JPH09186394A

JPH09186394A - 分布帰還型半導体レーザ装置

Info

Publication number: JPH09186394A
Application number: JP34422495A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Atsunushi; 文弘厚主; Mototaka Tanetani; 元隆種谷; Koji Takahashi; 幸司高橋; Kei Yamamoto; 圭山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3707846B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発振閾値が低く、単一軸モードに優れたＤＦ
Ｂレーザを歩留り良く作製する。【解決手段】光導波層１５の、光吸収層１７と接する
表面部分に、断面台形形状を有する線状凸部１６ａを誘
導放出光の伝播方向Ｌｄに一定の繰返し周期でもって複
数配置して、つまり線状凸凹形状を上記繰返し周期でも
って形成して、回折格子１６を形成し、該回折格子１６
上に形成される光吸収層１７を、隣接する線状凸部間の
領域（線状凸凹形状の底部）上及び該線状凸部の頂面部
分（線状凸凹形状の頂部）上での層厚と、該光吸収層１
７の、該線状凸部の斜面部分（線状凸凹形状の斜面部）
での層厚とが異なったものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理用の光源として用いられる、内部に回折格子を含む単
一軸モードで発振する分布帰還型半導体レーザ装置に関
し、特に、誘導放出光の伝播方向における周期的な光吸
収により、活性層の利得に周期的な変化を持たせて発振
波長を安定化させた利得結合型の分布帰還型半導体レー
ザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信や光情報処理分野における
半導体レーザ装置に対する要求は多用化してきている。
特に、ヘテロダイン検波方式を用いたコヒーレント通信
や波長多重通信を実用化するために、単一軸モードで発
振可能な波長安定化半導体レーザ装置や、波長を任意に
変化させることができる波長可変半導体レーザ装置が要
求されている。更に、光情報処理や光計測、レーザビー
ムプリンタ等においても、波長安定化半導体レーザ装置
や波長可変半導体レーザ装置を用いることにより、新規
の機能を持たせた特徴的なシステム構築ができるものと
期待されている。

【０００３】このような要求を満たす波長安定化半導体
レーザ装置としては、従来、分布帰還型（Ｄｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａｃｋ）半導体レーザ装置（以
下、ＤＦＢレーザともいう。）や分布反射型（Ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）半導
体レーザ装置（以下ＤＢＲレーザともいう。）等が知ら
れている。このＤＦＢレーザは、長距離、大容量光伝送
（幹線）系においてはすでに実用化されている。

【０００４】このようなＤＦＢレーザは、屈折率結合型
ＤＦＢレーザと呼ばれるものであり、活性層とその上下
のクラッド層のいずれか一方との間に光導波層を設け、
さらにこの光導波層の活性層とは反対側に、レーザ光の
伝播方向に沿って一定の周期で形状が変化した回折格子
を形成し、レーザ光の波長と同程度の周期で屈折率を変
化させて、光を分布帰還させるようにしたものである。

【０００５】しかしながら、上記屈折率結合型ＤＦＢレ
ーザは、Ｊ．ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．４３，２３２７（１
９７２）に記載されているように、最低の閾値利得を有
する縦モードが２つ存在し、理論的にも２つのモードで
発振してしまう。このため、このタイプのＤＦＢレーザ
において単一軸モードの発振を確保するには、回折格子
にシフト構造を導入する等、複雑なプロセスが必要であ
った。

【０００６】これに対して、活性層の利得に直接的また
は間接的に周期的な変化を持たせた利得結合型ＤＦＢレ
ーザがあり、このＤＦＢレーザは理論的に単一軸モード
のみで発振する（Ｊ．ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．４３，２３
２７（１９７２）参照）。特に最近では、吸収層を周期
的に設けた吸収性回折格子による利得結合型ＤＦＢレー
ザでは、完全単一軸モード特性（ＥｘｔｅｎｄｅｄＡ
ｂｓｔｒｕｃｔｓｏｆｔｈｅ２０ｔｈＣｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ
ＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｏ
ｋｙｏ，ｐｐ．３２７参照）や戻り光雑音特性（１９９
４年秋期応用物理学会学術講演会、２２ａ−Ｓ−７参
照）等、様々な優れた特性を有することが実験的にも証
明されている。

【０００７】上記吸収性回折格子を有する利得結合型Ｄ
ＦＢレーザの従来例としては、その基本的な構造が特公
平６−７６２４号公報に開示されており、図９は該公報
記載のＤＦＢレーザの構造を示す斜視図である。

【０００８】図において、９０は上記公報記載のＤＦＢ
レーザで、このＤＦＢレーザ９０では、ｐ−ＧａＡｓ基
板９１上に、電流狭窄溝９１ａを有するｎ−ＧａＡｓ電
流狭窄層９２、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層９３、Ａｌ
ＧａＡｓ活性層９４、ｎ−ＡｌＧａＡｓ光導波層９５お
よびｎ−ＧａＡｓ吸収層９６が順次形成されており、こ
のｎ−ＧａＡｓ吸収層９６の表面には、凹凸状の回折格
子が形成されている。そして、該ｎ−ＧａＡｓ吸収層９
６上には、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層９７及びｎ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層９８が形成されている。なお、９０
ａ，９０ｂはそれぞれ該ＤＦＢレーザの表面側電極及び
裏面側電極である。

【０００９】このような構造のＤＦＢレーザ９０では、
吸収層９６の厚みが、誘導放出光の伝播方向に沿って一
定の周期で変化させてあり、誘導放出光の利得または吸
収係数がそれと同じ周期で変化する構造となっている。
このため、このＤＦＢレーザ９０では、最低の閾値利得
を有する縦モードが唯一しか存在せず、高速変調時のよ
うな非定常状態でも完全な単一軸モードでの発振を実現
することができる。

【００１０】また、上記のような吸収性回折格子を有す
る利得結合型ＤＦＢレーザの他の従来例としては、特開
平４−３２６７８８号公報にその素子構造が開示されて
いる。図１０はこの公報記載の素子構造を採用したＤＦ
Ｂレーザを説明するための図であり、図１０（ａ）は該
ＤＦＢレーザの斜視図、図１０（ｂ）はその要部の断面
図である。

