JPH08330673A - 光半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は光半導体装置に関し、レーザビーム
径変換導波路部のコア層の厚さ漸次減少部分の結晶歪を
少なくして、信頼性の向上を目的とする。 【構成】 レーザビーム発生領域部５１とレーザビーム
径変換導波路部５２とを一体的に有する。レーザビーム
径変換導波路部５２は、コア層５４の一部をなす厚さ漸
次減少部分５４ａと、上下のクラッド層５６，５５と、
コア層５４と下側クラッド層５５との間の伝搬定数低下
強調層５７と、コア層５４と上側クラッド層５５との間
の伝搬定数低下強調層５８とを有する。伝送定数低下強
調層５７，５８は、クラッド層５５，５６の屈折率ｎ11
よりも低い屈折率ｎ12を有する。層５７，５８は、伝搬
定数を低下させるように作用する。このため、厚さ漸次
減少部分５４ａの相対厚さｔ11／ｔ10は、0.7 と大き
い。
径変換導波路部のコア層の厚さ漸次減少部分の結晶歪を
少なくして、信頼性の向上を目的とする。 【構成】 レーザビーム発生領域部５１とレーザビーム
径変換導波路部５２とを一体的に有する。レーザビーム
径変換導波路部５２は、コア層５４の一部をなす厚さ漸
次減少部分５４ａと、上下のクラッド層５６，５５と、
コア層５４と下側クラッド層５５との間の伝搬定数低下
強調層５７と、コア層５４と上側クラッド層５５との間
の伝搬定数低下強調層５８とを有する。伝送定数低下強
調層５７，５８は、クラッド層５５，５６の屈折率ｎ11
よりも低い屈折率ｎ12を有する。層５７，５８は、伝搬
定数を低下させるように作用する。このため、厚さ漸次
減少部分５４ａの相対厚さｔ11／ｔ10は、0.7 と大き
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体装置に係り、特
に、光ビーム径変換導波路を有する光半導体装置に関す
る。光通信システムは、半導体レーザ、光ファイバ、フ
ォトダイオード等により構成されている。
に、光ビーム径変換導波路を有する光半導体装置に関す
る。光通信システムは、半導体レーザ、光ファイバ、フ
ォトダイオード等により構成されている。
【０００２】光通信システムの性能の向上を図るため
に、半導体レーザについては、発光効率を高くするこ
と、及び光ファイバとの結合効率が高くなるようにする
ことの改善が求められている。発光効率の向上は、一般
には、コア層内に光がより強く閉じ込められるようにす
ることによって図られている。このようにして発光効率
の向上を図ると、レーザビームの径が１μm より小さな
ものとなり、このままでは半導体レーザと光ファイバと
の光の結合効率が例えば１０％と低いものとなってしま
う。
に、半導体レーザについては、発光効率を高くするこ
と、及び光ファイバとの結合効率が高くなるようにする
ことの改善が求められている。発光効率の向上は、一般
には、コア層内に光がより強く閉じ込められるようにす
ることによって図られている。このようにして発光効率
の向上を図ると、レーザビームの径が１μm より小さな
ものとなり、このままでは半導体レーザと光ファイバと
の光の結合効率が例えば１０％と低いものとなってしま
う。
【０００３】半導体レーザと光ファイバとの結合効率を
高めるにはレーザビームの径を拡大する必要がある。
高めるにはレーザビームの径を拡大する必要がある。
【０００４】
【従来の技術】図３５は、出願人が先に特願平５−２１
６００６号において出願した光半導体装置１０を示す。
ここに、図３５（ａ）は一部断面図を含むその詳細図、
図３５（ｂ）は該詳細図の層構造をレーザビーム径変換
に寄与する要部のみに整理し単純化した図、図３５
（ｃ）は図３５（ａ）若しくは図３５（ｂ）に記載の光
半導体装置のコア層５４の形成のために用いる下地基板
の例を示す図である。
６００６号において出願した光半導体装置１０を示す。
ここに、図３５（ａ）は一部断面図を含むその詳細図、
図３５（ｂ）は該詳細図の層構造をレーザビーム径変換
に寄与する要部のみに整理し単純化した図、図３５
（ｃ）は図３５（ａ）若しくは図３５（ｂ）に記載の光
半導体装置のコア層５４の形成のために用いる下地基板
の例を示す図である。
【０００５】図３６は、図３５（ｂ）中の一部を概略的
に示す。光半導体装置１０は、レーザビーム発生領域部
１１と、レーザビーム径変換領域部１２とを一体的に有
する。また、光半導体装置１０は、多重量子井戸層より
なるコア層１５と、ｎ−ＩｎＰ下側クラッド層１６と、
ｐ−ＩｎＰクラッド層１７とを有する。
に示す。光半導体装置１０は、レーザビーム発生領域部
１１と、レーザビーム径変換領域部１２とを一体的に有
する。また、光半導体装置１０は、多重量子井戸層より
なるコア層１５と、ｎ−ＩｎＰ下側クラッド層１６と、
ｐ−ＩｎＰクラッド層１７とを有する。
【０００６】コア層１５は屈折率ｎ1 を有し、クラッド
層１６，１７は屈折率ｎ2 を有する。屈折率ｎ1 ，ｎ2
は図３６（Ｂ）に示すようにｎ1 ＞ｎ2 の関係にある。
レーザビーム径変換領域部１２についてみると、コア層
１５は、厚さ漸次減少部１５ａを有する。
層１６，１７は屈折率ｎ2 を有する。屈折率ｎ1 ，ｎ2
は図３６（Ｂ）に示すようにｎ1 ＞ｎ2 の関係にある。
レーザビーム径変換領域部１２についてみると、コア層
１５は、厚さ漸次減少部１５ａを有する。
【０００７】厚さ漸次減少部１５ａは、光半導体装置１
０の中央部からレーザ出射面１８に向かうにつれて厚さ
寸法がｔ1 →ｔ2 へと減少する形状を有する。この厚さ
漸次減少部１５ａは、レーザビームをコア層１１内に閉
じ込める能力が弱まるように、即ち伝搬定数γcrを小さ
くするように作用する。
０の中央部からレーザ出射面１８に向かうにつれて厚さ
寸法がｔ1 →ｔ2 へと減少する形状を有する。この厚さ
漸次減少部１５ａは、レーザビームをコア層１１内に閉
じ込める能力が弱まるように、即ち伝搬定数γcrを小さ
くするように作用する。
【０００８】半導体レーザ部１１で発生したレーザビー
ムの電界強度は、線２０で示す分布を有し、レーザビー
ムは径ｄ1 を有する。ここで、径とは、自然対数の底を
表す定数であるｅを用いて、電界強度がピーク値の１／
ｅとなる部分の幅をいう。レーザビームがレーザビーム
径変換領域部１２内に到ると、コア層への閉じ込め力が
弱まる。これにより、レーザビームがレーザビーム径変
換領域部１２内を伝搬する間に、電界強度の分布は、線
２１で示すように、拡がり、レーザビームの径は、ｄ1
→ｄ2 へと増えて大きくなる。
ムの電界強度は、線２０で示す分布を有し、レーザビー
ムは径ｄ1 を有する。ここで、径とは、自然対数の底を
表す定数であるｅを用いて、電界強度がピーク値の１／
ｅとなる部分の幅をいう。レーザビームがレーザビーム
径変換領域部１２内に到ると、コア層への閉じ込め力が
弱まる。これにより、レーザビームがレーザビーム径変
換領域部１２内を伝搬する間に、電界強度の分布は、線
２１で示すように、拡がり、レーザビームの径は、ｄ1
→ｄ2 へと増えて大きくなる。
【０００９】これによって、光半導体装置１０と光ファ
イバ（図示せず）とは、比較的高い結合効率で結合され
る。ここで、説明の便宜上、伝搬定数γcrについて説明
する。伝搬定数γcrは、図３６（Ａ）中、コア層１５，
クラッド層１６，１７よりなる三層構造を有する導波路
内のレーザビームの電界強度の分布のうち、クラッド層
１６，１７に分布する電界強度の分布を表わすのに使用
される定数である。
イバ（図示せず）とは、比較的高い結合効率で結合され
る。ここで、説明の便宜上、伝搬定数γcrについて説明
する。伝搬定数γcrは、図３６（Ａ）中、コア層１５，
クラッド層１６，１７よりなる三層構造を有する導波路
内のレーザビームの電界強度の分布のうち、クラッド層
１６，１７に分布する電界強度の分布を表わすのに使用
される定数である。
【００１０】上記導波路のクラッド層１７に分布するレ
ーザビームの電界強度Ｅ（ｙ）は、 Ｅ（ｙ）＝ｅｘｐ（−γcr・（ｙ−ｙ0 ） によって表わされる。ここで、ｙは、位置を示す変数、
ｙ0 はコア層１５とクラッド層１６との境界の位置であ
る。
ーザビームの電界強度Ｅ（ｙ）は、 Ｅ（ｙ）＝ｅｘｐ（−γcr・（ｙ−ｙ0 ） によって表わされる。ここで、ｙは、位置を示す変数、
ｙ0 はコア層１５とクラッド層１６との境界の位置であ
る。
【００１１】伝搬定数γcrは、
【００１２】
【数１】
【００１３】で表される。ここに、ｎ2 はクラッド層１
６及びクラッド層１７の屈折率、κは光の波長が決まる
と一義的に決まる定数、ｎeff は導波路の構造と導波路
を伝搬する光の電界分布のモードが決まると一義的に決
まる定数である。伝搬定数γcrとレーザビームの径と
は、伝搬定数γcrが小さくなると、電界分布が広がっ
て、レーザビームの径が大きくなる関係にある。
６及びクラッド層１７の屈折率、κは光の波長が決まる
と一義的に決まる定数、ｎeff は導波路の構造と導波路
を伝搬する光の電界分布のモードが決まると一義的に決
まる定数である。伝搬定数γcrとレーザビームの径と
は、伝搬定数γcrが小さくなると、電界分布が広がっ
て、レーザビームの径が大きくなる関係にある。
【００１４】また、コア層１５が薄くなるとｎeff が小
さくなるので、コア層１５の厚さが減ると、伝搬定数γ
crが低下する関係にある。図３７は、特開平５−１４２
４３５号に示されている光半導体装置３０を概略的に示
す。
さくなるので、コア層１５の厚さが減ると、伝搬定数γ
crが低下する関係にある。図３７は、特開平５−１４２
４３５号に示されている光半導体装置３０を概略的に示
す。
【００１５】光半導体装置３０は、出射用光導波路部３
１とスポットサイズ変換要光導波路部３２とを一体的に
有する。光半導体装置３０は、図３７（Ｂ）に示すよう
に、ｉ−ＭＱＷ層よりなる主コア層３３と、ＩｎＰ下側
クラッド層３４と、ＩｎＰ上側クラッド層３５と、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ下側副コア層３６と、ＩｎＧａＡｓＰ上側副
コア層３７と、ＩｎＰ下側クラッド層３８と、ＩｎＰ上
側クラッド層３９とを有する。
１とスポットサイズ変換要光導波路部３２とを一体的に
有する。光半導体装置３０は、図３７（Ｂ）に示すよう
に、ｉ−ＭＱＷ層よりなる主コア層３３と、ＩｎＰ下側
クラッド層３４と、ＩｎＰ上側クラッド層３５と、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ下側副コア層３６と、ＩｎＧａＡｓＰ上側副
コア層３７と、ＩｎＰ下側クラッド層３８と、ＩｎＰ上
側クラッド層３９とを有する。
【００１６】主コア層３３は、屈折率ｎ5 を有し、クラ
ッド層３４，３５，３８，３９は屈折率ｎ6 を有し、副
コア層３６，３７は屈折率ｎ7 を有する。屈折率ｎ5 ，
ｎ6，ｎ7 は、図３７（Ｃ）に示すように、ｎ5 ＞
ｎ6 ，ｎ5 ＞ｎ7 ，ｎ7 ＞ｎ6 の関係にある。
ッド層３４，３５，３８，３９は屈折率ｎ6 を有し、副
コア層３６，３７は屈折率ｎ7 を有する。屈折率ｎ5 ，
ｎ6，ｎ7 は、図３７（Ｃ）に示すように、ｎ5 ＞
ｎ6 ，ｎ5 ＞ｎ7 ，ｎ7 ＞ｎ6 の関係にある。
【００１７】スポットサイズ変換用光導波路部３２につ
いてみると、主コア３３は、厚さ漸次減少部３３ａを有
する。厚さ漸次減少部３３ａは、前記の厚さ漸次減少部
１５ａと同様に光半導体装置３０の中央部からレーザの
出射面に向かうにつれて、厚さ寸法がｔ5 →ｔ6 へと減
少する形状を有する。
いてみると、主コア３３は、厚さ漸次減少部３３ａを有
する。厚さ漸次減少部３３ａは、前記の厚さ漸次減少部
１５ａと同様に光半導体装置３０の中央部からレーザの
出射面に向かうにつれて、厚さ寸法がｔ5 →ｔ6 へと減
少する形状を有する。
【００１８】例えばレーザビームを伝搬させる場合、こ
の厚さ暫時減少部３３ａは、前記の光半導体装置１０の
厚さ漸次減少部１５ａと同様に、伝搬定数γcrを小さく
するように、即ちレーザビーム径を広げるように作用す
る。副コア層３６，３７は、束縛力が弱まって主コア層
３３より外に漏れ出したレーザビームを引き寄せるよう
に作用する。
の厚さ暫時減少部３３ａは、前記の光半導体装置１０の
厚さ漸次減少部１５ａと同様に、伝搬定数γcrを小さく
するように、即ちレーザビーム径を広げるように作用す
る。副コア層３６，３７は、束縛力が弱まって主コア層
３３より外に漏れ出したレーザビームを引き寄せるよう
に作用する。
【００１９】出射用光導波路部３１において、レーザビ
ームの電界強度は、線４５で示す分布を有し、レーザビ
ームは、径ｄ5 を有する。このレーザビームがスポット
サイズ変換用光導波路部３２内に到ると、レーザビーム
は主コア層３３より漏れ出し、更には、レーザビームの
うち漏れ出した部分が副コア層３６，３７に引き寄せら
れる。これにより、レーザビームがスポットサイズ変換
用光導波路部３２内を通過する間に、レーザビームの電
界強度の分布が、線４６で示すように広がり、レーザビ
ームの径はｄ5 →ｄ6 へと増えて大きくなる。
ームの電界強度は、線４５で示す分布を有し、レーザビ
ームは、径ｄ5 を有する。このレーザビームがスポット
サイズ変換用光導波路部３２内に到ると、レーザビーム
は主コア層３３より漏れ出し、更には、レーザビームの
うち漏れ出した部分が副コア層３６，３７に引き寄せら
れる。これにより、レーザビームがスポットサイズ変換
用光導波路部３２内を通過する間に、レーザビームの電
界強度の分布が、線４６で示すように広がり、レーザビ
ームの径はｄ5 →ｄ6 へと増えて大きくなる。
【００２０】これによって、光半導体装置３０と光ファ
イバ（図示せず）とは、比較的高い結合効率で結合す
る。
イバ（図示せず）とは、比較的高い結合効率で結合す
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記二つの光半
導体装置１０，３０は、伝搬定数γcrを小さくするの
は、専ら、レーザビーム径変換導波路部１２のコア層１
５あるいはスポットサイズ変換要光導波路部３２の主コ
ア層３の出射面側の厚さｔ2 ，ｔ6 を薄くすることだけ
に依っていた。
導体装置１０，３０は、伝搬定数γcrを小さくするの
は、専ら、レーザビーム径変換導波路部１２のコア層１
５あるいはスポットサイズ変換要光導波路部３２の主コ
ア層３の出射面側の厚さｔ2 ，ｔ6 を薄くすることだけ
に依っていた。
【００２２】ここで、光半導体装置１０を、コア径が１
０μm のシングルモード光ファイバと結合させる場合を
考えてみる。コア層１５のレーザビーム発生領域１１に
おける厚さｔ1 を一定にし、コア層１５のレーザビーム
径変換導波路部１２の先端部における厚さｔ2 を適宜変
えてｔ2 ／ｔ1 （以下、レーザビーム発生領域のコア層
の厚さｔ1 とレーザビーム径変換導波路部の先端の厚さ
ｔ2 の厚さの比ｋ、ｋ＝ｔ2 ／ｔ1 を定義し、これをコ
ア層の相対厚さｋという。）を適宜変えた場合の図３６
の上下方向の電界分布を計算し、スポット径１０μｍガ
ウスビームとの重なり積分を行った。ここで、この重な
り積分の計算は光半導体装置１０と光ファイバとの光結
合効率の計算に相当する。そこで以下、この「電界分布
とスポット径１０μｍガウスビームとの重なり積分の結
果から得られる重なりの割合」を「結合効率」という。
０μm のシングルモード光ファイバと結合させる場合を
考えてみる。コア層１５のレーザビーム発生領域１１に
おける厚さｔ1 を一定にし、コア層１５のレーザビーム
径変換導波路部１２の先端部における厚さｔ2 を適宜変
えてｔ2 ／ｔ1 （以下、レーザビーム発生領域のコア層
の厚さｔ1 とレーザビーム径変換導波路部の先端の厚さ
ｔ2 の厚さの比ｋ、ｋ＝ｔ2 ／ｔ1 を定義し、これをコ
ア層の相対厚さｋという。）を適宜変えた場合の図３６
の上下方向の電界分布を計算し、スポット径１０μｍガ
ウスビームとの重なり積分を行った。ここで、この重な
り積分の計算は光半導体装置１０と光ファイバとの光結
合効率の計算に相当する。そこで以下、この「電界分布
とスポット径１０μｍガウスビームとの重なり積分の結
果から得られる重なりの割合」を「結合効率」という。
【００２３】その光結合効率に相当する計算結果を図３
８に示す。上記の計算結果から、結合効率８０％を得る
ためには、コア層の相対厚さ（ｔ 2 ／ｔ1 ）を、0.25と
すること、即ち、厚さｔ2 を厚さｔ1 の１／４の厚さに
まで薄くすることが必要であることが分かる（図３８参
照）。
８に示す。上記の計算結果から、結合効率８０％を得る
ためには、コア層の相対厚さ（ｔ 2 ／ｔ1 ）を、0.25と
すること、即ち、厚さｔ2 を厚さｔ1 の１／４の厚さに
まで薄くすることが必要であることが分かる（図３８参
照）。
【００２４】厚さが変化する厚さ漸次減少部１５ａを形
成する手法には次のものがある。図３５（ｃ）に示すよ
うな、半導体基板上に、誘電体膜４８と幅が異なる窓４
９を形成した下地基板を用い、その上に液層エピタキシ
ャル成長や気相エピタキシャル成長を行う結晶成長法
（以下、「領域選択結晶成長法」という）であり、その
詳細は、例えば電機学会研究会資料ＯＱＤ−９１−５８
に記載されている。厚さが変化するコア層を形成する方
法にはエッチング等の他の手法も考えられるが、この領
域選択結晶成長法はエッチング等の他の手法に比べて制
御がしやすく、且つエッチングを用いる方法のようにコ
ア層が空気にさらされることが無いので、エッチング等
の手法に比べれば結晶に欠陥が生じにくい。
成する手法には次のものがある。図３５（ｃ）に示すよ
うな、半導体基板上に、誘電体膜４８と幅が異なる窓４
９を形成した下地基板を用い、その上に液層エピタキシ
ャル成長や気相エピタキシャル成長を行う結晶成長法
（以下、「領域選択結晶成長法」という）であり、その
詳細は、例えば電機学会研究会資料ＯＱＤ−９１−５８
に記載されている。厚さが変化するコア層を形成する方
法にはエッチング等の他の手法も考えられるが、この領
域選択結晶成長法はエッチング等の他の手法に比べて制
御がしやすく、且つエッチングを用いる方法のようにコ
ア層が空気にさらされることが無いので、エッチング等
の手法に比べれば結晶に欠陥が生じにくい。
【００２５】しかし、領域選択結晶成長法には、厚さが
変化する結晶層を形成した際、厚い部分と薄い部分とで
はほぼ厚さの変化に比例して結晶の格子定数が異なって
くるという問題がある（これを示す実験結果は、例えば
１９９１年春季第３８回応用物理学会関係連合講演会講
演予稿集２２２ページ、講演番号２８ｐ−ＺＫ−３に記
載されている。）。従って、厚さの変化が大きくなると
結晶の歪も大きくなり、信頼性が低下する問題を生ず
る。
変化する結晶層を形成した際、厚い部分と薄い部分とで
はほぼ厚さの変化に比例して結晶の格子定数が異なって
くるという問題がある（これを示す実験結果は、例えば
１９９１年春季第３８回応用物理学会関係連合講演会講
演予稿集２２２ページ、講演番号２８ｐ−ＺＫ−３に記
載されている。）。従って、厚さの変化が大きくなると
結晶の歪も大きくなり、信頼性が低下する問題を生ず
る。
【００２６】更に、厚さの変化を大きくすると製造が難
しくなる問題も生ずる。例えば、光半導体装置の製造工
程は、領域選択結晶成長法で図３５（ｃ）の窓部と同じ
形状でメサ状に半導体層を結晶成長し、次いでメサエッ
チングを行い、結晶成長直後のメサ幅より狭い幅のメサ
を形成する工程を含む。一方、コア層の厚さの比を大き
くする場合には、図３５（ｃ）のレーザビーム発生領域
部１１を形成すべき部分の窓幅を狭くすることが必要に
なる。例えばコア層の厚さの比を１：４程度にまで大き
くするには、図３５（ｃ）のレーザビーム発生領域部１
１を形成すべき部分の窓幅を１０μｍ程度まで狭くする
ことが必要である。領域選択結晶成長法を用いると、結
晶を成長すべき基板の窓部とマスク部との境界部分ほど
厚くなるように不均一に結晶成長する（詳細は、例えば
電気学会研究会資料ＯＱＤ−９１−５８に記載されてい
る。）ので、領域選択結晶成長法で形成された結晶層の
幅が狭い場合には素子化後のレーザビーム発生領域部１
１のコアの厚さが不均一になり、特性が悪くなり易い。
また、製造工程のメサエッチングの際のマスク合わせが
困難になる問題も生ずる。
しくなる問題も生ずる。例えば、光半導体装置の製造工
程は、領域選択結晶成長法で図３５（ｃ）の窓部と同じ
形状でメサ状に半導体層を結晶成長し、次いでメサエッ
チングを行い、結晶成長直後のメサ幅より狭い幅のメサ
を形成する工程を含む。一方、コア層の厚さの比を大き
くする場合には、図３５（ｃ）のレーザビーム発生領域
部１１を形成すべき部分の窓幅を狭くすることが必要に
なる。例えばコア層の厚さの比を１：４程度にまで大き
くするには、図３５（ｃ）のレーザビーム発生領域部１
１を形成すべき部分の窓幅を１０μｍ程度まで狭くする
ことが必要である。領域選択結晶成長法を用いると、結
晶を成長すべき基板の窓部とマスク部との境界部分ほど
厚くなるように不均一に結晶成長する（詳細は、例えば
電気学会研究会資料ＯＱＤ−９１−５８に記載されてい
る。）ので、領域選択結晶成長法で形成された結晶層の
幅が狭い場合には素子化後のレーザビーム発生領域部１
１のコアの厚さが不均一になり、特性が悪くなり易い。
また、製造工程のメサエッチングの際のマスク合わせが
困難になる問題も生ずる。
【００２７】このことは、図３７に示す光半導体装置３
０についてもいえることであった。そこで、本発明は上
記課題を解決して、コア層の厚さ変化が小さくても、伝
搬定数を小さくし得、比較的大きいレーザビーム径拡大
効率が得られるようにした光半導体装置を提供すること
を目的とする。
０についてもいえることであった。そこで、本発明は上
記課題を解決して、コア層の厚さ変化が小さくても、伝
搬定数を小さくし得、比較的大きいレーザビーム径拡大
効率が得られるようにした光半導体装置を提供すること
を目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、コア
層と、該コア層の下側の下側クラッド層と、該コア層の
上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側クラッド層
との間、又は該コア層と該上側クラッド層との間に配さ
れており、該コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラ
ッド層の屈折率より低い屈折率を有する伝搬定数低下強
調層とよりなるレーザビーム径変換領域部を有する構成
としたものである。
層と、該コア層の下側の下側クラッド層と、該コア層の
上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側クラッド層
との間、又は該コア層と該上側クラッド層との間に配さ
れており、該コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラ
ッド層の屈折率より低い屈折率を有する伝搬定数低下強
調層とよりなるレーザビーム径変換領域部を有する構成
としたものである。
【００２９】請求項２の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ下側クラッド層の屈折率より低い屈折率を
有する下側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビーム
径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ下側クラッド層の屈折率より低い屈折率を
有する下側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビーム
径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３０】請求項３の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３１】請求項４の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３２】請求項５の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層とよりなり、該下側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレー
ザビーム径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層とよりなり、該下側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレー
ザビーム径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３３】請求項６の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなり、該上側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレー
ザビーム径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなり、該上側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレー
ザビーム径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３４】請求項７の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなり、該下側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有し、該上側伝搬定数
低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向する部
位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少して
いる形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有する上側伝搬定数低下強調層とよりなり、該下側伝
搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向
する部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減
少している形状の厚さ減少部分を有し、該上側伝搬定数
低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部分に対向する部
位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少して
