を選択可能で、半導
体光増幅器の選択の自由度が高く、低コスト化の要求に
応えることができ、また調整も容易な半導体発光装置を
提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は、上述の回折格子の代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たものであり、すな
わち、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から構成されたことを特徴とするも
のである。
装置は、上述の回折格子の代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たものであり、すな
わち、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から構成されたことを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用および発明の効果】上記の構成において、半導体
光増幅器の一端面から出射した光は、バンドパスフィル
タによって狭い波長帯域に波長選択され、その光が半導
体光増幅器に戻されるので、前述の回折格子を用いる場
合と同様に、半導体光増幅器の発光波長が単一波長に制
御される。
光増幅器の一端面から出射した光は、バンドパスフィル
タによって狭い波長帯域に波長選択され、その光が半導
体光増幅器に戻されるので、前述の回折格子を用いる場
合と同様に、半導体光増幅器の発光波長が単一波長に制
御される。
【００１１】このように本装置においては、波長選択が
バンドパスフィルタのみによって行なわれるので、特に
空間的アパーチャは必要ではない。したがって、半導体
光増幅器としてストライプ幅が狭いものを限定使用する
必要がなくなり、高出力タイプのものも含めて多様な半
導体光増幅器を選択可能となる。
バンドパスフィルタのみによって行なわれるので、特に
空間的アパーチャは必要ではない。したがって、半導体
光増幅器としてストライプ幅が狭いものを限定使用する
必要がなくなり、高出力タイプのものも含めて多様な半
導体光増幅器を選択可能となる。
【００１２】また一般にバンドパスフィルタは、回折格
子と比べれば安価に作製できるので、本発明による半導
体発光装置は、回折格子を用いる従来の半導体発光装置
よりも低コストで形成可能となる。
子と比べれば安価に作製できるので、本発明による半導
体発光装置は、回折格子を用いる従来の半導体発光装置
よりも低コストで形成可能となる。
【００１３】そして、バンドパスフィルタは回折格子と
異なって、角度分散によって波長選択性を得るものでは
ないので、発光波長選択のために該バンドパスフィルタ
を厳密に角度調整する必要はない。したがってこの本発
明による半導体発光装置は、調整も容易なものとなる。
異なって、角度分散によって波長選択性を得るものでは
ないので、発光波長選択のために該バンドパスフィルタ
を厳密に角度調整する必要はない。したがってこの本発
明による半導体発光装置は、調整も容易なものとなる。
【００１４】なお、バンドパスフィルタのうち多層薄膜
による干渉フィルタは、光路に対するフィルタの角度を
変えると透過波長が多少変化するが、この角度は透過波
長を決定する本質的な要素ではない。
による干渉フィルタは、光路に対するフィルタの角度を
変えると透過波長が多少変化するが、この角度は透過波
長を決定する本質的な要素ではない。
【００１５】
【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を平行光化するコリメータレン
ズ12と、平行光となった上記光ビーム11を元の光路を戻
るように反射させる、例えばＡｌからなるミラー13と、
このミラー13とコリメータレンズ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14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を平行光化するコリメータレン
ズ12と、平行光となった上記光ビーム11を元の光路を戻
るように反射させる、例えばＡｌからなるミラー13と、
このミラー13とコリメータレンズ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14とで構成され
ている。
【００１６】半導体光増幅器10は図２に示すように、テ
ーパストライプ10ａの後方端面10ｂ側の幅Ｗｉが200 μ
ｍ、前方端面10ｃ側の幅Ｗｏが500 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＝１×1018ｃｍ
-3ドープ、層厚0.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ
クラッド層（Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、層厚2.5 μ
ｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層（アンドー
プ、層厚0.05μｍ）、ｎ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ量子井
戸層（アンドープ、層厚８ｎｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ
0.75Ａｓ光ガイド層（アンドープ、層厚0.05μｍ）、ｐ
−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層（Ｚｎ＝1 ×1018ｃ
ｍ-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。
ーパストライプ10ａの後方端面10ｂ側の幅Ｗｉが200 μ
ｍ、前方端面10ｃ側の幅Ｗｏが500 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＝１×1018ｃｍ
-3ドープ、層厚0.5 μｍ）、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ
クラッド層（Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、層厚2.5 μ
ｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光ガイド層（アンドー
プ、層厚0.05μｍ）、ｎ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ａｓ量子井
戸層（アンドープ、層厚８ｎｍ）、ｎ−Ａｌ0.25Ｇａ
0.75Ａｓ光ガイド層（アンドープ、層厚0.05μｍ）、ｐ
−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層（Ｚｎ＝1 ×1018ｃ
ｍ-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。
【００１７】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Ｔｉ／Ｐｔ／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Ｔｉ／Ｐｔ／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。
【００１８】またこの半導体光増幅器10の両端面10ｂ、
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。
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。
【００１９】干渉フィルタ14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、図３にその分光
透過率特性を示す通り、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14は、その表面で反射した光ビーム11
Ｒ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５゜傾けて配置されている。なおこの
干渉フィルタ14の傾斜角度は５゜に限らず、反射光が半
導体光増幅器10に戻らない範囲において適当に選択可能
である。
薄膜が多数積層されてなるものであり、図３にその分光
透過率特性を示す通り、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14は、その表面で反射した光ビーム11