【００１１】図において、１００は上記公報記載の素子
構造を有するＤＦＢレーザで、このＤＦＢレーザ１００
では、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層１０２、ＧａＡｓ活性層１０３、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ光ガイド層１０４が順次積層されており、このＡｌ
ＧａＡｓ光ガイド層１０４の表面には、鋸歯状の回折格
子１１０が形成されている。そして、該光ガイド層１０
４上には、量子効果が生じるような厚さであって約１５
ｎｍ以下の平均厚さで、ＡｌＧａＡｓ等からなる光吸収
層１０５が形成され、さらにその上にＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１０６が形成されている。なお、図示していない
が、該クラッド層１０６上にはｎ−ＧａＡｓコンタクト
層が形成されている。また、Ｌｄは誘導放出光の伝播方
向である。

【００１２】図１０（ｂ）に示すように、誘導放出光の
伝播方向Ｌｄに沿って一定の周期を有する鋸歯状の回折
格子１１０が形成された光ガイド層１０４上に、例えば
ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により約１５ｎｍ以
下の平均層厚で光吸収層１０５を結晶成長させた場合、
該光吸収層の、光ガイド層の谷に相当する部分１０５ａ
の層厚ｔ２は、該光吸収層の、光ガイド層の山に相当す
る部分１０５ｂの層厚ｔ１に比べて厚くなる。このた
め、光吸収層の谷の部分１０５ａのバンドギャップＥｇ
２は、その山の部分１０５ｂのバンドギャップＥｇ１に
比べて小さくなる。

【００１３】このように光吸収層の谷の部分１０５ａの
バンドギャップＥｇ２とその山の部分１０５ｂのバンド
ギャップＥｇ１とを異ならせ、さらに、半導体層中のＡ
ｌの含有量を変化させて活性層１０３のバンドギャップ
Ｅｇ３および光ガイド層１０４のバンドギャップＥｇ４
と、上記谷の部分及び山の部分のバンドギャップとの大
小関係を調節することにより、活性層１０３で発生する
誘導放出光が光吸収層の谷の部分１０５ａのみで吸収さ
れるようにすることができる。これにより、誘導放出光
の利得結合をその伝播方向において周期的に行うことが
できるＤＦＢレーザが得られる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回折格子の
形状変化の繰り返しピッチの最適値は、レーザの発振波
長（誘導放出光の波長）から決められる一定の条件（ブ
ラッグ条件）を満たす値に設定される。ところが、その
最適値は非常に小さい値（約１２０ｎｍ）であるため、
実際には回折格子は、該最適値のｍ倍（ｍは２以上の自
然数）のピッチでつくられる。また、多くの場合、上記
ピッチは最適値の２倍にしている。

【００１５】このようなことから、上記図９および図１
０に示したＤＦＢレーザにおいても、回折格子が誘導放
出光に対する２次の周期，つまり上記最適値の２倍のピ
ッチで作製されており、一定以上の利得結合定数κ_gを
確保するためには、導波光の吸収も大きくさせなければ
ならず、発振閾値が増加してしまうという問題があっ
た。また、吸収性回折格子そのものを誘導放出光に対す
る１次の周期，つまり最適ピッチで作製する場合、約１
００ｎｍの精度で回折格子を形成しなければならず、こ
れは、プロセス上大変困難なことであり、素子の良品歩
留まりが上がらないという問題があった。

【００１６】本発明は上記のような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、発振閾値が低く、単一軸
モードに優れ、しかも歩留り良く作製することができる
分布帰還型半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る分布帰還型半導体レーザ装置は、誘導放出光を発生
する活性層と、該活性層の上下にこれを挟持するよう配
置されたクラッド層と、該クラッド層の一方と該活性層
との間に配置された光吸収層と、該光吸収層と該活性層
との間に形成された光導波層とを備えている。

【００１８】この半導体レーザ装置では、該光導波層
の、該光吸収層と接する表面部分は、線状凸凹形状が誘
導放出光の伝播方向に一定の繰返し周期でもって形成さ
れて回折格子が形成された構造となっており、該光吸収
層の、該線状凸凹形状の底部上及び頂部上での層厚と、
該光吸収層の、該底部と該頂部の間の斜面部上での層厚
とは異なっており、該光吸収層の層厚が厚く該誘導放出
光に対する光吸収が生じる部分と、該光吸収層の層厚が
薄く該誘導放出光に対する光吸収が生じない部分とは、
該線状凸凹形状の繰り返し周期の半分の周期でもって、
該誘導放出光の伝播方向に並んでおり、該光吸収層での
伝播する誘導放出光に対する周期的な光吸収により、該
誘導放出光に対する光分布帰還が生ずるようになってい
る。そのことにより上記目的が達成される。

【００１９】この発明（請求項２）は、上記請求項１記
載の分布帰還型半導体レーザ装置において、前記光吸収
層を、前記線状凸凹形状の底部上及び頂部上ではその層
厚が前記誘導放出光に対する光吸収が生じる程度に厚
く、該線状凸凹形状の斜面部上ではその層厚が該誘導放
出光に対する光吸収が生じない程度に薄くなっている構
造としたものである。

【００２０】この発明（請求項３）は、上記請求項２記
載の分布帰還型半導体レーザ装置において、前記光吸収
層を、前記線状凸凹形状の頂部上での層厚が、該線状凸
凹形状の底部上での層厚より厚い構造としたものであ
る。

【００２１】この発明（請求項４）は、上記請求項１記
載の分布帰還型半導体レーザ装置において、前記光吸収
層を、前記線状凸凹形状の斜面部上ではその層厚が前記
誘導放出光に対する光吸収が生じる程度に厚く、該線状
凸凹形状の底部上及び頂部上ではその層厚が該誘導放出
光に対する光吸収が生じない程度に薄くなっている構造
としたものである。