いる形状の厚さ減少部分を有してなる構成のレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたものである。
【００３５】請求項８の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有し、且つ、上記コア層の厚さ減少部分に対向する部
位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少して
いる形状の厚さ減少部分を有してなる下側伝搬定数低下
強調層と、上記下側クラッド層の下側に位置しており、
上記コア層の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層
の屈折率より高い屈折率を有する下側副コア層とよりな
るレーザビーム径変換領域部を有する構成としたもので
ある。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該下側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有し、且つ、上記コア層の厚さ減少部分に対向する部
位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少して
いる形状の厚さ減少部分を有してなる下側伝搬定数低下
強調層と、上記下側クラッド層の下側に位置しており、
上記コア層の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層
の屈折率より高い屈折率を有する下側副コア層とよりな
るレーザビーム径変換領域部を有する構成としたもので
ある。
【００３６】請求項９の発明は、コア層のうち、レーザ
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部分に対向する部位
に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少してい
る形状の厚さ減少部分を有してなる上側伝搬定数低下強
調層と、上記下側クラッド層の下側に位置しており、上
記コア層の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の
屈折率より高い屈折率を有する下側副コア層とよりなる
レーザビーム径変換領域部を有する構成としたものであ
る。
ビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有する
厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層と、
該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該上側
クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折率よ
り低く、且つ該上側クラッド層の屈折率より低い屈折率
を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部分に対向する部位
に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少してい
る形状の厚さ減少部分を有してなる上側伝搬定数低下強
調層と、上記下側クラッド層の下側に位置しており、上
記コア層の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の
屈折率より高い屈折率を有する下側副コア層とよりなる
レーザビーム径変換領域部を有する構成としたものであ
る。
【００３７】請求項１０の発明は、コア層のうち、レー
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部分に対向する
部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少し
ている形状の厚さ減少部分を有してなる下側伝搬定数低
下強調層と、該コア層と該上側クラッド層との間に配さ
れており、該コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラ
ッド層の屈折率より低い屈折率を有し、且つ、上記コア
層の厚さ減少部分に対向する部位に、上記レーザビーム
の進行方向上、厚さが減少している形状の厚さ減少部分
を有してなる上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部分に対向する
部位に、上記レーザビームの進行方向上、厚さが減少し
ている形状の厚さ減少部分を有してなる下側伝搬定数低
下強調層と、該コア層と該上側クラッド層との間に配さ
れており、該コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラ
ッド層の屈折率より低い屈折率を有し、且つ、上記コア
層の厚さ減少部分に対向する部位に、上記レーザビーム
の進行方向上、厚さが減少している形状の厚さ減少部分
を有してなる上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
【００３８】請求項１１の発明は、コア層のうち、レー
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
【００３９】請求項１２の発明は、コア層のうち、レー
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
上側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
上側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
【００４０】請求項１３の発明は、コア層のうち、レー
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該
上側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
ザビームの進行方向上、厚さが減少している形状を有す
る厚さ減少部分と、該コア層の下側の下側クラッド層
と、該コア層の上側の上側クラッド層と、該コア層と該
下側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、該コア層と該
上側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、上記下側クラ
ッド層の下側に位置しており、上記コア層の屈折率より
低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率より高い屈折率
を有する下側副コア層とよりなるレーザビーム径変換領
域部を有する構成としたものである。
【００４１】請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部とを有し、該能動領域部のｐｉｎ
構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸方
向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコア
層の上面に接して形成された層と下面に接して形成され
た層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロ
ｐｉｎ接合構造であり、且つ該能動領域部の電極が該能
動領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層
に電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部の
コア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ上
記レーザビーム径変換領域部と上記能動領域部とを一体
的に有する構成としたものである。
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部とを有し、該能動領域部のｐｉｎ
構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸方
向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコア
層の上面に接して形成された層と下面に接して形成され
た層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロ
ｐｉｎ接合構造であり、且つ該能動領域部の電極が該能
動領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層
に電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部の
コア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ上
記レーザビーム径変換領域部と上記能動領域部とを一体
的に有する構成としたものである。
【００４２】請求項１５の発明は、請求項１乃至１３の
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部と、光軸方向の両端に形成された
光反射器とを有し、上記レーザビーム発生領域部のｐｉ
ｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸
方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコ
ア層の上面に接して形成された層と下面に接して形成さ
れた層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテ
ロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記レーザビーム発生領
域部の電極が該レーザビーム発生領域部の上面に形成さ
れ、且つ該レーザビーム発生領域部のコア層に電子と正
孔とを注入することが可能なものであり、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部と上記レーザビーム発生領域部と
上記光反射器とを一体的に、上記レーザビーム径変換領
域部のコア層の厚さが減少している端面が上記レーザビ
ーム発生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上
記光反射器による光の反射と上記電極を介して上記レー
ザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と正孔と
による光増幅作用との協調によりレーザ発振する構成と
したものである。
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部と、光軸方向の両端に形成された
光反射器とを有し、上記レーザビーム発生領域部のｐｉ
ｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸
方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコ
ア層の上面に接して形成された層と下面に接して形成さ
れた層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテ
ロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記レーザビーム発生領
域部の電極が該レーザビーム発生領域部の上面に形成さ
れ、且つ該レーザビーム発生領域部のコア層に電子と正
孔とを注入することが可能なものであり、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部と上記レーザビーム発生領域部と
上記光反射器とを一体的に、上記レーザビーム径変換領
域部のコア層の厚さが減少している端面が上記レーザビ
ーム発生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上
記光反射器による光の反射と上記電極を介して上記レー
ザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と正孔と
による光増幅作用との協調によりレーザ発振する構成と
したものである。
【００４３】請求項１６の発明は、請求項２、請求項
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを
含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異な
る領域部であるレーザビーム発生領域部と、該レーザビ
ーム発生領域部の前記下側伝搬定数低下強調層と下側ク
ラッド層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって
光の反射を誘起する回折格子型光反射器とを有し、上記
レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が少なくともレー
ザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸びてい
るコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成
された層と下面に接して形成された層とによってなる、
コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であ
り、且つ上記レーザビーム発生領域部の電極が該レーザ
ビーム発生領域部のコア層に電子と正孔とを注入するこ
とが可能なものであり、且つ上記レーザビーム径変換領
域部と上記レーザビーム発生領域部と上記回折格子型光
反射器とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域部の
コア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム発
生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上記回折
格子型光反射器による光の反射と上記電極を介して上記
レーザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と正
孔とによる光増幅作用との協調によりレーザ発振する構
成としたものである。
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを
含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異な
る領域部であるレーザビーム発生領域部と、該レーザビ
ーム発生領域部の前記下側伝搬定数低下強調層と下側ク
ラッド層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって
光の反射を誘起する回折格子型光反射器とを有し、上記
レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が少なくともレー
ザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸びてい
るコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成
された層と下面に接して形成された層とによってなる、
コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であ
り、且つ上記レーザビーム発生領域部の電極が該レーザ
ビーム発生領域部のコア層に電子と正孔とを注入するこ
とが可能なものであり、且つ上記レーザビーム径変換領
域部と上記レーザビーム発生領域部と上記回折格子型光
反射器とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域部の
コア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム発
生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上記回折
格子型光反射器による光の反射と上記電極を介して上記
レーザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と正
孔とによる光増幅作用との協調によりレーザ発振する構
成としたものである。
【００４４】請求項１７の発明は、請求項３、請求項
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１２あるいは請求項１３のうちいずれか一項記載の
レーザビーム径変換領域部と、該レーザビーム径変換領
域部と同じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造と
ｐｉｎ接合構造と電極とを含む領域部で、且つレーザビ
ーム径変換領域部とは異なる領域部であるレーザビーム
発生領域部と、該レーザビーム発生領域部の前記上側伝
搬定数低下強調層と上側クラッド層との境界を周期的な
凹凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子
型光反射器とを有し、上記レーザビーム発生領域部のｐ
ｉｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光
軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層と
コア層の上面に接して形成された層と下面に接して形成
された層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘ
テロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記レーザビーム発生
領域部の電極が該レーザビーム発生領域部の上面に形成
され、且つ該レーザビーム発生領域部のコア層に電子と
正孔とを注入することが可能なものであり、且つ上記レ
ーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム発生領域部
と上記回折格子型光反射器とを一体的に、上記レーザビ
ーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面が
上記レーザビーム発生領域部から遠くなるように配して
有し、且つ上記回折格子型光反射器による光の反射と上
記電極を介して上記レーザビーム発生領域部のコア層に
注入された電子と正孔とによる光増幅作用との協調によ
りレーザ発振する構成としたものである。
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１２あるいは請求項１３のうちいずれか一項記載の
レーザビーム径変換領域部と、該レーザビーム径変換領
域部と同じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造と
ｐｉｎ接合構造と電極とを含む領域部で、且つレーザビ
ーム径変換領域部とは異なる領域部であるレーザビーム
発生領域部と、該レーザビーム発生領域部の前記上側伝
搬定数低下強調層と上側クラッド層との境界を周期的な
凹凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子
型光反射器とを有し、上記レーザビーム発生領域部のｐ
ｉｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光
軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層と
コア層の上面に接して形成された層と下面に接して形成
された層とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘ
テロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記レーザビーム発生
領域部の電極が該レーザビーム発生領域部の上面に形成
され、且つ該レーザビーム発生領域部のコア層に電子と
正孔とを注入することが可能なものであり、且つ上記レ
ーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム発生領域部
と上記回折格子型光反射器とを一体的に、上記レーザビ
ーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面が
上記レーザビーム発生領域部から遠くなるように配して
有し、且つ上記回折格子型光反射器による光の反射と上
記電極を介して上記レーザビーム発生領域部のコア層に
注入された電子と正孔とによる光増幅作用との協調によ
りレーザ発振する構成としたものである。
【００４５】請求項１８の発明は、請求項１乃至１３の
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である光電変換領域部とを有し、該光電変換領域部
のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部か
ら光軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド
層とコア層の上面に接して形成された層と下面に接して
形成された層とによってなる、コア層をｉ層とするダブ
ルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ該光電変換領域部
の電極が該光電変換領域部の上面に形成され、且つ該光
電変換領域部のコア層に電界を加えることが可能なもの
であり、且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記光電
変換領域部とを一体的、上記レーザビーム径変換領域部
のコア層の厚さが減少している端面が上記光電変換領域
部から遠くなるように配して有し、且つ上記電極を介し
て電圧を加えることによりコア層に電界を加えて光電変
換作用をする構成としたものである。
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である光電変換領域部とを有し、該光電変換領域部
のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部か
ら光軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド
層とコア層の上面に接して形成された層と下面に接して
形成された層とによってなる、コア層をｉ層とするダブ
ルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ該光電変換領域部
の電極が該光電変換領域部の上面に形成され、且つ該光
電変換領域部のコア層に電界を加えることが可能なもの
であり、且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記光電
変換領域部とを一体的、上記レーザビーム径変換領域部
のコア層の厚さが減少している端面が上記光電変換領域
部から遠くなるように配して有し、且つ上記電極を介し
て電圧を加えることによりコア層に電界を加えて光電変
換作用をする構成としたものである。
【００４６】請求項１９の発明は、請求項２、請求項
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と変調用電
極とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部と
は異なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、該レ
ーザビーム径変調領域部と同じ材料からなる層を同じ順
序で積層した構造とｐｉｎ接合構造とレーザビーム発生
用電極と光反射器とを含む領域部で、且つレーザビーム
径変換領域部およびレーザビーム変調領域部とは異なる
領域部であるレーザビーム発生領域部とを、レーザビー
ム径変換領域部、レーザビーム変調領域部、レーザビー
ム発生領域部の順に配して有し、上記レーザビーム変調
領域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム径変換
領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下側
クラッド層とコア層の上面に接して形成された層と下面
に接して形成された層とによってなる、コア層をｉ層と
するダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記変調
用電極が上記レーザビーム変調領域部の上面に形成さ
れ、且つ該レーザビーム変調領域部のコア層に電界を加
えることが可能なものであり、上記レーザビーム発生領
域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム変調領域
部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラ
ッド層とコア層の上面に接して形成された層とコア層の
下面に接して形成された層とによってなる、コア層をｉ
層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記
レーザビーム発生用電極が該レーザビーム発生領域部の
上面に形成され、且つ該レーザビーム発生領域部のコア
層に電子と正孔とを注入することが可能なものであり、
該レーザビーム発生領域部の光反射器は、前記下側伝搬
定数低下強調層と下側クラッド層との境界を周期的な凹
凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子型
光反射器であり、且つ上記レーザビーム径変換領域部と
上記レーザビーム変調領域部と上記レーザビーム発生領
域部とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域部のコ
ア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム変調
領域部から遠くなるように配して有し、且つ、上記回折
格子型光反射器による光の反射と上記レーザビーム発生