Ｒ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５゜傾けて配置されている。なおこの
干渉フィルタ14の傾斜角度は５゜に限らず、反射光が半
導体光増幅器10に戻らない範囲において適当に選択可能
である。
【００２０】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14
を通過することにより、812.5 ｎｍのほぼ単一波長のも
のとなる。そして、この光ビーム11がミラー13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
の発光波長は812.5 ｎｍ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１Ｗ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、狭帯域の干渉フィルタ14
を通過することにより、812.5 ｎｍのほぼ単一波長のも
のとなる。そして、この光ビーム11がミラー13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
の発光波長は812.5 ｎｍ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１Ｗ以上ま
で高めることも可能である。
【００２１】なお、光ビーム11の光路に対する干渉フィ
ルタ14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。
ルタ14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。
【００２２】以上説明した第１実施例では、テーパスト
ライプ10ａを有する半導体光増幅器10が用いられている
が、前述した通り本発明の半導体発光装置は、回折格子
によって波長選択性を持たせているものではないので、
後方端面側のストライプ幅が比較的広い半導体光増幅器
を用いることも可能である。図４に示す第２実施例は、
この点を考慮して、直線状のストライプ20ａを有する半
導体光増幅器20を用いたものである。なおこの図４にお
いて、図１中のものと同じ要素については同番号を付し
てあり、それらについての重複した説明は省略する（以
下、同様）。
ライプ10ａを有する半導体光増幅器10が用いられている
が、前述した通り本発明の半導体発光装置は、回折格子
によって波長選択性を持たせているものではないので、
後方端面側のストライプ幅が比較的広い半導体光増幅器
を用いることも可能である。図４に示す第２実施例は、
この点を考慮して、直線状のストライプ20ａを有する半
導体光増幅器20を用いたものである。なおこの図４にお
いて、図１中のものと同じ要素については同番号を付し
てあり、それらについての重複した説明は省略する（以
下、同様）。
【００２３】上記半導体光増幅器20は、一例として素子
長さが1.5 ｍｍ、ストライプ幅が素子全長に亘って100
μｍのものであり、その両端面20ｂ、20ｃには第１実施
例で用いられた半導体光増幅器10におけるものと同様の
低反率コーティングが施されている。
長さが1.5 ｍｍ、ストライプ幅が素子全長に亘って100
μｍのものであり、その両端面20ｂ、20ｃには第１実施
例で用いられた半導体光増幅器10におけるものと同様の
低反率コーティングが施されている。
【００２４】以上の構成を有する第２実施例の半導体発
光装置においても、第１実施例と同様に、１Ｗ以上の単
一波長光出力を得ることができる。
光装置においても、第１実施例と同様に、１Ｗ以上の単
一波長光出力を得ることができる。
【００２５】なお本発明では、以上説明したいわゆる利
得導波型の半導体光増幅器のみならず、ストライプ両側
面とその外側部分との間に屈折率段差を形成した屈折率
導波型の半導体光増幅器を用いることもできる。
得導波型の半導体光増幅器のみならず、ストライプ両側
面とその外側部分との間に屈折率段差を形成した屈折率
導波型の半導体光増幅器を用いることもできる。
【００２６】次に図５を参照して、本発明の第３実施例
について説明する。この第３実施例の半導体発光装置
は、半導体光増幅器として位相同期アレイ型の半導体光
増幅器30が用いられたものである。なお位相同期アレイ
30ａ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APPLIEDP
HYSICS LETTER（アプライド・フィジィクス・レター）V
ol.60，(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。
について説明する。この第３実施例の半導体発光装置
は、半導体光増幅器として位相同期アレイ型の半導体光
増幅器30が用いられたものである。なお位相同期アレイ
30ａ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APPLIEDP
HYSICS LETTER（アプライド・フィジィクス・レター）V
ol.60，(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実施例に用いられた半導体光増幅器の
拡大平面図
拡大平面図
【図３】上記第１実施例装置に用いられたバンドパスフ
ィルタの分光透過率特性を示すグラフ
ィルタの分光透過率特性を示すグラフ
【図４】本発明の第２実施例による半導体発光装置の概
略平面図
略平面図
【図５】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６】外部光学系を備えた従来の半導体発光装置の一
例を示す概略平面図
例を示す概略平面図
10、20、30 半導体光増幅器 11 光ビーム 12 コリメータレンズ 13 ミラー 14 干渉フィルタ
Claims (1)
- 【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からなる半導体発光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163696A JPH0832161A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP6163696A JPH0832161A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832161A true JPH0832161A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15778880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6163696A Pending JPH0832161A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832161A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030495A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Optical Corporation Of America | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
| EP0911924A2 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-28 | Ando Electric Co., Ltd. | External cavity laser type light source |
| WO2011051723A1 (en) | 2009-10-31 | 2011-05-05 | The Centre For Integrated Photonics Limited | Optical arrangements, retro-reflectors and/or methods for filtering an optical source |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6163696A patent/JPH0832161A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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