【００２２】この発明（請求項５）は、上記請求項４記
載の分布帰還型半導体レーザ装置において、前記光導波
層の表面部分の回折格子を、前記線状凸凹形状の頂部の
光伝播方向における寸法と、該線状凸凹形状の底部の光
伝播方向における寸法とが等しく、該線状凸凹形状の頂
部あるいは底部の両側の斜面部分の光伝播方向における
寸法が等しい構造とし、該線状凸凹形状の１つの斜面部
の光伝播方向における寸法と、この寸法と該線状凸凹形
状の頂部あるいは底部の光伝播方向における寸法の合計
値との比の値（デューティ比）を、０．２５〜０．４５
の範囲に設定したものである。

【００２３】以下、本発明の作用について説明する。

【００２４】この発明（請求項１，２，４）において
は、光導波層の、光吸収層と接する表面部分を、線状凸
凹形状が誘導放出光の伝播方向に一定の繰返し周期でも
って形成されて回折格子が形成された構造とし、該光吸
収層を、その線状凸凹形状の底部上及び頂部上での層厚
と、該底部と該頂部の間の斜面部上での層厚とが異なっ
たものとしたから、回折格子における線状凸凹形状の繰
り返し周期を、該光吸収層の層厚が厚く該誘導放出光に
対する光吸収が生じる部分と、該光吸収層の層厚の薄く
該誘導放出光に対する光吸収が生じない部分とが誘導放
出光の伝播方向に繰り返し配置される周期の倍の周期と
することができる。

【００２５】つまり、回折格子における凸凹形状の１つ
の繰り返し周期内には、光吸収層の光吸収部と光非吸収
部とが２周期分配列されることとなる。このため、回折
格子の形状変化の繰り返し周期を、レーザの発振波長か
ら決められる最適値の倍の周期にして形成しても、該回
折格子上に形成される光吸収層の光吸収部と光非吸収部
とはセルフアライン的に回折格子の半分の周期で形成さ
れることとなり、プロセス上、回折格子の作製が容易と
なる。

【００２６】また、光吸収層における光吸収部と光非吸
収部との配列周期が、誘導放出光の波長から決まる最適
値（１次の周期）である場合には、図８に示すようにデ
ューティー比が多少ばらついても単一軸モードを達成す
るために必要な利得結合定数κ_gはあまり変化せず、素
子の良品歩留りも十分確保される。

【００２７】この結果、導波路での光吸収を最小に止
め、かつ利得結合係数を十分確保できることから、発振
閾値の低い単一モード特性に優れた分布帰還型半導体レ
ーザを提供できる。

【００２８】この発明（請求項３）においては、前記光
吸収層を、前記線状凸凹形状の頂部上での層厚が、該線
状凸凹形状の底部上での層厚より厚い構造としたので、
光吸収層の、線状凸凹形状の頂部上部分での光閉じ込め
係数と、光吸収層の、線状凸凹形状の底部上部分での光
閉じ込め係数とを等しくすることが可能となる。

【００２９】この発明（請求項５）においては、上記デ
ューティ比を、０．２５〜０．４５の範囲に設定したの
で、安定な単一軸モード特性を得るために必要な利得結
合係数κ_gとして０．５程度の値を得ることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００３１】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１による分布帰還型半導体レーザ装置（ＤＦＢレーザ）
の構造を示す断面図であり、図２は、その回折格子近傍
の構造を拡大して示す断面図である。

【００３２】図において、１０は本実施形態１のＤＦＢ
レーザで、このレーザ１０では、そのｎ−ＧａＡｓ基板
１１上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１２、ＡｌＧａ
Ａｓ活性層１３、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャリアバリア層１
４、およびｐ−ＡｌＧａＡｓ光導波層１５が順次積層さ
れている。この光導波層１５の表面部分には、誘導放出
光の伝播方向（以下、光伝播方向という。）Ｌｄに、こ
れと垂直なストライプ状の凸部１６ａが一定のピッチ間
隔で形成されている。該各凸部１６ａは断面台形状を有
しており、これらの凸部１６ａは回折格子１６を構成し
ている。そして、該回折格子１６の上には、ｐ−ＧａＡ
ｓ光吸収層１７、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１８およ
びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１９が順次積層されてい
る。つまり、上記光導波層１５の、光吸収層１７と接す
る表面部分は、線状凸凹形状が誘導放出光の伝播方向Ｌ
ｄに一定の繰返し周期でもって形成されて回折格子１６
が形成された構造となっている。

【００３３】ここで、上記凸部の配置の繰り返し周期
（線状凸凹形状の繰返し周期）は、誘導放出光の波長に
対して２次の周期Λ（該波長から決まる最適周期の２
倍）となっている。上記光吸収層１７は、平均層厚が約
２０ｎｍ以下であり、上記台形凸部１６ａの上面（線状
凸凹形状の頂部上）での層厚ｄｆ₁、および該隣接する
台形凸部１６ａの間の部分上（線状凸凹形状の底部上）
での層厚ｄｆ₂がそれぞれ１５〜５０ｎｍの範囲に設定
されている。また、上記光吸収層１７の該台形凸部１６
ａの斜面部分（線状凸凹形状の底部と頂部との間の斜面
部）上での厚みｄｒが５ｎｍ以下となっている。つまり
上記光吸収層１７の厚みの変化は、誘導放出光の波長に
対して１次の周期（該波長から決まる最適周期）で生じ
ている。この光吸収層１７は、台形凸部の上面部分（線
状凸凹形状の頂部）および台形凸部間の部分（線状凸凹
形状の底部）で光吸収が生じ、台形凸部の斜面部分（線
状凸凹形状の斜面部）では量子効果により光吸収が生じ
ないため、上記光導波層１５の表面の凸凹部分上には、
上記光吸収層１７による１次の周期を有する吸収性回折
格子が形成されている。

【００３４】次にこのＤＦＢレーザの製造方法について
説明する。

【００３５】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１１上に、ＭＯＣ
ＶＤ法等により、ｎ−Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層
１２、Ａｌ_0.14Ｇａ_0.86Ａｓ活性層１３、ｐ−Ａｌ_0.5
Ｇａ_0.5Ａｓキャリアバリア層１４およびｐ−Ａｌ_0.25
Ｇａ_0.75Ａｓ光導波層１５を順次成長させる。