用電極を介して上記レーザビーム発生領域部に注入され
た電子と正孔とによる光増幅作用との協調によりレーザ
ビームを発生させ、且つ上記変調用電極を介して変調電
圧を加えて上記レーザビーム変調領域部のコア層に電界
を加えることによって該コア層に生ずる電気光学効果に
より上記発生したレーザビームを変調し、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部を通過させて外部に光を出力する
構成としたものである。
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と変調用電
極とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部と
は異なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、該レ
ーザビーム径変調領域部と同じ材料からなる層を同じ順
序で積層した構造とｐｉｎ接合構造とレーザビーム発生
用電極と光反射器とを含む領域部で、且つレーザビーム
径変換領域部およびレーザビーム変調領域部とは異なる
領域部であるレーザビーム発生領域部とを、レーザビー
ム径変換領域部、レーザビーム変調領域部、レーザビー
ム発生領域部の順に配して有し、上記レーザビーム変調
領域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム径変換
領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下側
クラッド層とコア層の上面に接して形成された層と下面
に接して形成された層とによってなる、コア層をｉ層と
するダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記変調
用電極が上記レーザビーム変調領域部の上面に形成さ
れ、且つ該レーザビーム変調領域部のコア層に電界を加
えることが可能なものであり、上記レーザビーム発生領
域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム変調領域
部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下側クラ
ッド層とコア層の上面に接して形成された層とコア層の
下面に接して形成された層とによってなる、コア層をｉ
層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ上記
レーザビーム発生用電極が該レーザビーム発生領域部の
上面に形成され、且つ該レーザビーム発生領域部のコア
層に電子と正孔とを注入することが可能なものであり、
該レーザビーム発生領域部の光反射器は、前記下側伝搬
定数低下強調層と下側クラッド層との境界を周期的な凹
凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子型
光反射器であり、且つ上記レーザビーム径変換領域部と
上記レーザビーム変調領域部と上記レーザビーム発生領
域部とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域部のコ
ア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム変調
領域部から遠くなるように配して有し、且つ、上記回折
格子型光反射器による光の反射と上記レーザビーム発生
用電極を介して上記レーザビーム発生領域部に注入され
た電子と正孔とによる光増幅作用との協調によりレーザ
ビームを発生させ、且つ上記変調用電極を介して変調電
圧を加えて上記レーザビーム変調領域部のコア層に電界
を加えることによって該コア層に生ずる電気光学効果に
より上記発生したレーザビームを変調し、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部を通過させて外部に光を出力する
構成としたものである。
【００４７】請求項２０の発明は、請求項３、請求項
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１３あるいは請求項１３のうちいずれか一項記載の
レーザビーム径変換領域部と、該レーザビーム径変換領
域部と同じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造と
ｐｉｎ接合構造と変調用電極とを含む領域部で、且つレ
ーザビーム径変換領域部とは異なる領域部であるレーザ
ビーム変調領域部と、該レーザビーム径変調領域部と同
じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接
合構造とレーザビーム発生用電極と光反射器とを含む領
域部で、且つレーザビーム径変換領域部およびレーザビ
ーム変調領域部とは異なる領域部であるレーザビーム発
生領域部とを、レーザビーム径変換領域部、レーザビー
ム変調領域部、レーザビーム発生領域部の順に配して有
し、上記レーザビーム変調領域部のｐｉｎ構造が、少な
くともレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続し
て伸びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に
接して形成された層と下面に接して形成された層とによ
ってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合
構造であり、且つ上記変調用電極が上記レーザビーム変
調領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム変調領
域部のコア層に電界を加えることが可能なものであり、
上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム変調領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層とコア層の下面に接して形成された層とに
よってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接
合構造であり、且つ上記レーザビーム発生用電極が該レ
ーザビーム発生領域部の上面に形成され、且つ該レーザ
ビーム発生領域部のコア層に電子と正孔とを注入するこ
とが可能なものであり、該レーザビーム発生領域部の光
反射器は、前記上側伝搬定数低下強調層と上側クラッド
層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって光の反
射を誘起する回折格子型光反射器であり、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部と上記レーザビーム変調領域部と
上記レーザビーム発生領域部とを一体的に、上記レーザ
ビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面
が上記レーザビーム変調領域部から遠くなるように配し
て有し、且つ、上記回折格子型光反射器による光の反射
と上記レーザビーム発生用電極を介して上記レーザビー
ム発生領域部に注入された電子と正孔とによる光増幅作
用との協調によりレーザビームを発生させ、且つ上記変
調用電極を介して変調電圧を加えて上記レーザビーム変
調領域部のコア層に電界を加えることによって該コア層
に生ずる電気光学効果により上記発生したレーザビーム
を変調し、且つ上記レーザビーム径変換領域部を通過さ
せて外部に光を出力する構成としたものである。
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１３あるいは請求項１３のうちいずれか一項記載の
レーザビーム径変換領域部と、該レーザビーム径変換領
域部と同じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造と
ｐｉｎ接合構造と変調用電極とを含む領域部で、且つレ
ーザビーム径変換領域部とは異なる領域部であるレーザ
ビーム変調領域部と、該レーザビーム径変調領域部と同
じ材料からなる層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接
合構造とレーザビーム発生用電極と光反射器とを含む領
域部で、且つレーザビーム径変換領域部およびレーザビ
ーム変調領域部とは異なる領域部であるレーザビーム発
生領域部とを、レーザビーム径変換領域部、レーザビー
ム変調領域部、レーザビーム発生領域部の順に配して有
し、上記レーザビーム変調領域部のｐｉｎ構造が、少な
くともレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続し
て伸びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に
接して形成された層と下面に接して形成された層とによ
ってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合
構造であり、且つ上記変調用電極が上記レーザビーム変
調領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム変調領
域部のコア層に電界を加えることが可能なものであり、
上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム変調領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層とコア層の下面に接して形成された層とに
よってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接
合構造であり、且つ上記レーザビーム発生用電極が該レ
ーザビーム発生領域部の上面に形成され、且つ該レーザ
ビーム発生領域部のコア層に電子と正孔とを注入するこ
とが可能なものであり、該レーザビーム発生領域部の光
反射器は、前記上側伝搬定数低下強調層と上側クラッド
層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって光の反
射を誘起する回折格子型光反射器であり、且つ上記レー
ザビーム径変換領域部と上記レーザビーム変調領域部と
上記レーザビーム発生領域部とを一体的に、上記レーザ
ビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面
が上記レーザビーム変調領域部から遠くなるように配し
て有し、且つ、上記回折格子型光反射器による光の反射
と上記レーザビーム発生用電極を介して上記レーザビー
ム発生領域部に注入された電子と正孔とによる光増幅作
用との協調によりレーザビームを発生させ、且つ上記変
調用電極を介して変調電圧を加えて上記レーザビーム変
調領域部のコア層に電界を加えることによって該コア層
に生ずる電気光学効果により上記発生したレーザビーム
を変調し、且つ上記レーザビーム径変換領域部を通過さ
せて外部に光を出力する構成としたものである。
【００４８】請求項２１の発明は、請求項１乃至１３の
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム増幅領域部と、光軸方向の両端
に形成され且つ低光反射率の光入出力端面とを有し、該
レーザビーム増幅領域部と上記レーザビーム径変換領域
部とは、該レーザビーム増幅領域部を中央に配し、上記
レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビーム増
幅領域部の両側に配する構成を成し、該レーザビーム増
幅領域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム径変
換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下
側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層とコ
ア層の下面に接して形成された層とによってなる、コア
層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且
つ該レーザビーム増幅領域部の電極が該レーザビーム増
幅領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム増幅領
域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能なも
のであり、且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と
上記レーザビーム増幅領域部とを一体的に、上記レーザ
ビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面
が上記レーザビーム増幅領域部から遠くなるように配し
て有し、且つ上記電極を介してレーザビーム増幅領域部
のコア層に電子と正孔とを注入することにより、上記二
つのレーザビーム径変換領域部一方のレーザビーム径変
換領域部から入射したレーザビームを増幅し、更に他方
のレーザビーム径変換領域部を通過させて外部に出力す
る構成としたものである。
うちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、
該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム増幅領域部と、光軸方向の両端
に形成され且つ低光反射率の光入出力端面とを有し、該
レーザビーム増幅領域部と上記レーザビーム径変換領域
部とは、該レーザビーム増幅領域部を中央に配し、上記
レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビーム増
幅領域部の両側に配する構成を成し、該レーザビーム増
幅領域部のｐｉｎ構造が、少なくともレーザビーム径変
換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と下
側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層とコ
ア層の下面に接して形成された層とによってなる、コア
層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且
つ該レーザビーム増幅領域部の電極が該レーザビーム増
幅領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム増幅領
域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能なも
のであり、且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と
上記レーザビーム増幅領域部とを一体的に、上記レーザ
ビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面
が上記レーザビーム増幅領域部から遠くなるように配し
て有し、且つ上記電極を介してレーザビーム増幅領域部
のコア層に電子と正孔とを注入することにより、上記二
つのレーザビーム径変換領域部一方のレーザビーム径変
換領域部から入射したレーザビームを増幅し、更に他方
のレーザビーム径変換領域部を通過させて外部に出力す
る構成としたものである。
【００４９】請求項２２の発明は、請求項１乃至請求項
１３のうちのいずれか一項記載のレーザビーム径変換領
域部と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からな
る層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極
とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは
異なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、光軸方
向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端面とを
有し、該レーザビーム変調領域部と上記レーザビーム径
変換領域部とは、該レーザビーム変調領域部を中央に配
し上記レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビ
ーム変調領域部の両側に配する構成を成し、該レーザビ
ーム変調領域のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム径
変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と
下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層と
コア層の下面に接して形成された層とによってなる、コ
ア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、
且つ該レーザビーム変調領域部の電極が該レーザビーム
変調領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム変調
領域部のコア層に電界を加えることが可能なものであ
り、且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レ
ーザビーム変調領域部とを一体的に、上記レーザビーム
径変換領域部コア層の厚さが減少している端面が上記レ
ーザビーム変調領域部から遠くなるように配して有し、
且つ上記電極を介して変調電圧を加えて上記レーザビー
ム変調領域部のコア層に電界を加えることにより該コア
層に生ずる電気光学効果により、上記二つのレーザビー
ム径変換領域部一方のレーザビーム径変換領域部から入
射したレーザビームを変調し、更に他方のレーザビーム
径変換領域部を通過させて外部に出力する構成としたも
のである。
１３のうちのいずれか一項記載のレーザビーム径変換領
域部と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からな
る層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極
とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは
異なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、光軸方
向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端面とを
有し、該レーザビーム変調領域部と上記レーザビーム径
変換領域部とは、該レーザビーム変調領域部を中央に配
し上記レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビ
ーム変調領域部の両側に配する構成を成し、該レーザビ
ーム変調領域のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム径
変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と
下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層と
コア層の下面に接して形成された層とによってなる、コ
ア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、
且つ該レーザビーム変調領域部の電極が該レーザビーム
変調領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム変調
領域部のコア層に電界を加えることが可能なものであ
り、且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レ
ーザビーム変調領域部とを一体的に、上記レーザビーム
径変換領域部コア層の厚さが減少している端面が上記レ
ーザビーム変調領域部から遠くなるように配して有し、
且つ上記電極を介して変調電圧を加えて上記レーザビー
ム変調領域部のコア層に電界を加えることにより該コア
層に生ずる電気光学効果により、上記二つのレーザビー
ム径変換領域部一方のレーザビーム径変換領域部から入
射したレーザビームを変調し、更に他方のレーザビーム
径変換領域部を通過させて外部に出力する構成としたも
のである。
【００５０】請求項２３の発明は、請求項１乃至請求項
１３のうちのいずれか一項記載のレーザビーム径変換領
域部と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からな
る層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極
とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは
異なる領域部であるレーザビーム発生領域部と、光軸方
向の両端に形成された光反射器とを有し、該レーザビー
ム発生領域部と上記レーザビーム径変換領域部とは、該
レーザビーム発生領域部を中央に配し上記レーザビーム
径変換領域部を、二つ、該レーザビーム発生領域部の両
側に配する構成を成し、該レーザビーム発生領域のｐｉ
ｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸
方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコ
ア層の上面に接して形成された層とコア層の下面に接し
て形成された層とによってなる、コア層をｉ層とするダ
ブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ該レーザビーム
発生領域部の電極が該レーザビーム増幅領域部の上面に
形成され、且つ該レーザビーム増幅領域部のコア層に電
子と正孔とを注入することが可能なものであり、且つ上
記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
発生領域部とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域
部コア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム
発生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上記光
反射器による光の反射と上記電極を介して上記レーザビ
ーム発生領域部のコア層に注入された電子と正孔とによ
る光増幅作用の協調によりレーザ発振する構成としたも
のである。
１３のうちのいずれか一項記載のレーザビーム径変換領
域部と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からな
る層を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極
とを含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは
異なる領域部であるレーザビーム発生領域部と、光軸方
向の両端に形成された光反射器とを有し、該レーザビー
ム発生領域部と上記レーザビーム径変換領域部とは、該
レーザビーム発生領域部を中央に配し上記レーザビーム
径変換領域部を、二つ、該レーザビーム発生領域部の両
側に配する構成を成し、該レーザビーム発生領域のｐｉ
ｎ構造が少なくともレーザビーム径変換領域部から光軸
方向に連続して伸びているコア層と下側クラッド層とコ
ア層の上面に接して形成された層とコア層の下面に接し
て形成された層とによってなる、コア層をｉ層とするダ
ブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、且つ該レーザビーム
発生領域部の電極が該レーザビーム増幅領域部の上面に
形成され、且つ該レーザビーム増幅領域部のコア層に電
子と正孔とを注入することが可能なものであり、且つ上
記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
発生領域部とを一体的に、上記レーザビーム径変換領域
部コア層の厚さが減少している端面が上記レーザビーム
発生領域部から遠くなるように配して有し、且つ上記光
反射器による光の反射と上記電極を介して上記レーザビ
ーム発生領域部のコア層に注入された電子と正孔とによ
る光増幅作用の協調によりレーザ発振する構成としたも
のである。
【００５１】請求項２４の発明は、請求項２、請求項
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを
含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異な
る領域部である能動領域部と、該能動領域部の前記下側
伝搬定数低下強調層と下側クラッド層との境界を周期的
な凹凸状にした構造によって光の反射および透過に波長
依存性を有するようにしたλ／４シフト回折格子と、光
軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端面
とを有し、上記能動領域部と上記レーザビーム径変換領
域部とは、上記能動領域部を中央に配し上記レーザビー
ム径変換領域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配す
る構成を成し、上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なくと
もレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸
びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接し
て形成された層とコア層の下面に宣して形成された層と
によってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロＰｉｎ
接合構造であり、且つ上記能動領域部の電極が上記能動
領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層に
電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部のコ
ア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ、上