【００３６】次に、この光導波層１５の表面部分に、ホ
ログラフィック露光法およびＨ₂ＳＯ₄系エッチャントを
用いたウェットエッチング等による処理を施して、高さ
ｄが５０ｎｍであり断面台形状を有する線状の凸部１６
ａを複数その長手方向が光伝播方向Ｌｄと直交するよう
形成する。これにより上記光導波層１５の表面部分は、
線状凸凹形状が誘導放出光の伝播方向Ｌｄに一定の繰返
し周期でもって形成されて回折格子１６が形成されたも
のとなる。

【００３７】続いて、減圧ＭＯＣＶＤ法により、ｐ−Ｇ
ａＡｓ等からなる光吸収層１７、ｐ−Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25
Ａｓクラッド層１８およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層１
９を順次成長させる。

【００３８】回折格子１６上に光吸収層１７を形成する
場合、適当な成長条件、例えば基板温度７５０℃、成長
圧力５０ｔｏｒｒ、成長速度１０〜３０ｎｍ／ｍｉｎ．
という条件を設定することにより、台形凸部１６ａの上
面部分（（１００）面）、および該台形凸部間の領域
（（１００）面）上での成長速度が、それ以外の台形凸
部斜面（高次の面）上での成長速度よりも速くなる。こ
のため、台形凸部の上面部分および隣接する台形凸部の
間の部分のみで光吸収層の厚さを選択的に厚くして該光
吸収層を光吸収が生じる程度の厚さに形成し、台形凸部
の斜面部分では、光吸収層の厚さを光吸収が生じない位
に薄くすることができる。

【００３９】このような成長面方位依存性を利用するこ
とにより、図２に示したような回折格子状の光吸収層の
構造、つまり一次の周期で光吸収層の厚みが光伝播方向
Ｌｄにおいて変化した構造が得られる。

【００４０】例えば、平坦な基板上では約１０ｎｍ程度
の平均層厚となるようＧａＡｓを上記回折格子１６上に
成長させた場合、台形凸部１６ａの斜面上でのＧａＡｓ
層の層厚ｄｒは４ｎｍ以下になり、量子効果によって光
吸収が生じなくなる。一方、台形凸部１６ａの上面部分
と台形凸部間の部分とでは、その上のＧａＡｓ層の層厚
ｄｆ₁，ｄｆ₂は、約１５ｎｍとなって、ＧａＡｓ層での
光吸収が生じる。

【００４１】このような構成のＧａＡｓ層では、誘導放
出光に対する吸収係数、即ち利得係数の変化は、誘導放
出光の伝播方向に沿って一次の周期で生じることとな
り、一次の周期の吸収性回折格子を有する利得結合型Ｄ
ＦＢレーザを容易に作製することができる。

【００４２】このようにして得られるＤＦＢレーザは、
１次の周期の吸収性回折格子を有しているので、導波路
での光吸収を最小限に止めても利得係数κ_gを十分確保
でき、低閾値電流で単一軸モードの発振が可能である。
また、２次の周期を有する回折格子上に、一次の周期を
有する吸収性回折格子をセルフアライン的に形成できる
ので、ＤＦＢレーザを歩留り良く作製することができ
る。

【００４３】ところで、この実施形態１のＤＦＢレーザ
１０では、光吸収層の凸部上面部に成長した部分と、凸
部間領域に成長した部分とでは、活性層１３からの距離
が異なっているため、これらの部分では、誘導放出光の
吸収係数または利得係数も異なったものとなる。

【００４４】図３（ａ）〜図３（ｅ）は、本実施形態１
のＤＦＢレーザについて補足説明するための図である。

【００４５】ここで、図３（ａ）は上記ＤＦＢレーザの
回折格子及びその近傍部分を示しており、層厚１００ｎ
ｍのＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ光導波層１５の表面に、高さ
５０ｎｍの複数の断面台形状凸部１６ａによる表面の形
状変化が２次の周期を有する回折格子１６が形成され、
凸部１６ａの上面上，および隣接する凸部１６ａ間の領
域上に層厚１５ｎｍのＧａＡｓ吸収層１７ｃ，１７ａが
形成されている。上記凸部１６の斜面上には層厚５ｎｍ
以下の吸収層１７ｂが形成されている。そして、上記光
吸収層上には表面全体が埋め込まれるようｐ−Ａｌ_0.75
Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層１８が形成され、さらにその上
にＧａＡｓ層１９が形成されている。

【００４６】次にこのような実施形態１の構成における
特性評価の結果について示す。ここでは、特性評価のた
めの計算を容易に行うために、図３（ａ）に示すＤＦＢ
レーザの素子構造を、図３（ｂ）に示すようにモデル化
し、該レーザを構成する各半導体層に図３（ｃ）に示す
パラメータを設定して、光モード計算を行った。

【００４７】なお、図３（ｂ）において、層１ａは上記
ＧａＡｓ基板１１、層２ａは上記ＡｌＧａＡｓクラッド
層１２、層３ａは上記ＡｌＧａＡｓ活性層１３、層４ａ
は上記ＡｌＧａＡｓキャリアバリア層１４に対応してい
る。また、層５ａは、上記ＡｌＧａＡｓ光導波層１５
の、凸部１６ａを除く部分に対応し、層６ａは、隣接す
る凸部１６ａ間に位置するＧａＡｓ吸収層１７ａと、そ
の両側のＡｌ_0.25Ｇａ_0.75部分とを含む層に対応する。
また層７ａは、該層６ａの上側に位置する、凸部１６ａ
を構成するＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ部分と、該凸部間の領
域を埋め込むＡｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ部分とを含む層に対
応する。層８ａは、該層７ａの上側に位置する、光吸収
層１７ｃとその両側のＡｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ層部分とか
らなる層に相当する。層９ａは該層８ａ上側のＡｌ_0.75
Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層部分、層１０ａはその上のＧａ
Ａｓ層部分に対応する。また、ここでは、上記吸収層１
７ｂは光吸収が起こらない程度に十分薄いので、該吸収
層はないものとしている。