記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成された部位
の中央部にその凹凸の位相が１／２だけシフトした領域
を有するものであり、且つ上記レーザビーム径変換領域
部と上記能動領域部と上記λ／４シフト回折格子とを一
体的に、上記レーザビーム径変換領域部コア層の厚さが
減少している端面が上記能動領域部から遠くなるように
配して有する構成としたものである。
４、請求項５、請求項７又は請求項８あるいは請求項１
３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換領域部
と、該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層
を同じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを
含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異な
る領域部である能動領域部と、該能動領域部の前記下側
伝搬定数低下強調層と下側クラッド層との境界を周期的
な凹凸状にした構造によって光の反射および透過に波長
依存性を有するようにしたλ／４シフト回折格子と、光
軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端面
とを有し、上記能動領域部と上記レーザビーム径変換領
域部とは、上記能動領域部を中央に配し上記レーザビー
ム径変換領域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配す
る構成を成し、上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なくと
もレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸
びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接し
て形成された層とコア層の下面に宣して形成された層と
によってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロＰｉｎ
接合構造であり、且つ上記能動領域部の電極が上記能動
領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層に
電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部のコ
ア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ、上
記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成された部位
の中央部にその凹凸の位相が１／２だけシフトした領域
を有するものであり、且つ上記レーザビーム径変換領域
部と上記能動領域部と上記λ／４シフト回折格子とを一
体的に、上記レーザビーム径変換領域部コア層の厚さが
減少している端面が上記能動領域部から遠くなるように
配して有する構成としたものである。
【００５２】請求項２５の発明は、請求項３、請求項
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１２あるいは請求項１３のうちのいずれか一項記載
のレーザビーム径変換領域部と、該能動領域部の前記上
側伝搬定数低下強調層と上側クラッド層との境界を周期
的な凹凸状にした構造によって光の反射および透過に波
長依存性を有するようにしたλ／４シフト回折格子と、
光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、上記能動領域部と上記レーザビーム径変換
領域部とは、上記能動領域部を中央に配し上記レーザビ
ーム径変換領域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配
する構成を成し、上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なく
ともレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して
伸びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接
して形成された層とコア層の下面に接して形成された層
とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉ
ｎ接合構造であり、且つ上記能動領域部の電極が上記能
動領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層
に電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部の
コア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ、
上記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成された部
位の中央にその凹凸の位相が１／２だけシフトした領域
を有するものであり、且つ上記レーザビーム径変換領域
部と上記能動領域部と上記λ／４シフト回折格子とを一
体的に、上記レーザビーム径変換領域部コア層の厚さが
減少している端面が上記能動領域部から遠くなるように
配して有する構成としたものである。
４、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０又は請
求項１２あるいは請求項１３のうちのいずれか一項記載
のレーザビーム径変換領域部と、該能動領域部の前記上
側伝搬定数低下強調層と上側クラッド層との境界を周期
的な凹凸状にした構造によって光の反射および透過に波
長依存性を有するようにしたλ／４シフト回折格子と、
光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、上記能動領域部と上記レーザビーム径変換
領域部とは、上記能動領域部を中央に配し上記レーザビ
ーム径変換領域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配
する構成を成し、上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なく
ともレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して
伸びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接
して形成された層とコア層の下面に接して形成された層
とによってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉ
ｎ接合構造であり、且つ上記能動領域部の電極が上記能
動領域部の上面に形成され、且つ該能動領域部のコア層
に電子と正孔とを注入することあるいは該能動領域部の
コア層に電界を加えることが可能なものであり、且つ、
上記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成された部
位の中央にその凹凸の位相が１／２だけシフトした領域
を有するものであり、且つ上記レーザビーム径変換領域
部と上記能動領域部と上記λ／４シフト回折格子とを一
体的に、上記レーザビーム径変換領域部コア層の厚さが
減少している端面が上記能動領域部から遠くなるように
配して有する構成としたものである。
【００５３】
【作用】請求項１乃至２５の発明において、伝搬定数低
下強調層は、前記数式１におけるｎeff を低下させるよ
うに作用する。数式１から明らかなように、ｎeff が低
下するとクラッド層における伝搬定数γcrも小さくな
り、電界分布の裾が拡がるようになる。そして、図４の
グラフに示すように、伝搬定数低下強調層が有る場合に
は、これが無い場合に比べコア層の厚さの減少に伴う伝
搬定数γcrの低下の程度が大きくなる。即ち、コア層の
厚さが減った場合に、導波路を伝搬する光のうちクラッ
ド層を伝搬する光の伝搬定数の低下の程度を強調する作
用が生じる。
下強調層は、前記数式１におけるｎeff を低下させるよ
うに作用する。数式１から明らかなように、ｎeff が低
下するとクラッド層における伝搬定数γcrも小さくな
り、電界分布の裾が拡がるようになる。そして、図４の
グラフに示すように、伝搬定数低下強調層が有る場合に
は、これが無い場合に比べコア層の厚さの減少に伴う伝
搬定数γcrの低下の程度が大きくなる。即ち、コア層の
厚さが減った場合に、導波路を伝搬する光のうちクラッ
ド層を伝搬する光の伝搬定数の低下の程度を強調する作
用が生じる。
【００５４】請求項１１乃至１３の発明において、副コ
ア層は、レーザビームのうち、コア層よりクラッド層へ
しみ出した部分を、引き寄せるように作用する。請求項
１乃至２３の発明において、レーザビーム径変換領域部
は、光ファイバとの結合効率を高めるように作用する。
ア層は、レーザビームのうち、コア層よりクラッド層へ
しみ出した部分を、引き寄せるように作用する。請求項
１乃至２３の発明において、レーザビーム径変換領域部
は、光ファイバとの結合効率を高めるように作用する。
【００５５】請求項１６，１７，１９，２０，２４，２
５の発明において、伝搬定数低下強調層とクラッド層の
境界を周期的な凹凸状にした構造（このように「屈折率
が異なる二つの層の境界を周期的な凹凸状にした構造」
を以下「回折格子型反射器」という。）は光を反射する
分布反射器として作用し、伝搬定数低下強調層とクラッ
ド層の境界を周期的な凹凸状にした構造で且つそれが形
成された部位の中央部の凹凸が１／２周期シフトしたも
の（以下、このように屈折率が異なる二つの層の境界を
周期的な凹凸状にした構造で且つそれが形成された部位
の中央部の凹凸が１／２周期シフトしたもの」を「λ／
４シフト回折格子」という。）はバンドパスフィルタと
して作用する。従来の半導体レーザでは、例えば、ＩＥ
ＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｍ．ＱＥ１
２，５９７（１９７６）に記載されているように、クラ
ッド層とコア層の間に、クラッド層とコア層の中間の屈
折率を有する光ガイド層を設け、クラッド層と該光ガイ
ド層との境界に回折格子型反射器あるいはλ／４シフト
回折格子を形成して分布反射器としていた。従来のこの
ような回折格子型反射器あるいはλ／４シフト回折格子
の形成のために用いる光ガイド層は、比較的厚く且つ大
きな屈折率を有するにもかかわらず導波路全体にわたっ
て形成される。このため、コア層が薄くなった場合に
は、この光ガイド層が疑似コアとして作用するようにな
る。その結果、コア層が薄くなっても数式１におけるｎ
eff が低下せず、クラッド層の伝搬定数γcrも低下しな
い。これに対し、本発明では伝搬定数低下強調層を用い
て回折格子型反射器あるいはλ／４シフト回折格子を形
成している。この伝搬定数低下強調層は、コアが薄くな
った場合には更に伝搬定数の低下を強調するように作用
するので、従来のようなｎ eff が低下しなくなるという
問題は生じない。かえってｎeff の低下を強調するとい
う好都合な効果を奏する。
５の発明において、伝搬定数低下強調層とクラッド層の
境界を周期的な凹凸状にした構造（このように「屈折率
が異なる二つの層の境界を周期的な凹凸状にした構造」
を以下「回折格子型反射器」という。）は光を反射する
分布反射器として作用し、伝搬定数低下強調層とクラッ
ド層の境界を周期的な凹凸状にした構造で且つそれが形
成された部位の中央部の凹凸が１／２周期シフトしたも
の（以下、このように屈折率が異なる二つの層の境界を
周期的な凹凸状にした構造で且つそれが形成された部位
の中央部の凹凸が１／２周期シフトしたもの」を「λ／
４シフト回折格子」という。）はバンドパスフィルタと
して作用する。従来の半導体レーザでは、例えば、ＩＥ
ＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｍ．ＱＥ１
２，５９７（１９７６）に記載されているように、クラ
ッド層とコア層の間に、クラッド層とコア層の中間の屈
折率を有する光ガイド層を設け、クラッド層と該光ガイ
ド層との境界に回折格子型反射器あるいはλ／４シフト
回折格子を形成して分布反射器としていた。従来のこの
ような回折格子型反射器あるいはλ／４シフト回折格子
の形成のために用いる光ガイド層は、比較的厚く且つ大
きな屈折率を有するにもかかわらず導波路全体にわたっ
て形成される。このため、コア層が薄くなった場合に
は、この光ガイド層が疑似コアとして作用するようにな
る。その結果、コア層が薄くなっても数式１におけるｎ
eff が低下せず、クラッド層の伝搬定数γcrも低下しな
い。これに対し、本発明では伝搬定数低下強調層を用い
て回折格子型反射器あるいはλ／４シフト回折格子を形
成している。この伝搬定数低下強調層は、コアが薄くな
った場合には更に伝搬定数の低下を強調するように作用
するので、従来のようなｎ eff が低下しなくなるという
問題は生じない。かえってｎeff の低下を強調するとい
う好都合な効果を奏する。
【００５６】
〔第１実施例〕（請求項１，４） 図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２は、本発明の第１実施
例の光半導体装置５０を示す。ここに、図１（ａ）はコ
ア層５４の厚さ漸次減少部分５４ａの幅が一定の実施
例、図１（ｂ）はコア層５４の厚さ漸次減少部分４３ａ
の幅が扇形に変化する場合の実施例、図１（ｃ）は本実
施例の光半導体装置のコア層を作製するために用いる下
地基板を示す図である。
例の光半導体装置５０を示す。ここに、図１（ａ）はコ
ア層５４の厚さ漸次減少部分５４ａの幅が一定の実施
例、図１（ｂ）はコア層５４の厚さ漸次減少部分４３ａ
の幅が扇形に変化する場合の実施例、図１（ｃ）は本実
施例の光半導体装置のコア層を作製するために用いる下
地基板を示す図である。
【００５７】光半導体装置５０は、能動領域部としての
レーザビーム発生領域部５１と、レーザビーム径変換領
域部５２とを一体的に有する。この光半導体装置５０
は、具体的には半導体レーザである。レーザビームの出
射面５３が、レーザビーム径変換領域部５２の端に存在
する。
レーザビーム発生領域部５１と、レーザビーム径変換領
域部５２とを一体的に有する。この光半導体装置５０
は、具体的には半導体レーザである。レーザビームの出
射面５３が、レーザビーム径変換領域部５２の端に存在
する。
【００５８】光半導体装置５０は、コア層５４と、下側
クラッド層としてのＩｎＧａＡｓＰ基板５５（以下、符
号５５は基板又は下側クラッド層を指す）と、ＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる上側クラッド層５６と、本発明の要部を
なす、伝搬定数低下強調層５７，５８と、下電極５９
と、上電極６０とを有する。
クラッド層としてのＩｎＧａＡｓＰ基板５５（以下、符
号５５は基板又は下側クラッド層を指す）と、ＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる上側クラッド層５６と、本発明の要部を
なす、伝搬定数低下強調層５７，５８と、下電極５９
と、上電極６０とを有する。
【００５９】伝搬定数低下強調層５７は、コア層５４
と、下側クラッド層５５との間に配してある。伝搬定数
低下強調層５８は、コア層５４と上側クラッド層５６と
の間に配してある。面５３及び面５３と反対側の面は、
劈開面である。この劈開面は、そのままであれば光を反
射する反射器５３ｍとして使用することができる。この
劈開面に波長の１／４の長さのシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜等を被着させると、低反射率の光入出力端面５
３ａとすることもできる。このことは、次に説明する第
２乃至第１４実施例の光半導体装置についても同じであ
る。
と、下側クラッド層５５との間に配してある。伝搬定数
低下強調層５８は、コア層５４と上側クラッド層５６と
の間に配してある。面５３及び面５３と反対側の面は、
劈開面である。この劈開面は、そのままであれば光を反
射する反射器５３ｍとして使用することができる。この
劈開面に波長の１／４の長さのシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜等を被着させると、低反射率の光入出力端面５
３ａとすることもできる。このことは、次に説明する第
２乃至第１４実施例の光半導体装置についても同じであ
る。
【００６０】次に、各層について説明する。 〔コア層５４〕本実施例のコア層５４は、図１（ｃ）に
示す誘電体膜４８と窓４９を形成した基板５５上に領域
選択結晶成長を行うことにより形成できる。このコア層
は、図３に拡大して示すように、その中に多重量子井戸
構造を含む。
示す誘電体膜４８と窓４９を形成した基板５５上に領域
選択結晶成長を行うことにより形成できる。このコア層
は、図３に拡大して示すように、その中に多重量子井戸
構造を含む。
【００６１】コア層は、ＧａＡｓＰよりなるガイド層７
０と、ＩｎＧａＡｓＰよりなる６層のバリア（障壁）層
７１と、ＩｎＧａＡｓＰよりなる５層の井戸層７２とが
積層された構造を有する。レーザビーム発生領域部５１
におけるガイド層７０の厚さは０．０１〜０．０３μ
ｍ、レーザビーム発生領域部５１におけるバリア層７１
の厚さは１０ｎｍ、レーザビーム発生領域部５１におけ
る井戸層７２の厚さは７ｎｍ、レーザビーム発生領域部
５１におけるガイド層７３の厚さは０．０１〜０．０３
μである。上記コア層の屈折率は積層された層毎に異な
るが、以下の説明では便宜上該コア層５４を一体のコア
層とみなし、その実効的屈折率をｎ10とする。
０と、ＩｎＧａＡｓＰよりなる６層のバリア（障壁）層
７１と、ＩｎＧａＡｓＰよりなる５層の井戸層７２とが
積層された構造を有する。レーザビーム発生領域部５１
におけるガイド層７０の厚さは０．０１〜０．０３μ
ｍ、レーザビーム発生領域部５１におけるバリア層７１
の厚さは１０ｎｍ、レーザビーム発生領域部５１におけ
る井戸層７２の厚さは７ｎｍ、レーザビーム発生領域部
５１におけるガイド層７３の厚さは０．０１〜０．０３
μである。上記コア層の屈折率は積層された層毎に異な
るが、以下の説明では便宜上該コア層５４を一体のコア
層とみなし、その実効的屈折率をｎ10とする。
【００６２】各層７０〜７３の格子定数は、ＩｎＰと格
子整合している。また、ガイド層７０およびガイド層７
０の光波長換算のバンドギャップエネルギー（以下、こ
の「光波長換算のバンドギャップエネルギー」を「λ
ｇ」という。）は、１．１３９μｍである。バリア層７
１のλｇは１．３μｍである。
子整合している。また、ガイド層７０およびガイド層７
０の光波長換算のバンドギャップエネルギー（以下、こ
の「光波長換算のバンドギャップエネルギー」を「λ
ｇ」という。）は、１．１３９μｍである。バリア層７
１のλｇは１．３μｍである。
【００６３】コア層５４は、レーザビーム径変換領域部
５２に対応する部分に、厚さ漸次減少部分５４ａを有す
る。厚さ漸次減少部分５４ａは、レーザビーム発生領域
部５１の端から出射面５３に向かうにつれて、厚さがｔ
10から漸次減少しており、出射面５３においては厚さが
ｔ11となっている。出射面５３における厚さｔ11は、レ
ーザビーム発生領域部５１の厚さｔ10の７割となってい
る。即ち、ｔ11＝0.7 ×ｔ10である。厚さ漸次減少部分
５４ａは、図２（Ａ）に示す断面においては、楔形状を
有し、平面図上は、図１に示すように帯状あるいは扇形
状を有する。
５２に対応する部分に、厚さ漸次減少部分５４ａを有す
る。厚さ漸次減少部分５４ａは、レーザビーム発生領域
部５１の端から出射面５３に向かうにつれて、厚さがｔ
10から漸次減少しており、出射面５３においては厚さが
ｔ11となっている。出射面５３における厚さｔ11は、レ
ーザビーム発生領域部５１の厚さｔ10の７割となってい
る。即ち、ｔ11＝0.7 ×ｔ10である。厚さ漸次減少部分
５４ａは、図２（Ａ）に示す断面においては、楔形状を
有し、平面図上は、図１に示すように帯状あるいは扇形
状を有する。
【００６４】ここでレーザビーム発生領域のコア層の厚
さｔ10とレーザビーム径変換領域部の先端の厚さｔ11を
用い、相対厚さｋ、ｋ＝ｔ11／ｔ10を定義すると、本実
施例の相対厚さはｋは０．４〜０．７である。 〔ＩｎＧａＡｓＰ基板５５〕基板５５は、下側クラッド
層としても機能する。従って、光半導体装置５０は、下
側クラッド層を有しない。
さｔ10とレーザビーム径変換領域部の先端の厚さｔ11を
用い、相対厚さｋ、ｋ＝ｔ11／ｔ10を定義すると、本実
施例の相対厚さはｋは０．４〜０．７である。 〔ＩｎＧａＡｓＰ基板５５〕基板５５は、下側クラッド
層としても機能する。従って、光半導体装置５０は、下
側クラッド層を有しない。
【００６５】基板５５は、屈折率ｎ11を有する。屈折率
ｎ11は、屈折率ｎ10よりも小さく、ｎ11＜ｎ10である。
基板５５のλｇは０．９４２μｍである。 〔ＩｎＧａＡｓＰ上側クラッド層５６〕上側クラッド層
５６は、厚さ２〜３μm を有する。上側クラッド層５６
は、上記基板５５と同じく、屈折率ｎ11を有し、且つλ
ｇは０．９４２μｍである。
ｎ11は、屈折率ｎ10よりも小さく、ｎ11＜ｎ10である。
基板５５のλｇは０．９４２μｍである。 〔ＩｎＧａＡｓＰ上側クラッド層５６〕上側クラッド層
５６は、厚さ２〜３μm を有する。上側クラッド層５６
は、上記基板５５と同じく、屈折率ｎ11を有し、且つλ
ｇは０．９４２μｍである。
【００６６】〔伝搬定数低下強調層５７，５８〕層５
７，５８は、共にＩｎＰ製であり、屈折率ｎ12を有す
る。図２（Ｂ）に示すように、屈折率ｎ12は、屈折率ｎ
11より小さく、ｎ12＜ｎ11である。層５７及び層５８の
厚さは全面にわたって一定である。
７，５８は、共にＩｎＰ製であり、屈折率ｎ12を有す
る。図２（Ｂ）に示すように、屈折率ｎ12は、屈折率ｎ
11より小さく、ｎ12＜ｎ11である。層５７及び層５８の
厚さは全面にわたって一定である。
【００６７】図２に示すように、電源６１を用いて、本
実施例の光半導体装置５０の電極６０と電極５９の間に
順方向に電流を注入するとレーザ発振する。次に本実施
例による光半導体装置の効果について説明する。図４は
本実施例の光半導体装置について、各層の厚さを、本実
施例の説明で先に述べた範囲内で特定の値に限定し、コ
ア層の相対厚さｋを変化させた場合の伝搬定数γcrの変
化を示すものである。図４において、Ｉｂは伝搬定数低
下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の
厚さｔ13を０．２μｍに限定した場合、Ｉａは伝搬定数
低下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８
の厚さｔ13を０．７μｍに限定した場合の計算結果であ
る。
実施例の光半導体装置５０の電極６０と電極５９の間に
順方向に電流を注入するとレーザ発振する。次に本実施
例による光半導体装置の効果について説明する。図４は
本実施例の光半導体装置について、各層の厚さを、本実
施例の説明で先に述べた範囲内で特定の値に限定し、コ
ア層の相対厚さｋを変化させた場合の伝搬定数γcrの変
化を示すものである。図４において、Ｉｂは伝搬定数低
下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の
厚さｔ13を０．２μｍに限定した場合、Ｉａは伝搬定数
低下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８
の厚さｔ13を０．７μｍに限定した場合の計算結果であ
る。
【００６８】いずれも、レーザビーム発生領域で発生し
たレーザビームの電界のうち、コア層５４と相互作用す
る電界成分の割合（以下、これを「閉じ込め係数」とい
う）が５％になるように、実施例に数値を示した範囲内
で各層の厚さを限定している。具体的には、Ｉｂはガイ
ド層７０とガイド層７３の厚さを０．２４８μｍに限定
し、かつ上側トラッド層５６の厚さを２．８はμｍに限
定した場合の計算結果である。Ｉａはガイド層７０とガ
イド層７３の厚さを０．２８４μｍに限定し、かつ上側
トラッド層５６の厚さを２．８μｍに限定した場合の計
算結果である。
たレーザビームの電界のうち、コア層５４と相互作用す
る電界成分の割合（以下、これを「閉じ込め係数」とい
う）が５％になるように、実施例に数値を示した範囲内
で各層の厚さを限定している。具体的には、Ｉｂはガイ
ド層７０とガイド層７３の厚さを０．２４８μｍに限定
し、かつ上側トラッド層５６の厚さを２．８はμｍに限
定した場合の計算結果である。Ｉａはガイド層７０とガ
イド層７３の厚さを０．２８４μｍに限定し、かつ上側
トラッド層５６の厚さを２．８μｍに限定した場合の計
算結果である。
【００６９】伝搬定数低下強調層が無い場合（従来例）
Ｉｃと比べると、伝搬定数低下強調層５７があり、さら
に厚いほど相対厚さｋの低下に伴う伝搬定数γcrの低下
の度合いが大きくなる。その結果、図５に示すように、
レーザビーム発生領域では比較的小さいビーム径ｄ10の
レーザビーム８０が、レーザビーム径変換領域では比較
的大きな径のビームであるビーム径ｄ11のレーザビーム
８１になる。
Ｉｃと比べると、伝搬定数低下強調層５７があり、さら
に厚いほど相対厚さｋの低下に伴う伝搬定数γcrの低下
の度合いが大きくなる。その結果、図５に示すように、
レーザビーム発生領域では比較的小さいビーム径ｄ10の
レーザビーム８０が、レーザビーム径変換領域では比較
的大きな径のビームであるビーム径ｄ11のレーザビーム
８１になる。
【００７０】図６は伝搬定数低下強調層５７の厚さｔ12
及び伝搬定数低下強調層５８の厚さｔ13が０．７μｍの
場合のレーザビーム発生領域における電界分布の計算結
果である。ビームスポット径は約１．２ミクロンであ
る。次に、図７は伝搬定数低下強調層５７の厚さｔ12及
び伝搬定数低下強調層５８の厚さｔ13が０．７μｍの場
合のレーザビーム径変換領域の出射面５３における電界
分布の計算結果である。ビームスポット径は約５ミクロ
ンである。
及び伝搬定数低下強調層５８の厚さｔ13が０．７μｍの
場合のレーザビーム発生領域における電界分布の計算結
果である。ビームスポット径は約１．２ミクロンであ
る。次に、図７は伝搬定数低下強調層５７の厚さｔ12及
び伝搬定数低下強調層５８の厚さｔ13が０．７μｍの場