【００４８】また、図３（ｃ）には、各半導体層につい
てのＡｌ混晶比Ｘ、屈折率ｎ、層厚ｄ、吸収係数αを示
している。但し、回折格子１６を構成する半導体層６ａ
〜８ａの屈折率ｎ及び吸収係数αについては、平均値を
示している。

【００４９】このモデルに基づいて計算を行ったとこ
ろ、図３（ｄ）に示すように、凸部上側の層８ａの光閉
じ込め係数Γ８ａと、凸部下端部分の層６ａの光閉じ込
め係数Γ６ａとは異なったものとなる。ここでΓ７ａ
は、上記層６ａと層８ａとの間に位置する層７ａでの光
閉じ込め係数、Γactは活性層の光閉じ込め係数、ｎeff
は、本ＤＦＢレーザを構成する半導体層全体としての実
効的な屈折率、αeffは、本ＤＦＢレーザを構成する半
導体層全体としての実効的な吸収係数である。また、図
３（ｅ）に示すように、光吸収によるロス、即ち利得係
数も、上記層８ａと層６ａとで異なるものとなる。な
お、図３（ｅ）では、誘導放出光のその伝播方向におけ
るロスの周期的分布を示しており、ａ₂＝３／（２π）
は理想的な波形を仮定して、図３（ｅ）の矩形波をフー
リエ展開したときの２次分布、すなわち理想的な波の振
幅を示している。さらに換言すれば、上記値ａ₂＝３／
（２π）は、吸収係数の大きさ、利得結合係数（κ_g）
の大きさを示すものである。

【００５０】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、上記実施形態
１の変形例について説明するための図である。

【００５１】この変形例では、図４（ａ）に示すよう
に、光吸収層の凸部上面部分（線状凸凹形状の頂部上部
分）の層厚を、光吸収層の凸部間部分（線状凸凹形状の
底部上部分）での層厚より厚くしている。その他の構成
は図１に示す実施形態１の素子構造と同一である。

【００５２】つまり、ここでは、その表面に予め層厚１
０ｎｍの第１のＧａＡｓ吸収層２７を形成した層厚１０
０ｎｍのＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ光導波層１５に対して、
選択的なエッチング処理を施して、深さ５０ｎｍ程度の
台形状凸部２６ａを複数形成して、回折格子２６を形成
している。つまり、上記光導波層１５の、光吸収層と接
する表面部分は、線状凸凹形状が誘導放出光の伝播方向
Ｌｄに一定の繰返し周期でもって形成されて回折格子２
６が形成された構造となっている。また、該凸部上面上
（線状凸凹形状の頂部上）及び凸部間領域（線状凸凹形
状の底部上）には、層厚１０ｎｍの第２のＧａＡｓ吸収
層１７ｃ，１７ａが形成され、その上には全体を埋め込
むようｐ−Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層１８が形成
されている。また、該凸部２６ａの斜面部分上（線状凸
凹形状の底部と頂部との間の斜面部上）には第２のＧａ
Ａｓ層１７ｂが５ｎｍ以下の厚さに形成されている。

【００５３】この素子構造では、凸部２６ａの上部に
は、光吸収層として第１のＧａＡｓ吸収層２７と第２の
ＧａＡｓ吸収層１７ｃとが形成されており、凸部２６ａ
の上部の光吸収層の厚さは２０ｎｍとなっており、凸部
２６ａ間領域での光吸収層１７ａの厚さは１０ｎｍとな
っている。

【００５４】ここでは、特性評価のための計算を容易に
行うために、図４（ａ）に示すＤＦＢレーザの素子構造
を、図４（ｂ）に示すようにモデル化し、該レーザを構
成する各半導体層に図４（ｃ）に示すパラメータを設定
して、光モード計算を行った。これにより、図４（ｄ）
に示すような結果が得られた。

【００５５】なお、図４（ｂ）では、層１ｂは上記Ｇａ
Ａｓ基板１１、層２ｂは上記ＡｌＧａＡｓクラッド層１
２、層３ｂは上記ＡｌＧａＡｓ活性層１３、層４ｂは上
記ＡｌＧａＡｓキャリアバリア層１４に対応している。
また、層５ｂは、上記ＡｌＧａＡｓ光導波層１５の、凸
部２６ａを除く部分に対応し、層６ｂは、隣接する凸部
２６ａ間に位置するＧａＡｓ吸収層１７ａと、その両側
のＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ部分とを含む層に対応する。ま
た層７ｂは、該層６ｂの上側に位置する、凸部２６ａを
構成するＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ部分と、該凸部間の領域
を埋め込むＡｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ部分とを含む層に対応
する。層８ｂは、該層７ｂの上側に位置するＧａＡｓ吸
収層２７及び１７ｃと、これらの両側のＡｌ_0.75Ｇａ
_0.25Ａｓ層部分とからなる層に相当する。

【００５６】なお、ここでは、上記吸収層１７ｂは光吸
収が起こらない程度に十分薄いので、該吸収層はないも
のとしている。

【００５７】また、図４（ｃ）には、各半導体層につい
てのＡｌ混晶比Ｘ、屈折率ｎ、層厚ｄ、吸収係数αを示
している。但し、回折格子２６を構成する半導体層６ｂ
〜８ｂの屈折率ｎ及び吸収係数αについては、平均値を
示している。

【００５８】この場合、図４（ｄ）から分かるように、
層８ｂでの光閉じ込め係数Γ８ｂと、層６ｂでの光閉じ
込め係数Γ６ｂとがほぼ等しくなる。なお、Γ７ｂは、
上記層７ｂでの光閉じ込め係数、Γactは活性層の光閉
じ込め係数、ｎeffは実効的な屈折率、αeffは実効的な
吸収係数である。

【００５９】また、この変形例では、図４（ｅ）に示す
ように、光吸収によるロス、即ち利得係数も光の伝播方
向に沿って１次の周期でバランス良く変化している。な
お、図４（ｅ）では、誘導放出光のその伝播方向におけ
るロスの周期的分布を示しており、ｂ₂＝２／πは理想
的な波形を仮定したときの波の振幅、すなわち吸収係数
の大きさ、利得結合係数の（κ_g）の大きさを示すもの
である。図３で示した実施形態１と比較して利得結合係
数が大きくとれ、しかも素子全体としての実効的な吸収
係数（αeff）も小さくできることがわかる。

【００６０】このような構成のＤＦＢレーザは、低電流
動作が可能であり、さらに単一軸モード特性や製造歩留
まりに優れたものとなる。

【００６１】（実施形態２）図５は、本発明の実施形態
２による分布帰還型半導体レーザ装置の構造を示す断面
図であり、図６はその回折格子近傍の構造を拡大して示
す断面図である。

【００６２】図において、５０は本実施形態２の分布帰
還型半導体レーザ装置で、この半導体レーザ装置では、
ｎ−ＧａＡｓ基板５１上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層５２、ＡｌＧａＡｓ活性層５３、ｐ−ＡｌＧａＡｓキ
ャリアバリア層５４およびｐ−ＡｌＧａＡｓ光導波層５
５が順次積層されている。そして、この光導波層５５の
表面部分には、断面台形形状の複数の線状凸部（以下台
形凸部という。）５６ａが誘導放出光の伝播方向に沿っ
て一定のピッチ間隔で形成されており、これにより回折
格子５６が形成されている。つまり、上記光導波層５５
の、光吸収層５７と接する表面部分は、線状凸凹形状が
誘導放出光の伝播方向Ｌｄに一定の繰返し周期でもって
形成されて回折格子５６が形成された構造となってい
る。

【００６３】該回折格子５６が形成された光導波層５５
の上には、ｐ−ＧａＡｓ等からなる光吸収層５７、ｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層５８およびｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層５９が順次積層されている。

【００６４】ここで、上記光導波層５５の表面部分の台
形凸部５６ａは、誘導放出光の波長に対して２次の周期
Λでもって光伝播方向Ｌｄに配置されている。また、該
光吸収層５７は、台形凸部５６ａの上面上（線状凸凹形
状の頂部上）、及び台形凸部５６ａ間の領域上（線状凸
凹形状の底部上）では、その厚さｄｆが５ｎｍ以下とな
っており、また台形凸部５６ａの斜面上（線状凸凹形状
の斜面部上）ではその厚さｄｒが１５ｎｍ〜５０ｎｍ程
度となっている。

【００６５】従って、上記光吸収層５７の層厚は、光伝
播方向Ｌｄにおいて誘導放出光に対して１次の周期で厚
みの変化が生じている。従って、この光吸収層５７は、
上記凸部上面部分及び凸部間部分では量子効果により光
吸収が生じず、凸部斜面部では光吸収が生じる構成とな
っている。このため、本ＤＦＢレーザの回折格子は、誘
導放出光に対して１次の周期を有する吸収性回折格子と
なっている。

【００６６】次に、ＤＦＢレーザの製造方法について説
明する。

【００６７】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板５１上に、ＭＯＣ
ＶＤ法により、ｎ−Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層５
２、Ａｌ_0.14Ｇａ_0.86Ａｓ活性層５３、ｐ−Ａｌ_0.5Ｇ
ａ_0.5Ａｓキャリアバリア層５４およびｐ−Ａｌ_0.25Ｇ
ａ_0.75Ａｓ光導波層５５を順次成長させる。

【００６８】次に、この光導波層５５の表面に、ホログ
ラフィック露光法およびＨ₂ＳＯ₄系エッチャントを用い
たウェットエッチング等による処理を施して、高さｄが
５０ｎｍの断面台形形状を有する線状凸部５６ａを複数
形成して、該光導波層５５の表面部分に回折格子５６を
形成する。このとき台形凸部５６ａの斜面が、（１１
１）Ａ面となるようエッチングによる加工を行う。

【００６９】その後、該光吸収層５５上にＭＯＣＶＤ法
により、２０ｎｍ以下の平均層厚でｐ−ＧａＡｓ等から
なる光吸収層５７を形成し、続いて、その上にｐ−Ａｌ
_0.75Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層５８およびｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層５９を順次成長させる。

【００７０】ここで、回折格子５６上に光吸収層５７を
形成する際、基板温度を６５０〜７５０℃と低く設定
し、台形凸部の斜面である（１１１）Ａ面での成長速度
が台形凸部の上面部および台形凸部間の部分の（１０
０）面の成長速度よりも速くなるような成長条件を設定
することにより、該台形凸部の斜面（（１１１）Ａ面）
上には厚い光吸収層を選択的に形成することができる。

【００７１】例えば、平坦部で約１０ｎｍ程度の平均層
厚となるようＧａＡｓを回折格子５６上に成長させた場
合、台形凸部の上面部及び台形凸部間の領域上でのＧａ
Ａｓ層の層厚は３ｎｍ以下になり、これらの部分のＧａ
Ａｓ層では量子効果によって光吸収が生じなくなる。一
方、台形凸部の斜面上でのＧａＡｓ層の層厚は、約１０
ｎｍとなって、この部分のＧａＡｓ層では光吸収が生じ
る。

【００７２】これによって、光吸収層は、光伝播方向Ｌ
ｄに沿って誘導放出光に対して一次の周期で吸収係数
（利得係数）が変化する構造となり、一次の周期の吸収
性回折格子を有する利得結合型ＤＦＢレーザを容易に作
製することができる。

【００７３】このようにして得られるＤＦＢレーザは、
１次の周期の吸収性回折格子を有しているので、導波光
の吸収を最小限に止めても利得係数κ_gを十分確保で
き、低閾値電流で単一軸モードの発振が可能である。ま
た、誘導放出光の波長に対して２次の周期となっている
回折格子上に、一次の周期を有する吸収性回折格子をセ
ルフアライン的に形成できるので、素子を歩留り良く作
製することができる。