合のレーザビーム径変換領域の出射面５３における電界
分布の計算結果である。ビームスポット径は約５ミクロ
ンである。
【００７１】次に、図８にはコア層の相対厚さｋを変化
させた場合の図７に相当する電界とスポット径１０μｍ
のカウスビームとの結合効率を示す。ここにIIｂは伝搬
定数低下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層
５８の厚さｔ13が０．２μｍの場合、IIａは伝搬定数低
下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の
厚さｔ13が０．７μｍの場合の計算結果である。
させた場合の図７に相当する電界とスポット径１０μｍ
のカウスビームとの結合効率を示す。ここにIIｂは伝搬
定数低下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層
５８の厚さｔ13が０．２μｍの場合、IIａは伝搬定数低
下強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の
厚さｔ13が０．７μｍの場合の計算結果である。
【００７２】以上図示したように、伝搬定数低下強調層
が無い場合（従来例）IIｃと比べると、伝搬定数低下強
調層５７および伝搬定数低下強調層があり、さらに厚い
ほど相対厚さｋの低下に伴うレーザビーム径の拡大の度
合いが大きくなり、結合効率が向上する。
が無い場合（従来例）IIｃと比べると、伝搬定数低下強
調層５７および伝搬定数低下強調層があり、さらに厚い
ほど相対厚さｋの低下に伴うレーザビーム径の拡大の度
合いが大きくなり、結合効率が向上する。
【００７３】具体的には、第１の実施例で伝搬定数低下
強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の厚
さｔ13が０．７μｍの場合には、相対的厚さを０．７と
すれば８０％の結合効率が得られる。厚さの変化の比が
従来例に比べて１／３と小さいため、厚さ漸次減少部分
５４ａを前記領域選択結晶成長法によって形成した場合
に、厚さ漸次減少部分５４ａの歪みが１／３程度に低減
される。
強調層５７の厚さｔ12及び伝搬定数低下強調層５８の厚
さｔ13が０．７μｍの場合には、相対的厚さを０．７と
すれば８０％の結合効率が得られる。厚さの変化の比が
従来例に比べて１／３と小さいため、厚さ漸次減少部分
５４ａを前記領域選択結晶成長法によって形成した場合
に、厚さ漸次減少部分５４ａの歪みが１／３程度に低減
される。
【００７４】このことによって、光半導体装置５０は、
従来のものに比べて、高い信頼性を有する。更に、領域
選択結晶成長における下地基板のレーザビーム発生領域
部に対応する窓部の幅を広くすることができるため、レ
ーザビーム発生領域のコア層の各層の層厚が均一になる
とともにメサエッチングの際のマスク合わせが容易にな
る効果を生ずる。
従来のものに比べて、高い信頼性を有する。更に、領域
選択結晶成長における下地基板のレーザビーム発生領域
部に対応する窓部の幅を広くすることができるため、レ
ーザビーム発生領域のコア層の各層の層厚が均一になる
とともにメサエッチングの際のマスク合わせが容易にな
る効果を生ずる。
【００７５】〔変形例〕次に、上記実施例の光半導体装
置５０の変形例について説明する。 （変形例１）ガイド層が無くても所定の閉じ込め係数が
得られるのであれば、コア層５４は、ガイド層のない構
成でもよい。
置５０の変形例について説明する。 （変形例１）ガイド層が無くても所定の閉じ込め係数が
得られるのであれば、コア層５４は、ガイド層のない構
成でもよい。
【００７６】（変形例２）基板として、ＩｎＰ，ＩｎＧ
ａＡｓ，ＩｎＡｌＡｓ製の基板を用いてもよい。この基
板を用いた場合は、表面に、エピタキシャル成長させた
ＩｎＧａＡｓＰの下側クラッド層を形成する。
ａＡｓ，ＩｎＡｌＡｓ製の基板を用いてもよい。この基
板を用いた場合は、表面に、エピタキシャル成長させた
ＩｎＧａＡｓＰの下側クラッド層を形成する。
【００７７】（変形例３）厚さが漸次減少するものであ
れば、コア層はバルクであってもよい。 （変形例４）レーザビーム発生領域部とレーザビーム径
変換領域部との電気的分離を確実にするため、本発明
に、境界部分のコア層の上側の層を帯状に除去する技
術、あるいはレーザビーム発生領域部とレーザビーム径
変換要導波路部とでコア層の上側の層の半導体の電気伝
導形を反転させる等の従来技術を組み込むことが可能な
ことはいうまでもない。
れば、コア層はバルクであってもよい。 （変形例４）レーザビーム発生領域部とレーザビーム径
変換領域部との電気的分離を確実にするため、本発明
に、境界部分のコア層の上側の層を帯状に除去する技
術、あるいはレーザビーム発生領域部とレーザビーム径
変換要導波路部とでコア層の上側の層の半導体の電気伝
導形を反転させる等の従来技術を組み込むことが可能な
ことはいうまでもない。
【００７８】〔第２実施例〕（請求項２） 第２乃至第１２実施例は、上記第１実施例の光半導体装
置５０のうちのレーザビーム径変換領域部５２を種々変
えた構成を有する。図９は、本発明の第２実施例になる
光半導体装置５０Ａを示す。
置５０のうちのレーザビーム径変換領域部５２を種々変
えた構成を有する。図９は、本発明の第２実施例になる
光半導体装置５０Ａを示す。
【００７９】光半導体装置５０Ａは、レーザビーム発生
領域部５１Ａと、レーザビーム径変換領域部５２Ａとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ａは、伝搬定数低下
強調層をコア層５４の下側にだけ設けた構成、即ち、図
２の光半導体装置５０において、コア層６４の上側の伝
搬定数低下強調層５８が削除された構成を有する。即
ち、光半導体装置５０Ａは、コア層５４を有し、コア層
５４の上側には、上側クラッド層５６を有し、コア層５
４の下側には、伝搬定数低下強調層５７及び基板（下側
クラッド層）５５を有する。なお、光半導体装置５０Ａ
は、図９（Ｂ）に示す屈折率分布を有する。
領域部５１Ａと、レーザビーム径変換領域部５２Ａとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ａは、伝搬定数低下
強調層をコア層５４の下側にだけ設けた構成、即ち、図
２の光半導体装置５０において、コア層６４の上側の伝
搬定数低下強調層５８が削除された構成を有する。即
ち、光半導体装置５０Ａは、コア層５４を有し、コア層
５４の上側には、上側クラッド層５６を有し、コア層５
４の下側には、伝搬定数低下強調層５７及び基板（下側
クラッド層）５５を有する。なお、光半導体装置５０Ａ
は、図９（Ｂ）に示す屈折率分布を有する。
【００８０】光半導体装置５０Ａは、上記の光半導体装
置５０と同様の特性を有し、光ファイバと高い結合効率
で結合する。 〔第３実施例〕（請求項３） 図１０は、本発明第３実施例になる光半導体装置５０Ｂ
を示す。
置５０と同様の特性を有し、光ファイバと高い結合効率
で結合する。 〔第３実施例〕（請求項３） 図１０は、本発明第３実施例になる光半導体装置５０Ｂ
を示す。
【００８１】光半導体装置５０Ｂは、レーザビーム発生
領域部５１Ｂと、レーザビーム径変換領域部５２Ｂとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｂは、伝搬定数低下
強調層をコア層５４の上側にだけ設けた構成、即ち、図
２の光半導体装置５０において、コア層６４の下側の伝
搬定数低下強調層５７が削除された構成を有する。即
ち、光半導体装置５０Ｂは、コア層５４を有し、コア層
５４の下側には、基板（下側クラッド層）５５を有し、
コア層５４の上側には、伝搬定数低下強調層５８及び上
側クラッド層５６を有する。なお、光半導体装置５０Ｂ
は、図１０（Ｂ）に示す屈折率分布を有する。
領域部５１Ｂと、レーザビーム径変換領域部５２Ｂとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｂは、伝搬定数低下
強調層をコア層５４の上側にだけ設けた構成、即ち、図
２の光半導体装置５０において、コア層６４の下側の伝
搬定数低下強調層５７が削除された構成を有する。即
ち、光半導体装置５０Ｂは、コア層５４を有し、コア層
５４の下側には、基板（下側クラッド層）５５を有し、
コア層５４の上側には、伝搬定数低下強調層５８及び上
側クラッド層５６を有する。なお、光半導体装置５０Ｂ
は、図１０（Ｂ）に示す屈折率分布を有する。
【００８２】光半導体装置５０Ｂは、上記の光半導体装
置５０と同様の特性を有し、光ファイバと高い結合効率
で結合する。 〔第４実施例〕（請求項７） 図１１は、本発明の第４実施例である。
置５０と同様の特性を有し、光ファイバと高い結合効率
で結合する。 〔第４実施例〕（請求項７） 図１１は、本発明の第４実施例である。
【００８３】光半導体装置５０Ｃは、レーザビーム発生
領域部５１Ｃと、レーザビーム径変換領域部５２Ｃとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｃは、伝搬定数低下
強調層５７Ａ，５８Ａ以外は、図１及び図２の光半導体
装置５０と同一構成を有する。
領域部５１Ｃと、レーザビーム径変換領域部５２Ｃとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｃは、伝搬定数低下
強調層５７Ａ，５８Ａ以外は、図１及び図２の光半導体
装置５０と同一構成を有する。
【００８４】伝搬定数低下強調層５７Ａ及び５８Ａは、
夫々レーザビーム径変換領域部５２に、厚さ漸次減少部
分５７Ａａ，５８Ａａを有する。厚さ漸次減少部分５７
Ａａ，５８Ａａは、レーザビーム発生領域部５１の端か
ら出射面５３に向かうにつれて、厚さがｔ20から漸次減
少しており、出射面５３においては、厚さがｔ21となっ
ている。厚さ漸次減少部分５７Ａａ，５８Ａａにおい
て、厚さが減っていく割合は、コア層５４の厚さ漸次減
少部分５４ａにおいて厚さが減っている割合と同じであ
る。
夫々レーザビーム径変換領域部５２に、厚さ漸次減少部
分５７Ａａ，５８Ａａを有する。厚さ漸次減少部分５７
Ａａ，５８Ａａは、レーザビーム発生領域部５１の端か
ら出射面５３に向かうにつれて、厚さがｔ20から漸次減
少しており、出射面５３においては、厚さがｔ21となっ
ている。厚さ漸次減少部分５７Ａａ，５８Ａａにおい
て、厚さが減っていく割合は、コア層５４の厚さ漸次減
少部分５４ａにおいて厚さが減っている割合と同じであ
る。
【００８５】即ち、光半導体装置５０Ｃは、コア層５４
に加えて二つの伝搬定数低下強調層５７Ａ，５８Ａが、
厚さ漸次減少部分５７Ａａ，５８Ａａを有する構成であ
る。ここで、厚さｔ20を０．８μｍ、レーザビーム発生
領域部５１ｃにおけるガイド層７０とガイド層７３の厚
さを０．０１８７μｍ、上側クラッド層の厚さを２．２
μｍに定め、出射面５３におけるコア層５４及び伝搬定
数低下強調層５７Ａ，５８Ａの相対厚さを変数として、
適宜変えた場合の結合効率を計算で求めてみた。
に加えて二つの伝搬定数低下強調層５７Ａ，５８Ａが、
厚さ漸次減少部分５７Ａａ，５８Ａａを有する構成であ
る。ここで、厚さｔ20を０．８μｍ、レーザビーム発生
領域部５１ｃにおけるガイド層７０とガイド層７３の厚
さを０．０１８７μｍ、上側クラッド層の厚さを２．２
μｍに定め、出射面５３におけるコア層５４及び伝搬定
数低下強調層５７Ａ，５８Ａの相対厚さを変数として、
適宜変えた場合の結合効率を計算で求めてみた。
【００８６】この結果、図１２中、線III で示す結果を
得た。図１２は、線III を、図５中も線IIａと併せて示
す。図１２より、コア層５４の相対厚さが約0.67から約
0.53に亘る0.15の範囲９０内において、８０％以上の結
合効率が得られることが分かる。
得た。図１２は、線III を、図５中も線IIａと併せて示
す。図１２より、コア層５４の相対厚さが約0.67から約
0.53に亘る0.15の範囲９０内において、８０％以上の結
合効率が得られることが分かる。
【００８７】本実施例では、上記の結果を根拠に、相対
厚さを、上記の範囲９０の中心である、0.60に定めてあ
る。これにより光半導体装置５０Ａは、コア径が１０μ
m のシングルモード光ファイバと、９０％近い効率で結
合される。また、上記の第１実施例の光半導体装置５０
において、８０％以上の結合効率が得られるコア層５４
の相対厚さの範囲９１は、約0.70〜0.65の間の0.05と狭
い。
厚さを、上記の範囲９０の中心である、0.60に定めてあ
る。これにより光半導体装置５０Ａは、コア径が１０μ
m のシングルモード光ファイバと、９０％近い効率で結
合される。また、上記の第１実施例の光半導体装置５０
において、８０％以上の結合効率が得られるコア層５４
の相対厚さの範囲９１は、約0.70〜0.65の間の0.05と狭
い。
【００８８】これに対して、本実施例では、範囲９０
は、範囲９１の約３倍と広い。このことは、相対厚さの
許容範囲が広いことを意味する。よって、光半導体装置
５０Ｃは、上記第１実施例の光半導体装置５０に比べ
て、製造が容易である。
は、範囲９１の約３倍と広い。このことは、相対厚さの
許容範囲が広いことを意味する。よって、光半導体装置
５０Ｃは、上記第１実施例の光半導体装置５０に比べ
て、製造が容易である。
【００８９】〔第５実施例〕（請求項５） 図１３は、本発明の第５実施例になる光半導体装置５０
Ｄを示す。光半導体装置５０Ｄは、レーザビーム発生領
域部５１Ｄと、レーザビーム径変換領域部５２Ｄとを一
体的に有する。
Ｄを示す。光半導体装置５０Ｄは、レーザビーム発生領
域部５１Ｄと、レーザビーム径変換領域部５２Ｄとを一
体的に有する。
【００９０】光半導体装置５０Ｄは、図９の光半導体装
置５０Ａの伝搬定数低下強調層５７に代えて、図１１中
の伝搬定数低下強調層５７Ａを有する構成である。即
ち、光半導体装置５０Ｄは、伝搬定数低下強調層をコア
層５４の下側にだけ設け、コア層に代えて、伝搬定数低
下強調層５７Ａが、厚さ漸次減少部分５７Ａａを有する
構成である。
置５０Ａの伝搬定数低下強調層５７に代えて、図１１中
の伝搬定数低下強調層５７Ａを有する構成である。即
ち、光半導体装置５０Ｄは、伝搬定数低下強調層をコア
層５４の下側にだけ設け、コア層に代えて、伝搬定数低
下強調層５７Ａが、厚さ漸次減少部分５７Ａａを有する
構成である。
【００９１】光半導体装置５０Ｄは、上記の光半導体装
置５０Ａ，５０Ｃと略同じ特性を有し、光ファイバと高
い結合効率で結合する。また、光半導体装置５０Ｄは、
光半導体装置５０Ｃと同様に、厚さ漸次減少部分６４ａ
に許容される寸法範囲が広く、製造し易い。
置５０Ａ，５０Ｃと略同じ特性を有し、光ファイバと高
い結合効率で結合する。また、光半導体装置５０Ｄは、
光半導体装置５０Ｃと同様に、厚さ漸次減少部分６４ａ
に許容される寸法範囲が広く、製造し易い。
【００９２】〔第６実施例〕（請求項６） 図１４は、本発明の第６実施例になる光半導体装置５０
Ｅを示す。光半導体装置５０Ｅは、レーザビーム発生領
域部５１Ｅと、レーザビーム径変換領域部５２Ｅとを一
体的に有する。
Ｅを示す。光半導体装置５０Ｅは、レーザビーム発生領
域部５１Ｅと、レーザビーム径変換領域部５２Ｅとを一
体的に有する。
【００９３】光半導体装置５０Ｅは、図１０の光半導体
装置５０Ｂの伝搬定数低下強調層５８に代えて、図１１
中の伝搬定数低下強調層５８Ａを有する構成である。即
ち、光半導体装置５０Ｅは、伝搬定数低下強調層をコア
層５４の上側にだけ設け、コア層に代えて、伝搬定数低
下強調層５８Ａが、厚さ漸次減少部分５８Ａａを有する
構成である。
装置５０Ｂの伝搬定数低下強調層５８に代えて、図１１
中の伝搬定数低下強調層５８Ａを有する構成である。即
ち、光半導体装置５０Ｅは、伝搬定数低下強調層をコア
層５４の上側にだけ設け、コア層に代えて、伝搬定数低
下強調層５８Ａが、厚さ漸次減少部分５８Ａａを有する
構成である。
【００９４】光半導体装置５０Ｅは、上記の光半導体装
置５０Ｂ，５０Ｃと略同じ特性を有し、光ファイバと高
い結合効率で結合する。また、光半導体装置５０Ｅは、
光半導体装置５０Ｃと同様に、厚さ漸次減少部分５８Ａ
ａに許容される寸法範囲が広く、製造し易い。
置５０Ｂ，５０Ｃと略同じ特性を有し、光ファイバと高
い結合効率で結合する。また、光半導体装置５０Ｅは、
光半導体装置５０Ｃと同様に、厚さ漸次減少部分５８Ａ
ａに許容される寸法範囲が広く、製造し易い。
【００９５】〔第７実施例〕（請求項１０） 第７乃至第１１実施例は、上記の第１乃至第６実施例
に、図３７に示す副コア層を加えた構成である。図１５
は、本発明の第７実施例になる光半導体装置５０Ｆを示
す。
に、図３７に示す副コア層を加えた構成である。図１５
は、本発明の第７実施例になる光半導体装置５０Ｆを示
す。
【００９６】光半導体装置５０Ｆは、レーザビーム発生
領域部５１Ｆと、レーザビーム径変換領域部５２Ｆとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｆは、図１１の光半
導体装置５０Ｃに、副コア層を追加してなる構成を有す
る。
領域部５１Ｆと、レーザビーム径変換領域部５２Ｆとを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｆは、図１１の光半
導体装置５０Ｃに、副コア層を追加してなる構成を有す
る。
【００９７】コア層５４の上側には、伝搬定数低下強調
層５８Ａ及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層
５４の下側には、伝搬定数低下強調層５７Ａ，ＩｎＧａ
ＡｓＰ下側クラッド層１００，下側副コア層１０１，Ｉ
ｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０
３，基板５５が設けてある。
層５８Ａ及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層
５４の下側には、伝搬定数低下強調層５７Ａ，ＩｎＧａ
ＡｓＰ下側クラッド層１００，下側副コア層１０１，Ｉ
ｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０
３，基板５５が設けてある。
【００９８】下側副コア層１０１，１０３は、組成のＥ
ｇが0.973 μm であり、厚さが1.25μm のＩｎＧａＡｓ
Ｐ層であり、屈折率ｎ7 を有する。屈折率ｎ7 は、ｎ10
より低く、ｎ11より高い。ｎ10＞ｎ7 ＞ｎ11である。光
半導体装置５０Ｆは、図１５（Ｂ）に示す屈折率の分布
を有する。
ｇが0.973 μm であり、厚さが1.25μm のＩｎＧａＡｓ
Ｐ層であり、屈折率ｎ7 を有する。屈折率ｎ7 は、ｎ10
より低く、ｎ11より高い。ｎ10＞ｎ7 ＞ｎ11である。光
半導体装置５０Ｆは、図１５（Ｂ）に示す屈折率の分布
を有する。
【００９９】下側副コア層１０１，１０３は、図３７中
の下側副コア層３６と同様に機能する。即ち、下側副コ
ア層１０１，１０３は、レーザビーム径変換領域部５２
において、コア層５４より伝搬定数低下強調層５７Ａ側
にしみ出したレーザビームを引き寄せる。これにより、
レーザビーム径変換領域部５２におけるレーザビームの
電界強度の分布は、図１６中、線IVで示す如くになり、
コア層５４より下方に拡がっている。
の下側副コア層３６と同様に機能する。即ち、下側副コ
ア層１０１，１０３は、レーザビーム径変換領域部５２
において、コア層５４より伝搬定数低下強調層５７Ａ側
にしみ出したレーザビームを引き寄せる。これにより、
レーザビーム径変換領域部５２におけるレーザビームの
電界強度の分布は、図１６中、線IVで示す如くになり、
コア層５４より下方に拡がっている。
【０１００】ここで、伝搬定数低下強調層５７Ａ，５８
Ａの厚さを0.5 μm に定め、コア層５４及び伝搬定数低
下強調層５７Ａ，５８Ａの出射面における相対厚さを変
数として適宜変えた場合の、結合効率を計算で求めた。
この結果、図１７中、線Ｖで示す結果を得た。
Ａの厚さを0.5 μm に定め、コア層５４及び伝搬定数低
下強調層５７Ａ，５８Ａの出射面における相対厚さを変
数として適宜変えた場合の、結合効率を計算で求めた。
この結果、図１７中、線Ｖで示す結果を得た。
【０１０１】図１７より、コア層５４の相対厚さｋが、
0.85で８０％以上の結合効率が得られることが分かる。
この結果に基づき、コア層５４の厚さ漸次減少部分５４
ａは、相対厚さが0.85としてある。
0.85で８０％以上の結合効率が得られることが分かる。
この結果に基づき、コア層５４の厚さ漸次減少部分５４
ａは、相対厚さが0.85としてある。
【０１０２】相対厚さ0.85は、第１実施例における相対
厚さ0.7 より大きく、コア層５４の厚さ漸次減少部分５
４ａは、第１実施例に比べて、結晶歪がより少ない状態
で形成される。よって、光半導体装置５０Ｆは、図１の
光半導体装置５０に比べて高い信頼性を有する。
厚さ0.7 より大きく、コア層５４の厚さ漸次減少部分５
４ａは、第１実施例に比べて、結晶歪がより少ない状態
で形成される。よって、光半導体装置５０Ｆは、図１の
光半導体装置５０に比べて高い信頼性を有する。
【０１０３】〔第８実施例〕（請求項８） 図１８は本発明の第８実施例になる光半導体装置５０Ｇ
を示す。光半導体装置５０Ｇは、図１３の光半導体装置
５０Ｄに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｇと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｇとを一体的に有する。
を示す。光半導体装置５０Ｇは、図１３の光半導体装置
５０Ｄに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｇと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｇとを一体的に有する。
【０１０４】コア層５４の上側には、上側クラッド層５
６が設けてある。コア層５４の下側には、伝搬定数低下
強調層５７Ａ，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１００，
下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１
０２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてある。
６が設けてある。コア層５４の下側には、伝搬定数低下
強調層５７Ａ，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１００，
下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１
０２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてある。
【０１０５】光半導体装置５０Ｇは、図１５の光半導体
装置５０Ｆと略同じ特性を有する。 〔第９実施例〕（請求項９） 図１９は本発明の第９実施例になる光半導体装置５０Ｈ
を示す。光半導体装置５０Ｈは、図１４の光半導体装置
５０Ｅに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｈと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｈとを一体的に有する。
装置５０Ｆと略同じ特性を有する。 〔第９実施例〕（請求項９） 図１９は本発明の第９実施例になる光半導体装置５０Ｈ
を示す。光半導体装置５０Ｈは、図１４の光半導体装置
５０Ｅに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｈと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｈとを一体的に有する。
【０１０６】コア層５４の上側には、伝搬定数低下協調
層５８Ａ及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層
５４の下側には、ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０
０，下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド
層１０２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてあ
る。
層５８Ａ及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層
５４の下側には、ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０
０，下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド
層１０２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてあ
る。
【０１０７】光半導体装置５０Ｈは、図１５の光半導体
装置５０Ｆと略同じ特性を有する。 〔第１０実施例〕（請求項１３） 図２０は本発明の第１０実施例になる光半導体装置５０
Ｉを示す。光半導体装置５０Ｉは、図１及び図２の光半
導体装置５０に、副コア層を追加して設けた構成を有
し、レーザビーム発生領域部５１Ｉと、レーザビーム径
変換領域部５２Ｉとを一体的に有する。
装置５０Ｆと略同じ特性を有する。 〔第１０実施例〕（請求項１３） 図２０は本発明の第１０実施例になる光半導体装置５０
Ｉを示す。光半導体装置５０Ｉは、図１及び図２の光半
導体装置５０に、副コア層を追加して設けた構成を有
し、レーザビーム発生領域部５１Ｉと、レーザビーム径
変換領域部５２Ｉとを一体的に有する。
【０１０８】コア層５４の上側には、伝搬定数低下強調
層５８及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層５
４の下側には、伝搬定数低下強調層５７，ＩｎＧａＡｓ
Ｐ下側クラッド層１００，下側副コア層１０１，ＩｎＧ
ａＡｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０３，
基板５５が設けてある。伝搬定数低下強調層５７，５８
の厚さは、共に全面に亘って一定である。
層５８及び上側クラッド層５６が設けてある。コア層５
４の下側には、伝搬定数低下強調層５７，ＩｎＧａＡｓ
Ｐ下側クラッド層１００，下側副コア層１０１，ＩｎＧ
ａＡｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０３，
基板５５が設けてある。伝搬定数低下強調層５７，５８
の厚さは、共に全面に亘って一定である。
【０１０９】光半導体装置５０Ｉは、図１５の光半導体
装置５０Ｆと概略同じ特性を有する。閉じ込め係数を５
％にしたとき、本実施例および図１５の実施例では相対
厚さｋを比較的大きくできるので、相対厚さｋを０．７
程度まで小さくすることを許せば、コア層５４を厚くし
閉じ込め係数をこれより大きくすることができる。閉じ
込め係数が大きくなると、例えば、本光半導体装置を半
導体レーザとして使用した場合、発振閾値を低減させる
ことができる。
装置５０Ｆと概略同じ特性を有する。閉じ込め係数を５
％にしたとき、本実施例および図１５の実施例では相対
厚さｋを比較的大きくできるので、相対厚さｋを０．７
程度まで小さくすることを許せば、コア層５４を厚くし
閉じ込め係数をこれより大きくすることができる。閉じ
込め係数が大きくなると、例えば、本光半導体装置を半
導体レーザとして使用した場合、発振閾値を低減させる
ことができる。
【０１１０】図２１は、本実施例及び図１５の光半導体
装置において、コア層５４の多重量子井戸の層数を７層
としガイド層５７，５９、障壁層７１および井戸層７２
の厚さを調節しレーザビーム発生領域の閉じ込め係数を
７．５％まで大きくした場合の光結合効率の計算結果を
示すものである。図２１において、（Ｖａ）が本実施例
においてレーザビーム発生領域部の閉じ込め係数を７．
５％したもの、（ＶＩ）が図１５の実施例においてレー
ザビーム発生領域部の閉じ込め係数を７．５％にしたも
のである。図示したように、本発明によればレーザビー
ム発生領域の閉じ込め係数を７．５％まで大きくした場
合でもコア層の厚さを７５％程度まで薄化すれば８０％
以上の高い結合効率が実現される効果が得られた。
装置において、コア層５４の多重量子井戸の層数を７層
としガイド層５７，５９、障壁層７１および井戸層７２
の厚さを調節しレーザビーム発生領域の閉じ込め係数を
７．５％まで大きくした場合の光結合効率の計算結果を
示すものである。図２１において、（Ｖａ）が本実施例
においてレーザビーム発生領域部の閉じ込め係数を７．
５％したもの、（ＶＩ）が図１５の実施例においてレー
ザビーム発生領域部の閉じ込め係数を７．５％にしたも
のである。図示したように、本発明によればレーザビー
ム発生領域の閉じ込め係数を７．５％まで大きくした場
合でもコア層の厚さを７５％程度まで薄化すれば８０％
以上の高い結合効率が実現される効果が得られた。
【０１１１】このように、レーザビーム発生領域部の閉
じ込め係数が大きくなると光との相互作用がおおきくな
るため、レーザにおいては発振閾値の低減、出力の効率
の向上及び温度特性の向上、光増幅器においては増幅率
の向上、変調器においては変調効率の向上及び変調周波
数特性の向上、光電変換デバイスにおいては光電変換効
率の向上及び接合容量の低下による応答速度の高速化等
の効果を生ずる。
じ込め係数が大きくなると光との相互作用がおおきくな
るため、レーザにおいては発振閾値の低減、出力の効率
の向上及び温度特性の向上、光増幅器においては増幅率
の向上、変調器においては変調効率の向上及び変調周波
数特性の向上、光電変換デバイスにおいては光電変換効
率の向上及び接合容量の低下による応答速度の高速化等
の効果を生ずる。
【０１１２】〔第１１実施例〕（請求項１１） 図２２は本発明の第１１実施例になる光半導体装置５０
Ｊを示す。光半導体装置５０Ｊは、図９の光半導体装置
５０Ａに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｊと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｊとを一体的に有する。
Ｊを示す。光半導体装置５０Ｊは、図９の光半導体装置
５０Ａに、副コア層を追加して設けた構成を有し、レー
ザビーム発生領域部５１Ｊと、レーザビーム径変換領域
部５２Ｊとを一体的に有する。
【０１１３】コア層５４の上側には、上側クラッド層５
６が設けてある。コア層５４の下側には、伝搬定数低下
強調層５７，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１００，下
側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０
２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてある。伝搬
定数低下強調層５７の厚さは、共に全面に亘って一定で
ある。
６が設けてある。コア層５４の下側には、伝搬定数低下
強調層５７，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１００，下
側副コア層１０１，ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層１０
２，下側副コア層１０３，基板５５が設けてある。伝搬
定数低下強調層５７の厚さは、共に全面に亘って一定で
ある。
【０１１４】この光半導体装置５０Ｊは、上記の光半導
体装置５０Ｉと略同じ特性を有する。 〔第１２実施例〕（請求項１２） 図２３は本発明の第１２実施例になる光半導体装置５０
Ｋを示す。
体装置５０Ｉと略同じ特性を有する。 〔第１２実施例〕（請求項１２） 図２３は本発明の第１２実施例になる光半導体装置５０
Ｋを示す。
【０１１５】光半導体装置５０Ｋは、図１０の光半導体
装置５０Ｂに、副コア層を追加して設けた構成を有し、
レーザビーム発生領域部５１Ｋと、レーザビーム径変換
領域部５２Ｋとを一体的に有する。コア層５４の上側に
は、伝搬定数低下強調層５８及び上側クラッド層５６が
設けてある。コア層５４の下側には、ＩｎＧａＡｓＰ下
側クラッド層１００，下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡ
ｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０３，基板
５５が設けてある。伝搬定数低下強調層５８の厚さは、
共に全面に亘って一定である。
装置５０Ｂに、副コア層を追加して設けた構成を有し、
レーザビーム発生領域部５１Ｋと、レーザビーム径変換
領域部５２Ｋとを一体的に有する。コア層５４の上側に
は、伝搬定数低下強調層５８及び上側クラッド層５６が
設けてある。コア層５４の下側には、ＩｎＧａＡｓＰ下
側クラッド層１００，下側副コア層１０１，ＩｎＧａＡ
ｓＰ下側クラッド層１０２，下側副コア層１０３，基板
５５が設けてある。伝搬定数低下強調層５８の厚さは、
共に全面に亘って一定である。
【０１１６】この光半導体装置５０Ｋは、上記の光半導
体装置５０Ｊと略同じ特性を有する。 〔第１３実施例〕（請求項１６） 第１３乃至第２３実施例は、上記第１乃至第１２実施例
の光半導体装置５０〜５０Ｋのうちのレーザビーム発生
領域部５１〜５１Ｋを種々変えた構成を有する。
体装置５０Ｊと略同じ特性を有する。 〔第１３実施例〕（請求項１６） 第１３乃至第２３実施例は、上記第１乃至第１２実施例
の光半導体装置５０〜５０Ｋのうちのレーザビーム発生
領域部５１〜５１Ｋを種々変えた構成を有する。
【０１１７】図２４は、本発明の第１３実施例である。
本実施例による光半導体装置５０Ｌは、図１１に対応す
る光半導体装置５０Ｃについて、上側伝搬定数低下強調
層と下側伝搬定数低下強調層の厚さを0.２μm、ガイド
層の厚さを０．０２８４μm 、上側クラッド層の厚さを
２．８μm とし、さらに、下側クラッド層５５と下側伝
搬定数低下強調層との境界に回折格子型反射器を形成し
たものである。
本実施例による光半導体装置５０Ｌは、図１１に対応す
る光半導体装置５０Ｃについて、上側伝搬定数低下強調
層と下側伝搬定数低下強調層の厚さを0.２μm、ガイド
層の厚さを０．０２８４μm 、上側クラッド層の厚さを
２．８μm とし、さらに、下側クラッド層５５と下側伝
搬定数低下強調層との境界に回折格子型反射器を形成し
たものである。
【０１１８】光半導体装置５０Ｌは、レーザビーム発生
領域５１Ｌと、レーザビーム径変換領域部５２Ｌとを一
体的に有する。レーザビーム発生領域部５１Ｌにおいて
は、コア層５４の厚さは一定であり、ｔ10である。
領域５１Ｌと、レーザビーム径変換領域部５２Ｌとを一
体的に有する。レーザビーム発生領域部５１Ｌにおいて
は、コア層５４の厚さは一定であり、ｔ10である。
【０１１９】回折格子１１０は、レーザビーム発生領域
部５１Ｌの部分であって、下側伝搬定数低下強調層５７
と下側クラッド層５５との間に形成してある。回折格子
１１０は、干渉露光法とドライエッチングとによって形
成され、ピッチ0.24μm ，深さ0.２４μm を有する。
部５１Ｌの部分であって、下側伝搬定数低下強調層５７
と下側クラッド層５５との間に形成してある。回折格子
１１０は、干渉露光法とドライエッチングとによって形
成され、ピッチ0.24μm ，深さ0.２４μm を有する。
【０１２０】本実施例における回折格子型反射器の結合
係数は４０ｃｍ-1である。この値は、レーザビーム発生
領域部５１Ｌを、分布帰還型レーザ発信器として機能さ
せるのに十分な大きさである。既に述べたように、従来
の分布帰還型半導体レーザでは回折格子型反射器を形成
するために設ける層が伝搬定数の低下を阻止するが、本
発明によれば回折格子を下側クラッド層５５と下側伝搬
定数低下強調層との境界に設けるため、従来のような問
題を生じない。
係数は４０ｃｍ-1である。この値は、レーザビーム発生
領域部５１Ｌを、分布帰還型レーザ発信器として機能さ
せるのに十分な大きさである。既に述べたように、従来
の分布帰還型半導体レーザでは回折格子型反射器を形成
するために設ける層が伝搬定数の低下を阻止するが、本
発明によれば回折格子を下側クラッド層５５と下側伝搬
定数低下強調層との境界に設けるため、従来のような問
題を生じない。
【０１２１】また、図３７に示す従来の光半導体装置３
０の下側クラッド層３４と副コア３６の境界に回折格子
を形成する場合には、回折格子型反射器の結合係数は数
ｃｍ -1以下の小さなものとなり、これを用いて分布帰還
型レーザを作製するのは困難である。
０の下側クラッド層３４と副コア３６の境界に回折格子
を形成する場合には、回折格子型反射器の結合係数は数
ｃｍ -1以下の小さなものとなり、これを用いて分布帰還
型レーザを作製するのは困難である。
【０１２２】分布帰還型レーザ発信器は発振波長が一定
なので、本発明による分布帰還型レーザを用いると、波
長多重通信要レーザ等の特定波長が要求される光源を製
造する際、レーザと光ファイバあるいはレーザと光導波
路との結合が容易になる効果を生ずる。
なので、本発明による分布帰還型レーザを用いると、波
長多重通信要レーザ等の特定波長が要求される光源を製
造する際、レーザと光ファイバあるいはレーザと光導波
路との結合が容易になる効果を生ずる。
【０１２３】更に、レーザビーム発生領域部５１Ｌを、
分布帰還型レーザにすると、レーザの発振閾値の低減、
発光効率の向上及び温度特性の向上等のレーザ特性が向
上する効果も生ずる。なお、上記の回折格子１１０は、
図９の光半導体装置５０Ａ，図１１の光半導体装置５０
Ｃ，図１３の光半導体装置５０Ｄ，図１５の光半導体装
置５０Ｆ，図１８の光半導体装置５０Ｇ，図２０の光半
導体装置５０Ｉ，図２２の光半導体装置５０Ｊにも、上
記と同じく適用し得る。
分布帰還型レーザにすると、レーザの発振閾値の低減、
発光効率の向上及び温度特性の向上等のレーザ特性が向
上する効果も生ずる。なお、上記の回折格子１１０は、
図９の光半導体装置５０Ａ，図１１の光半導体装置５０
Ｃ，図１３の光半導体装置５０Ｄ，図１５の光半導体装
置５０Ｆ，図１８の光半導体装置５０Ｇ，図２０の光半
導体装置５０Ｉ，図２２の光半導体装置５０Ｊにも、上
記と同じく適用し得る。
【０１２４】回折格子を適用することにより、各光半導
体装置５０Ａ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｆ，５０Ｇ，５０
Ｉ，５０Ｊのレーザビーム発生領域部は、分布帰還型レ
ーザとして機能する。 〔第１４実施例〕（請求項１７） 図２５は、本発明の第１４実施例になる光半導体装置５
０Ｍを示す。
体装置５０Ａ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｆ，５０Ｇ，５０
Ｉ，５０Ｊのレーザビーム発生領域部は、分布帰還型レ
ーザとして機能する。 〔第１４実施例〕（請求項１７） 図２５は、本発明の第１４実施例になる光半導体装置５
０Ｍを示す。
【０１２５】光半導体装置５０Ｍは、図２の光半導体装
置５０に、分布帰還型用回折格子１１１を追加して設け
た構成を有し、レーザビーム発生領域部５１Ｌと、レー
ザビーム径変換領域部５２Ｌとを一体的に有する。レー
ザビーム発生領域部５１Ｌにおいては、コア層５４の厚
さは一定であり、ｔ10である。
置５０に、分布帰還型用回折格子１１１を追加して設け
た構成を有し、レーザビーム発生領域部５１Ｌと、レー
ザビーム径変換領域部５２Ｌとを一体的に有する。レー
ザビーム発生領域部５１Ｌにおいては、コア層５４の厚
さは一定であり、ｔ10である。
【０１２６】回折格子１１０は、レーザビーム発生領域
部５１Ｌの部分であって、上側伝搬定数低下強調層５８
と上側クラッド層５６との間に形成してある。この光半
導体装置５０Ｍは、図２４の光半導体装置５０Ｌと同様
に動作し、同様の特性を有する。
部５１Ｌの部分であって、上側伝搬定数低下強調層５８
と上側クラッド層５６との間に形成してある。この光半
導体装置５０Ｍは、図２４の光半導体装置５０Ｌと同様
に動作し、同様の特性を有する。
【０１２７】なお、上記の回折格子１１１は、図１０の
光半導体装置５０Ｂ，図１１の光半導体装置５０Ｃ，図
１４の光半導体装置５０Ｅ，図１５の光半導体装置５０
Ｆ，図１９の光半導体装置５０Ｈ，図２０の光半導体装
置５０Ｉ，図２３の光半導体装置５０Ｋにも、上記と同
様に適用される。
光半導体装置５０Ｂ，図１１の光半導体装置５０Ｃ，図
１４の光半導体装置５０Ｅ，図１５の光半導体装置５０
Ｆ，図１９の光半導体装置５０Ｈ，図２０の光半導体装
置５０Ｉ，図２３の光半導体装置５０Ｋにも、上記と同
様に適用される。
【０１２８】回折格子を適用することにより、各光半導
体装置５０Ｃ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｈ，５０Ｉ，５０
Ｋのレーザビーム発生領域部は、分布帰還型レーザとし
て動作する。 〔第１５実施例〕（請求項１８） 図２６は本発明の第１５実施例になる光半導体装置５０
Ｎを示す。
体装置５０Ｃ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｈ，５０Ｉ，５０
Ｋのレーザビーム発生領域部は、分布帰還型レーザとし
て動作する。 〔第１５実施例〕（請求項１８） 図２６は本発明の第１５実施例になる光半導体装置５０
Ｎを示す。
【０１２９】光半導体装置５０Ｎは、レーザビーム径変
換領域部５２Ｎと、能動領域としての光電変換領域部５
１Ｎとを一体的に有する。光半導体装置５０Ｎは、一端
に、レーザビーム入射面１２０を有する。光半導体装置
５０Ｎは、具体的には受光素子である。光半導体装置５
０Ｎは、構造的には、図２の光半導体装置５０と同じ構
造を有する。
換領域部５２Ｎと、能動領域としての光電変換領域部５
１Ｎとを一体的に有する。光半導体装置５０Ｎは、一端
に、レーザビーム入射面１２０を有する。光半導体装置
５０Ｎは、具体的には受光素子である。光半導体装置５
０Ｎは、構造的には、図２の光半導体装置５０と同じ構
造を有する。
【０１３０】光電変換領域部５１Ｎは、ダブルヘテロｐ
ｉｎ接合構造を有する。電源１２１は、図２とは逆向
き、即ち逆方向電圧を加えるように接続してある。これ
により、コア層５４には、電界が加えられており、光電
変換領域部５１Ｎは、光電変換機能を有する。
ｉｎ接合構造を有する。電源１２１は、図２とは逆向
き、即ち逆方向電圧を加えるように接続してある。これ
により、コア層５４には、電界が加えられており、光電
変換領域部５１Ｎは、光電変換機能を有する。
【０１３１】光の可逆性よりして、シングルモードの光
ファイバと光半導体装置５０Ｎとは、８０％の効率で結
合される。 〔第１６実施例〕（請求項１９） 図２７は本発明の第１６実施例になる光半導体装置５０
Ｐを示す。
ファイバと光半導体装置５０Ｎとは、８０％の効率で結
合される。 〔第１６実施例〕（請求項１９） 図２７は本発明の第１６実施例になる光半導体装置５０
Ｐを示す。
【０１３２】光半導体装置５０Ｐは、左側から右側に向
かって順に、レーザビーム発生領域部５１Ｐと、電界吸
収型レーザビーム変調器領域部１３０と、レーザビーム
径変換領域部５２Ｐとを一体的に有する。光半導体装置
５０Ｐは、具体的にはレーザビーム変調器とレーザビー
ム径拡大器とを一体的に有する半導体レーザである。
かって順に、レーザビーム発生領域部５１Ｐと、電界吸
収型レーザビーム変調器領域部１３０と、レーザビーム
径変換領域部５２Ｐとを一体的に有する。光半導体装置
５０Ｐは、具体的にはレーザビーム変調器とレーザビー
ム径拡大器とを一体的に有する半導体レーザである。
【０１３３】光半導体装置５０Ｐは、基本的には、図２
４に示す光半導体装置５０Ｌの領域部５１Ｌと５２Ｌと
の間に、領域部１３０を追加的に設けた構造を有する。
領域部１３０について説明する。領域部１３０は、ダブ
ルヘテロｐｉｎ接合構造を有する。コア層５４は、一定
の厚さを有している。領域部１３０は、上面に、独立し
た電極１３１を有する。
４に示す光半導体装置５０Ｌの領域部５１Ｌと５２Ｌと
の間に、領域部１３０を追加的に設けた構造を有する。
領域部１３０について説明する。領域部１３０は、ダブ
ルヘテロｐｉｎ接合構造を有する。コア層５４は、一定
の厚さを有している。領域部１３０は、上面に、独立し
た電極１３１を有する。
【０１３４】１３２は変調電圧源であり、電極１３１と
電極５９との間に接続してある。変調電圧源１３２によ
り、電極１３１，５９を介して、コア層に変調電圧が加
えられると、量子閉じ込めシュタルク効果により、変調
電圧に比例してコア層の光吸収率が変化する。
電極５９との間に接続してある。変調電圧源１３２によ
り、電極１３１，５９を介して、コア層に変調電圧が加
えられると、量子閉じ込めシュタルク効果により、変調
電圧に比例してコア層の光吸収率が変化する。
【０１３５】これにより、レーザビーム発生領域部５１
Ｐで発生したレーザビームは、レーザビーム変調領域部
１３０を通過する際強度変調される。強度変調されたレ
ーザビームは、領域部５２Ｐを通過する過程において、
そのレーザビーム径が変換される。
Ｐで発生したレーザビームは、レーザビーム変調領域部
１３０を通過する際強度変調される。強度変調されたレ
ーザビームは、領域部５２Ｐを通過する過程において、
そのレーザビーム径が変換される。
【０１３６】なお、回折格子型反射器のピッチを調節し
て、レーザビーム発生領域部で発生する光の波長をレー
ザビーム変調器領域部のコア層のバンドギャップエネル
ギーの波長より長めに設定し、レーザビーム変調器領域
部のコア層が透明な領域で使用すると、量子閉じ込めシ
ュタルク効果により、変調電圧に比例してコア層の屈折
率が変化する。そのため、このような場合には、本装置
は位相変調器ともなり得ることはいうまでもない。
て、レーザビーム発生領域部で発生する光の波長をレー
ザビーム変調器領域部のコア層のバンドギャップエネル
ギーの波長より長めに設定し、レーザビーム変調器領域
部のコア層が透明な領域で使用すると、量子閉じ込めシ
ュタルク効果により、変調電圧に比例してコア層の屈折
率が変化する。そのため、このような場合には、本装置
は位相変調器ともなり得ることはいうまでもない。
【０１３７】本実施例を変形し、上側伝搬定数低域強調
層５８と上側クラッド層５６との間に回折格子型反射器
を形成すれば、請求項２０に記載の光半導体装置とな
る。 〔第１７実施例〕（請求項２１） 図２８は本発明の第１７実施例の光半導体装置５０Ｑを
示す。
層５８と上側クラッド層５６との間に回折格子型反射器
を形成すれば、請求項２０に記載の光半導体装置とな
る。 〔第１７実施例〕（請求項２１） 図２８は本発明の第１７実施例の光半導体装置５０Ｑを
示す。
【０１３８】光半導体装置５０Ｑは、中央に位置する能
動領域としての光増幅領域部５１Ｑと、この両側に位置
するレーザビーム径変換領域部５２Ｑ-1，５２Ｑ-2とを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｑは、両端に、低反
射膜１４０，１４１を有する。
動領域としての光増幅領域部５１Ｑと、この両側に位置
するレーザビーム径変換領域部５２Ｑ-1，５２Ｑ-2とを
一体的に有する。光半導体装置５０Ｑは、両端に、低反
射膜１４０，１４１を有する。
【０１３９】領域部５１Ｑは、ダブルヘテロｐｉｎ接合
構造を有し、順方向電流を注入されて、レーザビームを
増幅する。光半導体装置５０Ｑは、具体的には、進行波
型光増幅器である。光半導体装置５０Ｑは、例えば、光
通信システムにおいて、一の光ファイバの端と、別の光
ファイバの端との間の位置に配され、各レーザビーム径
変換領域部５１Ｑ-1，５１Ｑ-2が光ファイバと高い結合
効率で結合され、且つ通過するレーザビームを増幅す
る。
構造を有し、順方向電流を注入されて、レーザビームを
増幅する。光半導体装置５０Ｑは、具体的には、進行波
型光増幅器である。光半導体装置５０Ｑは、例えば、光
通信システムにおいて、一の光ファイバの端と、別の光
ファイバの端との間の位置に配され、各レーザビーム径
変換領域部５１Ｑ-1，５１Ｑ-2が光ファイバと高い結合
効率で結合され、且つ通過するレーザビームを増幅す
る。
【０１４０】〔第１８実施例〕（請求項２２） 図２９は本発明の第１８実施例になる光半導体装置５０
Ｒを示す。光半導体装置５０Ｒは、中央に位置する能動
領域としてのレーザビーム変調領域部５１Ｒと、この両
側に位置するレーザビーム径変換領域部５１Ｒ-1，５１
Ｒ -2とを一体的に有し、且つ両端に低反射膜１４１，１
４２を有する。
Ｒを示す。光半導体装置５０Ｒは、中央に位置する能動
領域としてのレーザビーム変調領域部５１Ｒと、この両
側に位置するレーザビーム径変換領域部５１Ｒ-1，５１
Ｒ -2とを一体的に有し、且つ両端に低反射膜１４１，１
４２を有する。
【０１４１】領域部５１Ｒは、ダブルヘテロｐｉｎ接合
構造を有し、変調電圧源１３２によって、コア層５４に
変調電界を加えられる。これによって、レーザビーム変
調領域５１Ｒは、この部分を通過するレーザビームを強
度変調する。光半導体装置５０Ｒは、具体的には、光変
調器である。
構造を有し、変調電圧源１３２によって、コア層５４に
変調電界を加えられる。これによって、レーザビーム変
調領域５１Ｒは、この部分を通過するレーザビームを強
度変調する。光半導体装置５０Ｒは、具体的には、光変
調器である。
【０１４２】光半導体装置５０Ｒは、例えば、光通信シ
ステムにおいて、一の光ファイバの端と、別の光ファイ
バの端との間の位置に配され、各レーザビーム径変換領
域部５１Ｒ-1，５１Ｒ-2が光ファイバと高い結合効率で
結合され、且つ通過するレーザビームを変調する。
ステムにおいて、一の光ファイバの端と、別の光ファイ
バの端との間の位置に配され、各レーザビーム径変換領
域部５１Ｒ-1，５１Ｒ-2が光ファイバと高い結合効率で
結合され、且つ通過するレーザビームを変調する。
【０１４３】第１６実施例の場合と同様に、本装置を通
過するレーザビームの波長を所定の範囲に選択すると、
位相変調器となることはいうまでもない。 〔第１９実施例〕（請求項２３） 図３０は本発明の第１９実施例の光半導体装置５０Ｓを
示す。
過するレーザビームの波長を所定の範囲に選択すると、
位相変調器となることはいうまでもない。 〔第１９実施例〕（請求項２３） 図３０は本発明の第１９実施例の光半導体装置５０Ｓを
示す。
【０１４４】光半導体装置５０は、両端に、劈開面１５
０，１５１を有し、中央に、劈開面１５０，１５１と協
働してレーザビームを発生させるレーザビーム発生領域
部５１Ｓを有し、この両側に、レーザビーム径変換領域
部５２Ｓ-1，５２Ｓ-2を有する。
０，１５１を有し、中央に、劈開面１５０，１５１と協
働してレーザビームを発生させるレーザビーム発生領域
部５１Ｓを有し、この両側に、レーザビーム径変換領域
部５２Ｓ-1，５２Ｓ-2を有する。
【０１４５】領域部５１Ｓは、ダブルヘテロｐｉｎ接合
構造を有し、電源６１により、順方向を注入されて、上
記の劈開面１５０，１５１と協働してレーザビームを発
生する。発生したレーザビームは、一方では、領域部５
２Ｓ-1を通って、レーザビーム径を変換されて、図中、
右方向に出射し、他方では領域部５２Ｓ-2を通って、レ
ーザビーム径を変換されて、図中、左方向に出射する。
構造を有し、電源６１により、順方向を注入されて、上
記の劈開面１５０，１５１と協働してレーザビームを発
生する。発生したレーザビームは、一方では、領域部５
２Ｓ-1を通って、レーザビーム径を変換されて、図中、
右方向に出射し、他方では領域部５２Ｓ-2を通って、レ
ーザビーム径を変換されて、図中、左方向に出射する。
【０１４６】光半導体装置５０Ｓは、具体的には、半導
体レーザである。光半導体装置５０Ｓは、その両端側に
おいて、別々の光ファイバと、高い結合効率で結合され
る効果を生ずる。他の効果として、端面１５０と端面１
５１における光密度が低減される効果を生ずる。レーザ
ビームのエネルギーが高くなり、光密度が一定値を越え
ると端面が破壊されるが、ビームスポット径が大きいた
めエネルギー密度が下がり、従来のものに比べ、端面破
壊に到る光出力レベルが高くなる効果を生じる。
体レーザである。光半導体装置５０Ｓは、その両端側に
おいて、別々の光ファイバと、高い結合効率で結合され
る効果を生ずる。他の効果として、端面１５０と端面１
５１における光密度が低減される効果を生ずる。レーザ
ビームのエネルギーが高くなり、光密度が一定値を越え
ると端面が破壊されるが、ビームスポット径が大きいた
めエネルギー密度が下がり、従来のものに比べ、端面破
壊に到る光出力レベルが高くなる効果を生じる。
【０１４７】〔第２０実施例〕（請求項２４） 図３１は本発明の第２０実施例になる光半導体装置５０
Ｔを示す。光半導体装置５０Ｔは、両端面に、低反射膜
１４０，１４１を有し、中央に、能動領域部５１Ｔを有
し、この両側に、レーザビーム径変換領域部５２Ｔ-1，
５２Ｔ-2を有する。
Ｔを示す。光半導体装置５０Ｔは、両端面に、低反射膜
１４０，１４１を有し、中央に、能動領域部５１Ｔを有
し、この両側に、レーザビーム径変換領域部５２Ｔ-1，
５２Ｔ-2を有する。
【０１４８】能動領域部５１Ｔは、ダブルヘテロｐｉｎ