【００７４】図７（ａ）〜図７（ｄ）は上記実施形態２
のＤＦＢレーザを補足説明するための図である。

【００７５】ここで、図７（ａ）は、該ＤＦＢレーザの
回折格子及びその近傍部分を示しており、層厚１００ｎ
ｍのＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ光導波層５５の表面部分に
は、高さ５０ｎｍの断面台形状の凸部５６ａが誘導放出
光の波長に対して２次の周期で配置されており、該複数
の凸部５６ａにより回折格子５６が形成されている。

【００７６】上記台形凸部５６ａの斜面上には層厚１０
ｎｍのＧａＡｓ吸収層５７ｂが形成されている。また、
該凸部５６ａの上面上、及び該凸部間の領域上には、層
厚５ｎｍ以下のＧａＡｓ吸収層５７ｃ，５７ａが形成さ
れている。また、上記回折格子５６上には、各凸部５６
ａを埋め込むようｐ−Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓクラッド層
５８が形成されており、その上にはｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層５９が形成されている。

【００７７】このような具体的な構造のレーザにおける
特性の評価のための条件及びその結果について以下に示
す。

【００７８】ここで、特性評価のための計算を容易に行
うために、図７（ａ）に示す素子構造を図７（ｂ）に示
すようにモデル化し、図７（ｃ）に示すパラメータを設
定して、特性評価のための計算を行った。

【００７９】なお、図７（ｂ）において、層１ｃは上記
ＧａＡｓ基板５１、層２ｃは上記ＡｌＧａＡｓクラッド
層５２、層３ｃは上記ＡｌＧａＡｓ活性層５３、層４ｃ
は上記ＡｌＧａＡｓキャリアバリア層５４に対応してい
る。また、層５ｃは、上記ＡｌＧａＡｓ光導波層５５
の、凸部５６ａを除く部分に対応し、層６ｃは、該凸部
５６ａを構成するＡｌ_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ部分、該凸部５
６ａの斜面上のＧａＡｓ部分５７ｂ、及び該凸部間の領
域を埋め込むＡｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ部分からなる層に対
応する。また、層７ｃは、上記層６ｃの上側に位置す
る、クラッド層を構成するＡｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ部分に
対応し、層８ｃは、該層７ｃ上側のＧａＡｓ層部分に対
応する。また、ここでは、上記吸収層５７ａ，５７ｃは
光吸収が起こらない程度に十分薄いので、該吸収層はな
いものとしている。

【００８０】また、図７（ｃ）には、上記各半導体層１
ｃ〜１０ｃについてのＡｌ混晶比Ｘ、屈折率ｎ、層厚
ｄ、吸収係数αを示している。但し、回折格子５６を構
成する半導体層６ｃの屈折率ｎ及び吸収係数αについて
は、平均値を示している。

【００８１】図７（ｂ）に示すモデルについて特性評価
のための計算を行ったところ、図７（ｄ）に示すよう
に、上記層６ｃの光閉じ込め係数Γ６ｃは０．０１６４
となり、この結果から、導波路損失が低く、かつ、光の
伝播方向に沿って１次の周期で吸収係数が変調された吸
収性回折格子を有する利得結合型ＤＦＢレーザが実現で
きることが分かる。なお、図７（ｄ）中、Γactは活性
層５３の光閉じ込め係数、ｎeff及びαeffはそれぞれ、
本実施形態２のＤＦＢレーザを構成する半導体層全体と
しての実効的な屈折率及び吸収係数である。

【００８２】ところで、この実施形態２のように、光吸
収層の層厚を、断面台形状の凸部の斜面上でのみ光吸収
が生じるよう調節した分布帰還型半導体レーザ装置で
は、回折格子のデューティ比が、単一軸モード特性を確
保するために必要な利得結合定数κ_gに影響する。ここ
でデューティ比は、図６に示すように、台形凸部の斜面
部分の光伝播方向における寸法Ａと、台形凸部の斜面の
最上位置からこの斜面に面する隣の台形凸部の斜面の最
下位置までの光伝播方向Ｌｄにおける寸法Ｂとの比の値
である。

【００８３】図８（ａ）および（ｂ）に、共振器長で規
格化した利得結合定数κ_gＬと、光吸収層が接する回折
格子のデューティー比との関係を示す。図８（ａ）で
は、吸収層の厚さを一定（１５ｎｍ）とし、回折格子の
深さ（台形凸部の高さ）をパラメータとしたもの、図８
（ｂ）では、回折格子の深さ（台形凸部の高さ）を一定
（５０ｎｍ）とし、吸収層の厚さをパラメータとしたも
のを示している。また、図８（ａ），（ｂ）ではいずれ
も回折格子の周期Λを２４０ｎｍとしている。

【００８４】図８（ａ）および（ｂ）から理解されるよ
うに、利得結合定数κ_gＬは回折格子の深さや光吸収層
の厚みによって変化する。しかし、光導波層の表面部分
に形成された回折格子のデューティー比Ａ／Ｂが０．２
５〜０．４５の範囲であれば、安定な単一軸モード特性
を得るために必要な利得結合定数κ_gとして概ね０．５
を確保することができる。

【００８５】このようにしてレーザ素子をその構造パラ
メータを限定して作製することにより、低電流動作が可
能であり、さらに単一軸モード特性やその製造歩留まり
に優れた分布帰還型半導体レーザ装置を得ることが可能
となる。

【００８６】なお、上記各実施形態では、光導波層の表
面部分に誘導放出光に対して２次の周期を持つ回折格子
を形成して、１次の周期の回折格子構造を有する光吸収
層を成長させたが、光導波層上面の回折格子を２ｍ次
（ｍは１以上の整数）の周期で形成してもよい。その場
合には、ｍ次の周期の吸収性回折格子が得られる。

【００８７】また、上記実施形態では、活性層とその上
側に形成されたクラッド層との間に光導波層および吸収
層を形成したが、活性層の下側に形成されたクラッド層
と活性層との間に形成してもよい。

【００８８】また、ＧａＡｓ基板上のＡｌＧａＡｓ系材
料を用いたが、これに限るものではない。

【００８９】また、レーザを構成する半導体層に成長方
法は、ＭＯＣＶＤ法に限るものではない。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明に係る分布帰還型半
導体レーザ装置によれば、光導波層の、光吸収層と接す
る表面部分に、線状凸凹形状を、誘導放出光の伝播方向
に沿って、誘導放出光の波長に対して２ｍ（ｍは自然
数）次の周期でもって形成して回折格子を形成し、該回
折格子が形成された光導波層の表面上に光吸収層を成長
させることにより、ｍ次の周期を有する吸収性回折格子
をセルフアライン的に形成することができる。

【００９１】このため、製造プロセスを非常に簡単にす
ることができ、ＤＦＢレーザの良品歩留りを十分高くす
ることができる。

【００９２】また、吸収性回折格子の周期を、パターニ
ングにより光導波層表面に形成される回折格子の周期よ
り小さくできるので、導波路における吸収を最小限に止
めると共に、単一軸モード特性を得るために必要十分な
利得結合定数κ_gを確保することができる。従って、発
振閾値が低く、単一軸モード特性に優れたＤＦＢレーザ
を提供することができる。

【００９３】このように優れた素子特性を有する本発明
のＤＦＢレーザは、製造プロセスが簡単で量産性にも優
れているので、ヘテロダイン検波方式を用いたコヒーレ
ント通信や波長多重通信用、光情報処理や光計測用、あ
るいはレーザビームプリンタ用の光源として、極めて有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１による分布帰還型半導体レ
ーザ装置（ＤＦＢレーザ）の構造を示す断面図である。

【図２】上記ＤＦＢレーザにおける、回折格子近傍の構
造を拡大して示す断面図である。

【図３】上記実施形態１のＤＦＢレーザについて、その
特性評価のための条件及びその結果の補足説明をするた
めの図である。

【図４】上記実施形態１のＤＦＢレーザの変形例につい
て、その特性評価のための条件及びその結果を含めて説
明するための図である。

【図５】本発明の実施形態２による分布帰還型半導体レ
ーザ装置（ＤＦＢレーザ）の構造を示す断面図である。

【図６】上記実施形態２のＤＦＢレーザについて、回折
格子近傍の構造を拡大して示す断面図である。

【図７】上記実施形態２のＤＦＢレーザについて、その
特性評価のための条件及びその結果の補足説明をするた
めの図である。

【図８】上記実施形態２のＤＦＢレーザについて、光導
波層からなる回折格子のデューティー比と、共振器長で
規格化した利得結合定数κ_gＬとの関係を示すグラフで
示す図である。

【図９】従来の利得結合型ＤＦＢレーザの構造を示す斜
視図である。

【図１０】従来の他の利得結合型ＤＦＢレーザの構造を
説明するための図である。

【符号の説明】

１０，５０ＤＦＢレーザ１１、５１ＧａＡｓ基板１２、５２ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１３、５３ＡｌＧａＡｓ活性層１４、５４ｐ−ＡｌＧａＡｓキャリアバリア層１５、５５ｐ−ＡｌＧａＡｓ光導波層１６、２６、５６回折格子１６ａ、２６ａ、５６ａ台形凸部１７、５７ｐ−ＧａＡｓ等からなる光吸収層１８、５８ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１９、５９ｐ−ＧａＡｓコンタクト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本圭大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導放出光を発生する活性層と、該活性層の上下にこれを挟持するよう配置されたクラッ
ド層と、該クラッド層の一方と該活性層との間に配置された光吸
収層と、該光吸収層と該活性層との間に形成された光導波層とを
備え、該光導波層の、該光吸収層と接する表面部分は、線状凸
凹形状が誘導放出光の伝播方向に一定の繰返し周期でも
って形成されて回折格子が形成された構造となってお
り、該光吸収層の、該線状凸凹形状の底部上及び頂部上での
層厚と、該光吸収層の、該底部と該頂部の間の斜面部上
での層厚とは異なっており、該光吸収層の層厚が厚く該誘導放出光に対する光吸収が
生じる部分と、該光吸収層の層厚が薄く該誘導放出光に
対する光吸収が生じない部分とは、該線状凸凹形状の繰
り返し周期の半分の周期でもって、該誘導放出光の伝播
方向に並んでおり、該光吸収層での伝播する誘導放出光に対する周期的な光
吸収により、該誘導放出光に対する光分布帰還が生ずる
ようになっている分布帰還型半導体レーザ装置。
【請求項２】請求項１記載の分布帰還型半導体レーザ
装置において、前記光吸収層は、前記線状凸凹形状の底部上及び頂部上
ではその層厚が前記誘導放出光に対する光吸収が生じる
程度に厚く、該線状凸凹形状の斜面部上ではその層厚が
該誘導放出光に対する光吸収が生じない程度に薄くなっ
ているものである分布帰還型半導体レーザ装置。
【請求項３】請求項２記載の分布帰還型半導体レーザ
装置において、前記光吸収層は、前記線状凸凹形状の頂部上での層厚
が、該線状凸凹形状の底部上での層厚より厚い構造とな
っている分布帰還型半導体レーザ装置。
【請求項４】請求項１記載の分布帰還型半導体レーザ
装置において、前記光吸収層は、前記線状凸凹形状の斜面部上ではその
層厚が前記誘導放出光に対する光吸収が生じる程度に厚
く、該線状凸凹形状の底部上及び頂部上ではその層厚が
該誘導放出光に対する光吸収が生じない程度に薄くなっ
ているものである分布帰還型半導体レーザ装置。
【請求項５】請求項４記載の分布帰還型半導体レーザ
装置において、前記光導波層の表面部分の回折格子は、前記線状凸凹形
状の頂部の光伝播方向における寸法と、該線状凸凹形状
の底部の光伝播方向における寸法とが等しく、該線状凸
凹形状の頂部あるいは底部の両側の斜面部分の光伝播方
向における寸法が等しいものであり、該線状凸凹形状の１つの斜面部の光伝播方向における寸
法と、この寸法と該線状凸凹形状の頂部あるいは底部の
光伝播方向における寸法の合計値との比の値は、０．２
５〜０．４５の範囲に設定されている分布帰還型半導体
レーザ装置。