接合構造を有し、且つ、電極５９，６０を有し、且つ同
図（Ｃ）に拡大して示すように途中でピッチがλ／４シ
フトしているλ／４シフト回折格子１６０を有する。λ
／４シフト回折格子１６０に代えて、同図（Ｄ）に示す
構成のλ／４シフト回折格子１６１を設けてもよい。
接合構造を有し、且つ、電極５９，６０を有し、且つ同
図（Ｃ）に拡大して示すように途中でピッチがλ／４シ
フトしているλ／４シフト回折格子１６０を有する。λ
／４シフト回折格子１６０に代えて、同図（Ｄ）に示す
構成のλ／４シフト回折格子１６１を設けてもよい。
【０１４９】光半導体装置５０Ｔは、その両端側におい
て、別々の光ファイバと高い結合効率で結合される。電
極５９，６０に電源６１を接続して能動領域部５１Ｔの
接合に順方向電流を流すと、能動領域５１Ｔは、レーザ
ビーム増幅器とバンドパスフィルタを兼ねる働きをす
る。電極５９，６０に変調電圧源１３２を接続して能動
領域部５１Ｔのコア層５４ａに電界を加えると、能動領
域部５１Ｔは、レーザビーム変調器とバンドパスフィル
タを兼ねる働きをする。本実施例による光半導体装置は
バンドパスフィルタを内蔵するので、たとえば波長多重
通信における光変調や光増幅を行う部品に適する。
て、別々の光ファイバと高い結合効率で結合される。電
極５９，６０に電源６１を接続して能動領域部５１Ｔの
接合に順方向電流を流すと、能動領域５１Ｔは、レーザ
ビーム増幅器とバンドパスフィルタを兼ねる働きをす
る。電極５９，６０に変調電圧源１３２を接続して能動
領域部５１Ｔのコア層５４ａに電界を加えると、能動領
域部５１Ｔは、レーザビーム変調器とバンドパスフィル
タを兼ねる働きをする。本実施例による光半導体装置は
バンドパスフィルタを内蔵するので、たとえば波長多重
通信における光変調や光増幅を行う部品に適する。
【０１５０】本実施例を変形し、上側伝搬定数低減強調
層５８と上側トラッグ層５６との間にλ／４シフト回折
格子を形成すれば、請求項２５に記載の光半導体装置と
なる。 〔第２１実施例〕図３２は、本発明の第２１実施例の光
半導体装置５０Ｖを示す。
層５８と上側トラッグ層５６との間にλ／４シフト回折
格子を形成すれば、請求項２５に記載の光半導体装置と
なる。 〔第２１実施例〕図３２は、本発明の第２１実施例の光
半導体装置５０Ｖを示す。
【０１５１】本実施例では、光半導体装置５０Ｖの上面
トラッド層を液層エピタキシャル成長によって上面が水
平になるように形成している。レーザビーム径変換領域
部の先端に進むにつれて上側クラッド層が厚くなるの
で、レーザビームがレーザビーム径変換領域部の先端に
進むにつれて上側クラッド層にも広がり易くなり、レー
ザビーム径がより大きくなる効果を生ずる。
トラッド層を液層エピタキシャル成長によって上面が水
平になるように形成している。レーザビーム径変換領域
部の先端に進むにつれて上側クラッド層が厚くなるの
で、レーザビームがレーザビーム径変換領域部の先端に
進むにつれて上側クラッド層にも広がり易くなり、レー
ザビーム径がより大きくなる効果を生ずる。
【０１５２】〔第２２実施例〕図３３は、本発明の第２
２実施例の光半導体装置５０Ｗを示す。本実施例では、
光半導体装置５０Ｗの電極６０-1は、レーザビーム径変
換領域部の一部にさしかかるように形成されている。レ
ーザビーム発生領域部とレーザビーム径変換領域部との
境界付近およびレーザビーム径変換領域部のうち比較的
コア層が厚い部分は、レーザビーム発生領域部で発生す
るレーザビームに対する吸収率が比較的大であるが、本
実施例のようにレーザビーム径変換領域部の一部にさし
かかるように電極６０-1を形成し、順方向電流を流すこ
とによって、上記光吸収率が低減する効果を生ずる。
２実施例の光半導体装置５０Ｗを示す。本実施例では、
光半導体装置５０Ｗの電極６０-1は、レーザビーム径変
換領域部の一部にさしかかるように形成されている。レ
ーザビーム発生領域部とレーザビーム径変換領域部との
境界付近およびレーザビーム径変換領域部のうち比較的
コア層が厚い部分は、レーザビーム発生領域部で発生す
るレーザビームに対する吸収率が比較的大であるが、本
実施例のようにレーザビーム径変換領域部の一部にさし
かかるように電極６０-1を形成し、順方向電流を流すこ
とによって、上記光吸収率が低減する効果を生ずる。
【０１５３】〔第２３実施例〕図３４は、本発明の第２
３実施例の光半導体装置５０Ｘを示す。本実施例による
光半導体装置５０Ｘは、レーザビーム径変換領域部先端
部に、コア層の厚さが薄くされた後、その厚さが一定の
平坦部分１７０を有する。
３実施例の光半導体装置５０Ｘを示す。本実施例による
光半導体装置５０Ｘは、レーザビーム径変換領域部先端
部に、コア層の厚さが薄くされた後、その厚さが一定の
平坦部分１７０を有する。
【０１５４】レーザビーム径変換領域部のコア層厚さの
変化が急峻である場合にはこの部分を伝搬するレーザビ
ーム径の変化は、その導波路のコア層の厚さに固有のビ
ーム径に収束する以前に更に先の部分まで伝搬する。そ
のため、伝搬する光の分布が不安定となったり、あるい
は損失が増加したり、あるいは期待される大きさまでレ
ーザビーム径が拡大されない等の問題を生じる。
変化が急峻である場合にはこの部分を伝搬するレーザビ
ーム径の変化は、その導波路のコア層の厚さに固有のビ
ーム径に収束する以前に更に先の部分まで伝搬する。そ
のため、伝搬する光の分布が不安定となったり、あるい
は損失が増加したり、あるいは期待される大きさまでレ
ーザビーム径が拡大されない等の問題を生じる。
【０１５５】本実施例のように平坦部１７０を形成する
と、上記のような問題が軽減される効果を生ずる。な
お、上記各実施例において、厚さが傾斜面に沿って減少
する厚さ漸次減少部分５４ａ，５７Ａａ，５８Ａａの構
成を、厚さが段階的に減少する構成としてもよい。
と、上記のような問題が軽減される効果を生ずる。な
お、上記各実施例において、厚さが傾斜面に沿って減少
する厚さ漸次減少部分５４ａ，５７Ａａ，５８Ａａの構
成を、厚さが段階的に減少する構成としてもよい。
【０１５６】各請求項において、厚さ減少部分とは、上
記の双方を包含するものである。
記の双方を包含するものである。
【０１５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝搬定数低下強調層を設けているため、レーザビーム径
変換領域部のコア層が薄くなった場合の有効屈折率ｎ
eff の低下の度合いが大きくなり、よってクラッド層の
伝搬定数γcrの低下の度合いも大きくなる。その結果、
従来に比べてコア層の厚さ変化が小さいレーザビーム径
変換領域部を有するもので、従来と同等のビーム径の拡
大を行うことが可能になる。その結果、従来と同等の高
い光結合効率を得ることが可能で且つ信頼性の高い光半
導体装置が実現される。
伝搬定数低下強調層を設けているため、レーザビーム径
変換領域部のコア層が薄くなった場合の有効屈折率ｎ
eff の低下の度合いが大きくなり、よってクラッド層の
伝搬定数γcrの低下の度合いも大きくなる。その結果、
従来に比べてコア層の厚さ変化が小さいレーザビーム径
変換領域部を有するもので、従来と同等のビーム径の拡
大を行うことが可能になる。その結果、従来と同等の高
い光結合効率を得ることが可能で且つ信頼性の高い光半
導体装置が実現される。
【０１５８】これにより、仮にコア層の厚さを薄くする
場合であっても、薄くする程度を小さくし得、よって、
コア層を選択領域結晶成長法によって形成した場合に、
コア層に生ずる残留歪の程度を小さくし得る。よって、
光ファイバとの結合効率が高い光半導体装置であって、
信頼性の高い光半導体装置を実現出来る。
場合であっても、薄くする程度を小さくし得、よって、
コア層を選択領域結晶成長法によって形成した場合に、
コア層に生ずる残留歪の程度を小さくし得る。よって、
光ファイバとの結合効率が高い光半導体装置であって、
信頼性の高い光半導体装置を実現出来る。
【０１５９】請求項２乃至１３の発明によれば、伝搬定
数低下強調層が設けてあるため、コア層の厚さ減少部分
の相対厚さを、従来の場合程小さく定める必要はなく、
従来に比べて相当に大きくとることが出来る。これによ
って、コア層を選択領域結晶成長法によって形成した場
合に、コア層の厚さ減少部分に生ずる結晶の残留歪の程
度を従来に比べて格段に小さくし得る。この結果、従来
に比べて信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
数低下強調層が設けてあるため、コア層の厚さ減少部分
の相対厚さを、従来の場合程小さく定める必要はなく、
従来に比べて相当に大きくとることが出来る。これによ
って、コア層を選択領域結晶成長法によって形成した場
合に、コア層の厚さ減少部分に生ずる結晶の残留歪の程
度を従来に比べて格段に小さくし得る。この結果、従来
に比べて信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１６０】請求項１４の発明によれば、能動領域部を
備えた光半導体装置であって、光ファイバとの結合効率
が高く、しかも高い信頼性を有するものを実現出来る。
請求項１５，１６，１７，１９，２０，２３，２４の発
明によれば、光ファイバとの結合効率が高く、しかも信
頼性の高い半導体レーザを実現出来る。
備えた光半導体装置であって、光ファイバとの結合効率
が高く、しかも高い信頼性を有するものを実現出来る。
請求項１５，１６，１７，１９，２０，２３，２４の発
明によれば、光ファイバとの結合効率が高く、しかも信
頼性の高い半導体レーザを実現出来る。
【０１６１】請求項１６、請求項１７、請求項１９およ
び請求項２０の発明によれば、比較的大きな結合係数を
有し、且つコア層を薄くした場合に伝搬定数が低下する
のを強調する回折格子型反射器を形成可能である。この
結果、分布帰還型レーザ発信器とレーザビーム径変換導
波路部とを一体化した光半導体装置を実現できる。よっ
て、分布帰還型用レーザであって、光ファイバとの結合
効率が高く、しかも信頼性の高いものを実現出来る。
び請求項２０の発明によれば、比較的大きな結合係数を
有し、且つコア層を薄くした場合に伝搬定数が低下する
のを強調する回折格子型反射器を形成可能である。この
結果、分布帰還型レーザ発信器とレーザビーム径変換導
波路部とを一体化した光半導体装置を実現できる。よっ
て、分布帰還型用レーザであって、光ファイバとの結合
効率が高く、しかも信頼性の高いものを実現出来る。
【０１６２】請求項１８の発明によれば、光ファイバと
の結合効率が高く、しかも信頼性の高い受光素子を実現
出来る。請求項２１の発明によれば、レーザビーム増幅
素子であって、光ファイバとの結合効率が高く、しかも
信頼性の高いものを実現出来る。
の結合効率が高く、しかも信頼性の高い受光素子を実現
出来る。請求項２１の発明によれば、レーザビーム増幅
素子であって、光ファイバとの結合効率が高く、しかも
信頼性の高いものを実現出来る。
【０１６３】請求項２２の発明によれば、レーザビーム
変調素子であって、光ファイバとの結合効率が高く、し
かも信頼性の高いものを実現出来る。請求項２３の発明
によれば、光ファイバとの結合効率が高く、しかもレー
ザビームのエネルギーによって端面が破壊される光出力
レベルが高い半導体レーザであって、且つ信頼性の高い
ものを実現できる。
変調素子であって、光ファイバとの結合効率が高く、し
かも信頼性の高いものを実現出来る。請求項２３の発明
によれば、光ファイバとの結合効率が高く、しかもレー
ザビームのエネルギーによって端面が破壊される光出力
レベルが高い半導体レーザであって、且つ信頼性の高い
ものを実現できる。
【０１６４】請求項２４および請求項２５の発明によれ
ば、光増幅機能又は光変調機能に加えてフィルタ機能を
併せ有する素子であって、光ファイバとの結合効率が高
く、しかも信頼性の高いものを実現出来る。
ば、光増幅機能又は光変調機能に加えてフィルタ機能を
併せ有する素子であって、光ファイバとの結合効率が高
く、しかも信頼性の高いものを実現出来る。
【図１】本発明の第１実施例の光半導体装置の一部切截
斜視図とその製造に用いる下地基板を示す図である。
斜視図とその製造に用いる下地基板を示す図である。
【図２】図１中、II−II線に沿う断面及び屈折率の分布
を示す図である。
を示す図である。
【図３】コア層の構造を示す図である。
【図４】図１の光半導体装置のレーザビーム径変換領域
の伝搬定数を説明する図である。
の伝搬定数を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例による光半導体装置の、
レーザビーム発生領域とレーザビーム径変換領域部の層
構造と電界分布を概略的に説明する図である。
レーザビーム発生領域とレーザビーム径変換領域部の層
構造と電界分布を概略的に説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施例による光半導体装置のレ
ーザビーム発生領域部を伝搬するレーザビームの電界分
布を詳細に示す図である。
ーザビーム発生領域部を伝搬するレーザビームの電界分
布を詳細に示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例による光半導体装置のレ
ーザビーム径変換領域部を伝搬して外部に出射される直
前のレーザビームの電界分布を詳細に示す図である。
ーザビーム径変換領域部を伝搬して外部に出射される直
前のレーザビームの電界分布を詳細に示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例による光半導体装置とス
ポット径１０μｍのガウスビームとの結合効率を示す図
である。
ポット径１０μｍのガウスビームとの結合効率を示す図
である。
【図９】本発明の第２実施例の光半導体装置を屈折率の
分布と併せて示す図である。
分布と併せて示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例の光半導体装置を屈折率
の分布と併せて示す図である。
の分布と併せて示す図である。
【図１１】本発明の第４実施例になる光半導体装置を示
す図である。
す図である。
【図１２】図１１の光半導体装置の結合特性を示す図で
ある。
ある。
【図１３】本発明の第５実施例の光半導体装置を屈折率
の分布と併せて示す図である。
の分布と併せて示す図である。
【図１４】本発明の第６実施例の光半導体装置を屈折率
の分布と併せて示す図である。
の分布と併せて示す図である。
【図１５】本発明の第７実施例になる光半導体装置を示
す図である。
す図である。
【図１６】図１５中、レーザビーム径変換領域部のレー
ザビームの電界強度分布を示す図である。
ザビームの電界強度分布を示す図である。
【図１７】図１５の光半導体装置の結合特性を示す図で
ある。
ある。
【図１８】本発明の第８実施例の光半導体装置を屈折率
の分布と併せて示す図である。
の分布と併せて示す図である。
【図１９】本発明の第９実施例になる光半導体装置を示
す図である。
す図である。
【図２０】本発明の第１０実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２１】図２０の光半導体装置の結合特性を示す図で
ある。
ある。
【図２２】本発明の第１１実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２３】本発明の第１２実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２４】本発明の第１３実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２５】本発明の第１４実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２６】本発明の第１５実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２７】本発明の第１６実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２８】本発明の第１７実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図２９】本発明の第１８実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図３０】本発明の第１９実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図３１】本発明の第２０実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図３２】本発明の第２１実施例の光半導体装置を屈折
率の分布と併せて示す図である。
率の分布と併せて示す図である。
【図３３】本発明の第２２実施例の光半導体装置を示す
図である。
図である。
【図３４】本発明の第２３実施例の光半導体装置を示す
図である。
図である。
【図３５】従来の光半導体装置の例とその製造に用いる
下地基板の例を示す図である。
下地基板の例を示す図である。
【図３６】図３５の光半導体装置の要部を概略的に示す
図である。
図である。
【図３７】従来の光半導体装置の別の例を示す図であ
る。
る。
【図３８】図３５の従来の光半導体装置とスポット径１
０μｍのガウスビームとの結合効率を示す図である。
０μｍのガウスビームとの結合効率を示す図である。
５０，５０Ａ〜５０Ｘ 光半導体装置 ５１，５１Ａ〜５１Ｍ，５１Ｓ レーザビーム発生領域
部（能動領域部） ５１Ｎ 光電変換領域部 ５１Ｑ レーザビーム増幅領域部 ５１Ｒ レーザビーム変調領域部 ５１Ｔ 能動領域部（増幅とフィルタ又は変調とフィル
タ） ５２，５２Ａ〜５２Ｎ，５２Ｑ-1，５２Ｑ-2，５２
Ｒ-1，５２Ｒ-2，５２Ｓ-1，５２Ｓ-2，５２Ｖ-1，５２
Ｔ-2 レーザビーム径変換領域部 ５３ 出射面（劈開面） ５３ｍ 光反射器（劈開面による光反射器） ５３ａ 低反射率の光入出力端面 ５４ コア層 ５４ａ 厚さ漸次減少部分 ５５ ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層 ５６，５６-1 ＩｎＧａＡｓＰ上側クラッド層 ５７，５７Ａ，５８，５８Ａ 伝搬定数低下強調層 ５７Ａａ，５８Ａａ 厚さ漸次減少部分 ５９ 下電極 ６０，６０-1 電極 ６０ｌ レーザビーム発生用電極 ７０，７３ ガイド層 ７１ バリア層 ７２ 井戸層 ８０ レーザビームの電界分布を示す ９０，９１ 範囲 １００，１０２ 下側クラッド層 １０１，１０３ 下側副コア層 １１０，１１１ 回折格子型反射器 １２０ 入射面 １２１ 電源 １３０ 電界吸収型レーザビーム変調領域部 １３１ 変調用電極 １３２ 変調電圧源 １４０，１４１ 低反射膜 １５０，１５１ 劈開面 １６０，１６１ λ／４シフト回折格子 １７０ 薄くされた平坦部分
部（能動領域部） ５１Ｎ 光電変換領域部 ５１Ｑ レーザビーム増幅領域部 ５１Ｒ レーザビーム変調領域部 ５１Ｔ 能動領域部（増幅とフィルタ又は変調とフィル
タ） ５２，５２Ａ〜５２Ｎ，５２Ｑ-1，５２Ｑ-2，５２
Ｒ-1，５２Ｒ-2，５２Ｓ-1，５２Ｓ-2，５２Ｖ-1，５２
Ｔ-2 レーザビーム径変換領域部 ５３ 出射面（劈開面） ５３ｍ 光反射器（劈開面による光反射器） ５３ａ 低反射率の光入出力端面 ５４ コア層 ５４ａ 厚さ漸次減少部分 ５５ ＩｎＧａＡｓＰ下側クラッド層 ５６，５６-1 ＩｎＧａＡｓＰ上側クラッド層 ５７，５７Ａ，５８，５８Ａ 伝搬定数低下強調層 ５７Ａａ，５８Ａａ 厚さ漸次減少部分 ５９ 下電極 ６０，６０-1 電極 ６０ｌ レーザビーム発生用電極 ７０，７３ ガイド層 ７１ バリア層 ７２ 井戸層 ８０ レーザビームの電界分布を示す ９０，９１ 範囲 １００，１０２ 下側クラッド層 １０１，１０３ 下側副コア層 １１０，１１１ 回折格子型反射器 １２０ 入射面 １２１ 電源 １３０ 電界吸収型レーザビーム変調領域部 １３１ 変調用電極 １３２ 変調電圧源 １４０，１４１ 低反射膜 １５０，１５１ 劈開面 １６０，１６１ λ／４シフト回折格子 １７０ 薄くされた平坦部分
Claims (25)
- 【請求項１】 コア層と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間、又は該コア層と該
上側クラッド層との間に配されており、該コア層の屈折
率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折率より低い屈
折率を有する伝搬定数低下強調層とよりなるレーザビー
ム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする光
半導体装置。 - 【請求項２】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ下側クラッド層の屈折率
より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層とより
なるレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこと
を特徴とする光半導体装置。 - 【請求項３】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層とよ
りなるレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこ
とを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項４】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層とよ
りなるレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこ
とを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項５】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層とよ
りなり、 該下側伝搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してなる構
成のレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこと
を特徴とする光半導体装置。 - 【請求項６】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層とよ
りなり、 該上側伝搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してなる構
成のレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこと
を特徴とする光半導体装置。 - 【請求項７】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層とよ
りなり、 該下側伝搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有し、 該上側伝搬定数低下強調層は、上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してなる構
成のレーザビーム径変換領域部を有する構成としたこと
を特徴とする光半導体装置。 - 【請求項８】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有し、且つ、上記コア層の厚さ減少
部分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してな
る下側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項９】 コア層のうち、レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してなる上
側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項１０】 コア層のうち、レーザビームの進行方
向上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分
と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有し、且つ上記コア層の厚さ減少部
分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向上、
厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してなる下
側伝搬定数低下強調層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該上側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有し、且つ、上記コア層の厚さ減少
部分に対向する部位に、上記レーザビームの進行方向
上、厚さが減少している形状の厚さ減少部分を有してな
る上側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項１１】 コア層のうち、レーザビームの進行方
向上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分
と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項１２】 コア層のうち、レーザビームの進行方
向上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分
と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項１３】 コア層のうち、レーザビームの進行方
向上、厚さが減少している形状を有する厚さ減少部分
と、 該コア層の下側の下側クラッド層と、 該コア層の上側の上側クラッド層と、 該コア層と該下側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する下側伝搬定数低下強調層と、 該コア層と該上側クラッド層との間に配されており、該
コア層の屈折率より低く、且つ該下側クラッド層の屈折
率より低い屈折率を有する上側伝搬定数低下強調層と、 上記下側クラッド層の下側に位置しており、上記コア層
の屈折率より低く、且つ上記下側クラッド層の屈折率よ
り高い屈折率を有する下側副コア層とよりなるレーザビ
ーム径変換領域部を有する構成としたことを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項１４】 請求項１乃至１３のうちいずれか一項
記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部とを有し、 該能動領域部のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム径
変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層と
下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層と
下面に接して形成された層とによってなる、コア層をｉ
層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、 且つ該能動領域部の電極が該能動領域部の上面に形成さ
れ、且つ該能動領域部のコア層に電子と正孔とを注入す
ることあるいは該能動領域部のコア層に電界を加えるこ
とが可能なものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記能動領域部と
を一体的に有する構成としたことを特徴とする光半導体
装置。 - 【請求項１５】 請求項１乃至１３のうちいずれか一項
記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部と、 光軸方向の両端に形成された光反射器とを有し、 上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が少なくとも
レーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層と下面に接して形成された層とによってな
る、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造で
あり、 且つ上記レーザビーム発生領域部の電極が該レーザビー
ム発生領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム発
生領域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能
なものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
発生領域部と上記光反射器とを一体的に、上記レーザビ
ーム径変換領域部のコア層の厚さが減少している端面が
上記レーザビーム発生領域部から遠くなるように配して
有し、 且つ上記光反射器による光の反射と上記電極を介して上
記レーザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と
正孔とによる光増幅作用との協調によりレーザ発振する
構成としたことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項１６】 請求項２、請求項４、請求項５、請求
項７又は請求項８あるいは請求項１３のうちいずれか一
項記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム発生領域部と、 該レーザビーム発生領域部の前記下側伝搬定数低下強調
層と下側クラッド層との境界を周期的な凹凸状にした構
造によって光の反射を誘起する回折格子型光反射器とを
有し、 上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が少なくとも
レーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層と下面に接して形成された層とによってな
る、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造で
あり、 且つ上記レーザビーム発生領域部の電極が該レーザビー
ム発生領域部のコア層に電子と正孔とを注入することが
可能なものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
発生領域部と上記回折格子型光反射器とを一体的に、上
記レーザビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少して
いる端面が上記レーザビーム発生領域部から遠くなるよ
うに配して有し、 且つ上記回折格子型光反射器による光の反射と上記電極
を介して上記レーザビーム発生領域部のコア層に注入さ
れた電子と正孔とによる光増幅作用との協調によりレー
ザ発振する構成としたことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項１７】 請求項３、請求項４、請求項６、請求
項７、請求項８、請求項１０又は請求項１２あるいは請
求項１３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換
領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム発生領域部と、 該レーザビーム発生領域部の前記上側伝搬定数低下強調
層と上側クラッド層との境界を周期的な凹凸状にした構
造によって光の反射を誘起する回折格子型光反射器とを
有し、 上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が少なくとも
レーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層と下面に接して形成された層とによってな
る、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造で
あり、 且つ上記レーザビーム発生領域部の電極が該レーザビー
ム発生領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム発
生領域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能
なものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
発生領域部と上記回折格子型光反射器とを一体的に、上
記レーザビーム径変換領域部のコア層の厚さが減少して
いる端面が上記レーザビーム発生領域部から遠くなるよ
うに配して有し、 且つ上記回折格子型光反射器による光の反射と上記電極
を介して上記レーザビーム発生領域部のコア層に注入さ
れた電子と正孔とによる光増幅作用との協調によりレー
ザ発振する構成としたことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項１８】 請求項１乃至１３のうちいずれか一項
記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である光電変換領域部とを有し、 該光電変換領域部のｐｉｎ構造が少なくともレーザビー
ム径変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア
層と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された
層と下面に接して形成された層とによってなる、コア層
をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であり、 且つ該光電変換領域部の電極が該光電変換領域部の上面
に形成され、且つ該光電変換領域部のコア層に電界を加
えることが可能なものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記光電変換領域
部とを一体的、上記レーザビーム径変換領域部のコア層
の厚さが減少している端面が上記光電変換領域部から遠
くなるように配して有し、 且つ上記電極を介して電圧を加えることによりコア層に
電界を加えて光電変換作用をする構成としたことを特徴
とする光半導体装置。 - 【請求項１９】 請求項２、請求項４、請求項５、請求
項７又は請求項８あるいは請求項１３のうちいずれか一
項記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と変調用電極と
を含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異
なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、 該レーザビーム径変調領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造とレーザビーム
発生用電極と光反射器とを含む領域部で、且つレーザビ
ーム径変換領域部およびレーザビーム変調領域部とは異
なる領域部であるレーザビーム発生領域部とを、レーザ
ビーム径変換領域部、レーザビーム変調領域部、レーザ
ビーム発生領域部の順に配して有し、 上記レーザビーム変調領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸
びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接し
て形成された層と下面に接して形成された層とによって
なる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造
であり、 且つ上記変調用電極が上記レーザビーム変調領域部の上
面に形成され、且つ該レーザビーム変調領域部のコア層
に電界を加えることが可能なものであり、 上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム変調領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層とコア層の下面に接して形成された層とに
よってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接
合構造であり、 且つ上記レーザビーム発生用電極が該レーザビーム発生
領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム発生領域
部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能なもの
であり、 該レーザビーム発生領域部の光反射器は、前記下側伝搬
定数低下強調層と下側クラッド層との境界を周期的な凹
凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子型
光反射器であり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
変調領域部と上記レーザビーム発生領域部とを一体的
に、上記レーザビーム径変換領域部のコア層の厚さが減
少している端面が上記レーザビーム変調領域部から遠く
なるように配して有し、 且つ、上記回折格子型光反射器による光の反射と上記レ
ーザビーム発生用電極を介して上記レーザビーム発生領
域部に注入された電子と正孔とによる光増幅作用との協
調によりレーザビームを発生させ、且つ上記変調用電極
を介して変調電圧を加えて上記レーザビーム変調領域部
のコア層に電界を加えることによって該コア層に生ずる
電気光学効果により上記発生したレーザビームを変調
し、且つ上記レーザビーム径変換領域部を通過させて外
部に光を出力する構成としたことを特徴とする光半導体
装置。 - 【請求項２０】 請求項３、請求項４、請求項６、請求
項７、請求項８、請求項１０又は請求項１３あるいは請
求項１３のうちいずれか一項記載のレーザビーム径変換
領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と変調用電極と
を含む領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異
なる領域部であるレーザビーム変調領域部と、 該レーザビーム径変調領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造とレーザビーム
発生用電極と光反射器とを含む領域部で、且つレーザビ
ーム径変換領域部およびレーザビーム変調領域部とは異
なる領域部であるレーザビーム発生領域部とを、レーザ
ビーム径変換領域部、レーザビーム変調領域部、レーザ
ビーム発生領域部の順に配して有し、 上記レーザビーム変調領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸
びているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接し
て形成された層と下面に接して形成された層とによって
なる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造
であり、 且つ上記変調用電極が上記レーザビーム変調領域部の上
面に形成され、且つ該レーザビーム変調領域部のコア層
に電界を加えることが可能なものであり、 上記レーザビーム発生領域部のｐｉｎ構造が、少なくと
もレーザビーム変調領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層とコア層の下面に接して形成された層とに
よってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接
合構造であり、 且つ上記レーザビーム発生用電極が該レーザビーム発生
領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム発生領域
部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能なもの
であり、 該レーザビーム発生領域部の光反射器は、前記上側伝搬
定数低下強調層と上側クラッド層との境界を周期的な凹
凸状にした構造によって光の反射を誘起する回折格子型
光反射器であり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記レーザビーム
変調領域部と上記レーザビーム発生領域部とを一体的
に、上記レーザビーム径変換領域部のコア層の厚さが減
少している端面が上記レーザビーム変調領域部から遠く
なるように配して有し、 且つ、上記回折格子型光反射器による光の反射と上記レ
ーザビーム発生用電極を介して上記レーザビーム発生領
域部に注入された電子と正孔とによる光増幅作用との協
調によりレーザビームを発生させ、且つ上記変調用電極
を介して変調電圧を加えて上記レーザビーム変調領域部
のコア層に電界を加えることによって該コア層に生ずる
電気光学効果により上記発生したレーザビームを変調
し、且つ上記レーザビーム径変換領域部を通過させて外
部に光を出力する構成としたことを特徴とする光半導体
装置 - 【請求項２１】 請求項１乃至１３のうちいずれか一項
記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム増幅領域部と、 光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、 該レーザビーム増幅領域部と上記レーザビーム径変換領
域部とは、該レーザビーム増幅領域部を中央に配し、上
記レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビーム
増幅領域部の両側に配する構成を成し、 該レーザビーム増幅領域部のｐｉｎ構造が、少なくとも
レーザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸び
ているコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して
形成された層とコア層の下面に接して形成された層とに
よってなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接
合構造であり、 且つ該レーザビーム増幅領域部の電極が該レーザビーム
増幅領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム増幅
領域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能な
ものであり、 且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レーザ
ビーム増幅領域部とを一体的に、上記レーザビーム径変
換領域部のコア層の厚さが減少している端面が上記レー
ザビーム増幅領域部から遠くなるように配して有し、 且つ上記電極を介してレーザビーム増幅領域部のコア層
に電子と正孔とを注入することにより、上記二つのレー
ザビーム径変換領域部一方のレーザビーム径変換領域部
から入射したレーザビームを増幅し、更に他方のレーザ
ビーム径変換領域部を通過させて外部に出力する構成と
したことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２２】 請求項１乃至請求項１３のうちのいず
れか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム変調領域部と、 光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、 該レーザビーム変調領域部と上記レーザビーム径変換領
域部とは、該レーザビーム変調領域部を中央に配し上記
レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビーム変
調領域部の両側に配する構成を成し、 該レーザビーム変調領域のｐｉｎ構造が少なくともレー
ザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸びてい
るコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成
された層とコア層の下面に接して形成された層とによっ
てなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構
造であり、 且つ該レーザビーム変調領域部の電極が該レーザビーム
変調領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム変調
領域部のコア層に電界を加えることが可能なものであ
り、 且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レーザ
ビーム変調領域部とを一体的に、上記レーザビーム径変
換領域部コア層の厚さが減少している端面が上記レーザ
ビーム変調領域部から遠くなるように配して有し、 且つ上記電極を介して変調電圧を加えて上記レーザビー
ム変調領域部のコア層に電界を加えることにより該コア
層に生ずる電気光学効果により、上記二つのレーザビー
ム径変換領域部一方のレーザビーム径変換領域部から入
射したレーザビームを変調し、更に他方のレーザビーム
径変換領域部を通過させて外部に出力する構成としたこ
とを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２３】 請求項１乃至請求項１３のうちのいず
れか一項記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部であるレーザビーム発生領域部と、 光軸方向の両端に形成された光反射器とを有し、 該レーザビーム発生領域部と上記レーザビーム径変換領
域部とは、該レーザビーム発生領域部を中央に配し上記
レーザビーム径変換領域部を、二つ、該レーザビーム発
生領域部の両側に配する構成を成し、 該レーザビーム発生領域のｐｉｎ構造が少なくともレー
ザビーム径変換領域部から光軸方向に連続して伸びてい
るコア層と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成
された層とコア層の下面に接して形成された層とによっ
てなる、コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構
造であり、 且つ該レーザビーム発生領域部の電極が該レーザビーム
増幅領域部の上面に形成され、且つ該レーザビーム増幅
領域部のコア層に電子と正孔とを注入することが可能な
ものであり、 且つ上記二つのレーザビーム径変換領域部と上記レーザ
ビーム発生領域部とを一体的に、上記レーザビーム径変
換領域部コア層の厚さが減少している端面が上記レーザ
ビーム発生領域部から遠くなるように配して有し、 且つ上記光反射器による光の反射と上記電極を介して上
記レーザビーム発生領域部のコア層に注入された電子と
正孔とによる光増幅作用の協調によりレーザ発振する構
成としたことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２４】 請求項２、請求項４、請求項５、請求
項７又は請求項８あるいは請求項１３のうちいずれか一
項記載のレーザビーム径変換領域部と、 該レーザビーム径変換領域部と同じ材料からなる層を同
じ順序で積層した構造とｐｉｎ接合構造と電極とを含む
領域部で、且つレーザビーム径変換領域部とは異なる領
域部である能動領域部と、 該能動領域部の前記下側伝搬定数低下強調層と下側クラ
ッド層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって光
の反射および透過に波長依存性を有するようにしたλ／
４シフト回折格子と、 光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、 上記能動領域部と上記レーザビーム径変換領域部とは、
上記能動領域部を中央に配し上記レーザビーム径変換領
域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配する構成を成
し、 上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム
径変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層
と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層
とコア層の下面に宣して形成された層とによってなる、
コア層をｉ層とするダブルヘテロＰｉｎ接合構造であ
り、 且つ上記能動領域部の電極が上記能動領域部の上面に形
成され、且つ該能動領域部のコア層に電子と正孔とを注
入することあるいは該能動領域部のコア層に電界を加え
ることが可能なものであり、 且つ、上記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成さ
れた部位の中央部にその凹凸の位相が１／２だけシフト
した領域を有するものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記能動領域部と
上記λ／４シフト回折格子とを一体的に、上記レーザビ
ーム径変換領域部コア層の厚さが減少している端面が上
記能動領域部から遠くなるように配して有する構成とし
たことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２５】 請求項３、請求項４、請求項６、請求
項７、請求項８、請求項１０又は請求項１２あるいは請
求項１３のうちのいずれか一項記載のレーザビーム径変
換領域部と、 該能動領域部の前記上側伝搬定数低下強調層と上側クラ
ッド層との境界を周期的な凹凸状にした構造によって光
の反射および透過に波長依存性を有するようにしたλ／
４シフト回折格子と、 光軸方向の両端に形成され且つ低光反射率の光入出力端
面とを有し、 上記能動領域部と上記レーザビーム径変換領域部とは、
上記能動領域部を中央に配し上記レーザビーム径変換領
域部を、二つ、上記能動領域部の両側に配する構成を成
し、 上記能動領域部のｐｉｎ構造が少なくともレーザビーム
径変換領域部から光軸方向に連続して伸びているコア層
と下側クラッド層とコア層の上面に接して形成された層
とコア層の下面に接して形成された層とによってなる、
コア層をｉ層とするダブルヘテロｐｉｎ接合構造であ
り、 且つ上記能動領域部の電極が上記能動領域部の上面に形
成され、且つ該能動領域部のコア層に電子と正孔とを注
入することあるいは該能動領域部のコア層に電界を加え
ることが可能なものであり、 且つ、上記λ／４シフト回折格子は該回折格子が形成さ
れた部位の中央にその凹凸の位相が１／２だけシフトし
た領域を有するものであり、 且つ上記レーザビーム径変換領域部と上記能動領域部と
上記λ／４シフト回折格子とを一体的に、上記レーザビ
ーム径変換領域部コア層の厚さが減少している端面が上
記能動領域部から遠くなるように配して有する構成とし
たことを特徴とする光半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136933A JPH08330673A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 光半導体装置 |
| US08/613,208 US5787106A (en) | 1995-06-02 | 1996-03-08 | Optical semiconductor device for changing a beam diameter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136933A JPH08330673A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330673A true JPH08330673A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15186949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7136933A Withdrawn JPH08330673A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 光半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5787106A (ja) |
| JP (1) | JPH08330673A (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |