JPH09283836A

JPH09283836A - 面発光型半導体レーザ装置

Info

Publication number: JPH09283836A
Application number: JP8616196A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakamura; 真嗣中村; Kenichi Matsuda; 賢一松田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】面発光型半導体レーザ装置において変調の高
速化と低チャープ化を図る。【解決手段】面発光型レーザ装置は、第１のレーザ用
電極１０１、第１のＤＢＲ層１０２、第１のクラッド層
１０３、活性層１０４、第２のクラッド層１０５、第２
のレーザ用電極１０６、高抵抗半導体層１０７、第１の
変調用電極１０８、コンタクト層１０９、ｐ型ＩｎＰ層
１１０、第２のＤＢＲ層１１１、ｎ型ＩｎＰ層１１２及
び第２の変調用電極１１３を備えている。第２のＤＢＲ
層１１１はＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＩｎＧａＡ
ｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構造
を有している。第１の変調用電極１０８と第２の変調用
電極１１３との間に電圧が印加されると、第２のＤＢＲ
層１１３は活性層１０４から発生した光を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は面発光型レーザ装置に関
し、特に高周波領域で光出力を変調可能な面発光型レー
ザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】面発光型レーザ装置は、活性層と該活性
層の両側に形成される２つのＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）層とを備
え、活性層から発生した光を両側のＤＢＲ層で反射する
ことにより、レーザ発振するものである。

【０００３】図１１は、従来の面発光型レーザ装置の断
面構造を示しており、図１１において、１１は第１の電
極、１２はｐ型のＩｎＧａＡｓＰ結晶の多層膜よりなる
第１のＤＢＲ層、１３は第１のＧａＡｓ層、１４はＩｎ
ＧａＡｓＰ結晶よりなるＭＱＷ（ＭｕｌｔｉＱｕａｎ
ｔｕｍＷｅｌｌ）活性層、１５は第２のＧａＡｓ層、
１６はｐ型のＩｎＧａＡｓＰ結晶の多層膜よりなる第２
のＤＢＲ層、１７はＩｎＧａＡｓＰよりなるバッファ
層、１８は第２の電極である。

【０００４】従来の面発光型レーザ装置においては、第
１の電極１１と第２の電極１２との間に電流を流すと、
活性層から光が発生し、第１及び第２のＤＢＲ層１２，
１６が光共振器として働くことにより、単一波長のレー
ザ光が発振する。

【０００５】面発光型レーザ装置は、単一波長で発振す
るＤＦＢレーザ装置等の端面発光型レーザ装置に比べて
製作が容易であると共に動作効率も高いという特徴を持
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の面発
光型レーザ装置を光出力を変調する変調器として用いる
場合には、第１及び第２の電極に印加する電流を制御す
ることにより光出力を変調している。

【０００７】ところが、従来の面発光型レーザ装置にお
いては、最大の変調周波数は３ＧＨｚ程度であって、約
３ＧＨｚ以上の周波数で光変調を行なうことができない
と共に、発振波長が変化するチャーピングが大きいとい
う問題を有している。

【０００８】前記に鑑み、本発明は、光変調の高速化と
低チャープ化を実現できる面発光型レーザ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、電圧が印加されると活性層から発生する
光を吸収する電界吸収層を設けるものである。

【００１０】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、面発光型半導体レーザ装置を、電流が注入されると
光を発生する活性層と、該活性層の一方側に形成され前
記活性層から発生する光を反射する第１の反射層と、前
記活性層の他方側に形成され前記活性層から発生する光
を反射する第２の反射層と、電圧が印加されると前記活
性層から発生する光を吸収する電界吸収層とを備えてい
る構成とするものである。

【００１１】請求項１の構成により、電界吸収層に電圧
を印加したときには活性層から発生する光は電界吸収層
に吸収されるのでレーザ発振が生じず、電界吸収層に電
圧を印加しないときには活性層から発生する光は電界吸
収層に吸収されないのでレーザ発振が生じる。電界吸収
層に印加する電圧の周波数は、活性層に印加する電流の
周波数よりも著しく大きくできるので、電流の制御によ
って光の変調を行なう場合に比べて、光変調の周波数を
著しく増大することができる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記電界吸収層は、前記活性層と前記第１の反射層との間
及び前記活性層と前記第２の反射層との間のうちの少な
くとも一方に形成されている構成を付加するものであ
る。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１の構成に、前
記電界吸収層は、前記第１の反射層に対する前記活性層
の反対側及び前記第２の反射層に対する前記活性層の反
対側のうちの少なくとも一方に形成されている構成を付
加するものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１の構成に、前
記第１の反射層及び前記第２の反射層のうちの少なくと
も一方は前記電界吸収層を兼ねている構成を付加するも
のである。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１の構成に、前
記電界吸収層は複数設けられている構成を付加するもの
である。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１〜５の構成
に、前記活性層に電流を印加するため及び前記電界吸収
層に電圧を印加するための共通の接地電極を備えている
構成を付加するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る面発光レーザの断面構造を示しており、図１におい
て、１０１は第１のレーザ用電極、１０２は半導体多層
膜よりなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層
１０２はｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互
に形成されたものである。１０３はｐ型ＩｎＰ層よりな
る第１のクラッド層、１０４は半導体多層膜よりなる活
性層であって、該活性層１０４は組成波長が１．０５μ
ｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．５
５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成
された量子井戸構造を有している。また、１０５はｎ型
ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、１０６は第２のレ
ーザ用電極、１０７はノンドープＩｎＰ層よりなる高抵
抗半導体層、１０８は第１の変調用電極、１０９はｐ型
ＩｎＧａＡｓＰよりなるコンタクト層、１１０はｐ型Ｉ
ｎＰ層、１１１は半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層
であって、該第２のＤＢＲ層１１１は組成波長が１．０
５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が
１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互
に形成された量子井戸構造を有している。また、１１２
はｎ型ＩｎＰ層、１１３は第２の変調用電極である。第
２のレーザ用電極１０６と第１の変調用電極１０８とは
高抵抗半導体層１０７により絶縁されている。

【００１８】尚、第１の実施形態においては、高抵抗半
導体層１０７はノンドープ型であるが、これに代えて、
鉄イオンがドーピングされた絶縁性の高い半導体層を用
いてもよい。以下の各実施形態においては、説明は省略
するが、鉄イオンがドーピングされた半導体層をノンド
ープ型の半導体層に代えて用いることができる。

【００１９】第１の実施形態においては、第１のレーザ
用電極１０１と第２のレーザ用電極１０６との間に電流
を流すと、活性層１０４から発生した光が第１のＤＢＲ
層１０２と第２のＤＢＲ層１１１とにより反射されて波
長１．５５μｍのレーザ光を発振する。

【００２０】また、第１の変調用電極１０８と第２の変
調用電極１１３との間に、活性層１０４に印加される電
圧と逆極性の電圧を印加すると、第２のＤＢＲ層１１１
に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変調用電極１
０８と第２の変調用電極１１３との間に印加する電圧を
制御して透過率を制御することにより、レーザ光の発振
利得を変化させて、レーザ光の出力強度を変調すること
ができる。

【００２１】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図２において、２０１はレーザ用電極、２０２は
半導体多層膜よりなる第１のＤＢＲ層であって、該第１
のＤＢＲ層２０２はｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
層とが交互に形成されたものである。また、２０３はｐ
型ＩｎＰ層よりなる第１のクラッド層、２０４は半導体
多層膜よりなる活性層であって、該活性層２０４は組成
波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層と
ＰＬ波長が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸
層とが交互に形成された量子井戸構造を有している。ま
た、２０５はｎ型ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、
２０６は共通電極、２０７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりな
るコンタクト層、２０８はｐ型ＩｎＰ層、２０９は半導
体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であって、該第２のＤ
ＢＲ層２０９は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐよりなる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構
造を有している。また、２１０はｎ型ＩｎＰ層、２１１
は変調用電極である。

【００２２】第２の実施形態においては、レーザ用電極
２０１と共通電極２０６との間に電流を流すと、活性層
２０４から発生した光が第１のＤＢＲ層２０２と第２の
ＤＢＲ層２０９とにより反射されて波長１．５５μｍの
レーザ光を発振する。

【００２３】また、共通電極２０６と変調用電極２１１
との間に電圧を印加すると、第２のＤＢＲ層２０９に電
界吸収効果が生じる。この際、共通電極２０６と変調用
電極２１１との間に印加する電圧を制御して透過率を制
御することにより、レーザ光の出力強度を変調すること
ができる。

【００２４】共通電極２０６は、レーザ発振を得るため
の接地電極と電界吸収効果を得るための接地電極とを兼
ねている。

【００２５】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図３において、３０１は第１の変調用電極、３０
２はｐ型のＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト
層、３０３は第１のｐ型ＩｎＰ層、３０４は半導体多層
膜よりなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層
３０４は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰより
なる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰ
よりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構造を有
している。また、３０５は第２の変調用電極、３０６は
ｎ型ＩｎＰ層よりなる第２のコンタクト層、３０７はノ
ンドープＩｎＰ層よりなる第１の高抵抗半導体層、３０
８は第１のレーザ電極、３０９はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよ
りなる第３のコンタクト層、３１０はｐ型ＩｎＰ層より
なる第１のクラッド層、３１１は半導体多層膜よりなる
活性層であって、該活性層３１１は組成波長が１．０５
μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．
５５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形
成された量子井戸構造を有している。また、３１２はｎ
型ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、３１３はｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰよりなる第４のコンタクト層、３１４は第
２のレーザ用電極、３１５はノンドープＩｎＰ層よりな
る第２の高抵抗半導体層、３１６は第３の変調用電極、
３１７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第５のコンタクト
層、３１８は第２のｐ型ＩｎＰ層、３１９は半導体多層
膜よりなる第２のＤＢＲ層であって、該第２のＤＢＲ層
３１９は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰより
なる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰ
よりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構造を有
している。また、３２０はｎ型ＩｎＰ層、３２１は第４
の変調用電極である。第２の変調用電極３０５と第１の
レーザ用電極３０８とは第１の高抵抗半導体層３０６に
より絶縁されており、第２のレーザ用電極３１４と第３
の変調用電極３１６とは第２の高抵抗半導体層３１５に
より絶縁されている。

【００２６】第３の実施形態においては、第１のレーザ
用電極３０８と第２のレーザ用電極３１４との間に電流
を流すと、活性層３１０から発生した光が第１のＤＢＲ
層３０４と第２のＤＢＲ層３１９とにより反射されて波
長１．５５μｍのレーザ光を発振する。

【００２７】また、第１の変調用電極３０１と第２の変
調用電極３０５との間に電圧を印加すると、第１のＤＢ
Ｒ層３０４に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変
調用電極３０１と第２の変調用電極３０５との間に印加
する電圧を制御して透過率を制御することにより、レー
ザ光の出力強度を変調することができる。また、第３の
変調用電極３１６と第４の変調用電極３２１との間に電
圧を印加すると、第２のＤＢＲ層３１９に電界吸収効果
が生じる。この際、第３の変調用電極３１６と第４の変
調用電極３２１との間に印加する電圧を制御して透過率
を制御することにより、レーザ光の出力強度を変調する
ことができる。

【００２８】光出力の変調を行なう場合、第１のＤＢＲ
層３０４の電界吸収効果と第２のＤＢＲ層３１９の電界
吸収効果とを同期させることにより、駆動電圧の低電圧
化が可能になる。

【００２９】また、第１のＤＢＲ層３０４の電界吸収効
果と第２のＤＢＲ層３１９の電界吸収効果と独立して生
じさせることも可能である。独立して電界吸収効果を生
じさせる場合には、第１のＤＢＲ層３０４の電界吸収効
果及び第２のＤＢＲ層３１９の電界吸収効果のうちの一
方を短パルス発生用に用い、他方を信号発生用に用いる
ことができる。

【００３０】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図４において、４０１は第１の変調用電極、４０
２はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト層、
４０３は第１のｐ型ＩｎＰ層、４０４は半導体多層膜よ
りなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層４０
４は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる
障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰより
なる井戸層とが交互に形成された量子井戸構造を有して
いる。また、４０５は第２の変調用電極、４０６はｎ型
ＩｎＰ層よりなる第２のコンタクト層、４０７はノンド
ープＩｎＰ層よりなる高抵抗半導体層、４０８はレーザ
用電極、４０９はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第３のコ
ンタクト層、４１０はｐ型ＩｎＰ層よりなる第１のクラ
ッド層、４１１は半導体多層膜よりなる活性層であっ
て、該活性層４１１は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧ
ａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．５５μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子
井戸構造を有している。また、４１２はｎ型ＩｎＰ層よ
りなる第２のクラッド層、４１３は共通電極、４１４は
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第４のコンタクト層、４１
５は第２のｐ型ＩｎＰ層、４１６は半導体多層膜よりな
る第２のＤＢＲ層であって、該第２のＤＢＲ層４１６は
組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁
層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる
井戸層とが交互に形成された量子井戸構造を有してい
る。また、４１７はｎ型ＩｎＰ層、４１８は第３の変調
用電極である。第２の変調用電極４０５とレーザ用電極
４０８とは高抵抗半導体層４０７により絶縁されてい
る。

【００３１】第４の実施形態においては、レーザ用電極
４０８と共通電極４１３との間に電流を流すと、活性層
４０７から発生した光が第１のＤＢＲ層４０４と第２の
ＤＢＲ層４１６とにより反射されて波長１．５５μｍの
レーザ光を発振する。

【００３２】また、第１の変調用電極４０１と第２の変
調用電極４０５との間に電圧を印加すると、第１のＤＢ
Ｒ層４０４に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変
調用電極４０１と第２の変調用電極４０５との間に印加
する電圧を制御して透過率を制御することにより、レー
ザ光の出力強度を変調することができる。また、共通電
極４１３と第３の変調用電極４１８との間に電圧を印加
すると、第２のＤＢＲ層４１６に電界吸収効果が生じ
る。この際、共通電極４１３と第３の変調用電極４１８
との間に印加する電圧を制御して透過率を制御すること
により、レーザ光の出力強度を変調することができる。

【００３３】共通電極４１３は、レーザ発振を得るため
の接地電極と電界吸収効果を得るための接地電極とを兼
ねている。

【００３４】光出力の変調を行なう場合、第１のＤＢＲ
層４０４の電界吸収効果と第２のＤＢＲ層４１６の電界
吸収効果とを同期させることにより、駆動電圧の低電圧
化が可能になる。

【００３５】また、第１のＤＢＲ層４０４の電界吸収効
果と第２のＤＢＲ層４１６の電界吸収効果と独立して生
じさせることも可能である。独立して電界吸収効果を生
じさせる場合には、第１のＤＢＲ層４０４の電界吸収効
果及び第２のＤＢＲ層４１６の電界吸収効果のうちの一
方を短パルス発生用に用い、他方を信号発生用に用いる
ことができる。

【００３６】（第５の実施形態）図５は、本発明の第５
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図５において、５０１は第１の変調用電極、５０
２はｎ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト層、
５０３は第１のｎ型ＩｎＰ層、５０４は半導体多層膜よ
りなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層５０
４は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる
障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰより
なる井戸層とが交互に形成された量子井戸構造を有して
いる。また、５０５は第１のｐ型ＩｎＰ層、５０６は共
通電極、５０７はｐ型ＩｎＰ層よりなる第２のコンタク
ト層、５０８はｐ型ＩｎＰ層よりなる第１のクラッド
層、５０９は半導体多層膜よりなる活性層であって、該
活性層５０９は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐよりなる障壁層とＰＬ波長が１．５５μｍのＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構
造を有している。また、５１０はｎ型ＩｎＰ層よりなる
第２のクラッド層、５１１はレーザ用電極、５１２はノ
ンドープＩｎＰ層よりなる高抵抗半導体層、５１３は第
２の変調用電極、５１４はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる
第３のコンタクト層、５１５は第２のｐ型ＩｎＰ層、５
１６は半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であって、
該第２のＤＢＲ層５１６は組成波長が１．０５μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍ
のＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された
量子井戸構造を有している。また、５１７は第２のｎ型
ＩｎＰ層、５１８は第３の変調用電極である。レーザ用
電極５１１と第２の変調用電極５１３とは高抵抗半導体
層５１２により絶縁されている。

【００３７】第５の実施形態においては、共通電極５０
６とレーザ用電極５１１との間に電流を流すと、活性層
５０９から発生した光が第１のＤＢＲ層５０４と第２の
ＤＢＲ層５１６とにより反射されて波長１．５５μｍの
レーザ光を発振する。

【００３８】また、第１の変調用電極５０１と共通電極
５０６との間に電圧を印加すると、第１のＤＢＲ層５０
４に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変調用電極
５０１と共通電極５０６との間に印加する電圧を制御し
て透過率を制御することにより、レーザ光の出力強度を
変調することができる。また、第２の変調用電極５１３
と第３の変調用電極５１８との間に電圧を印加すると、
第２のＤＢＲ層５１６に電界吸収効果が生じる。この
際、第２の変調用電極５１３と第３の変調用電極５１８
との間に印加する電圧を制御して透過率を制御すること
により、レーザ光の出力強度を変調することができる。

【００３９】共通電極５０６は、レーザ発振を得るため
接地電極と電界吸収効果を得るための接地電極とを兼ね
ている。

【００４０】光出力の変調を行なう場合、第１のＤＢＲ
層５０４の電界吸収効果と第２のＤＢＲ層５１６の電界
吸収効果とを同期させることにより、駆動電圧の低電圧
化が可能になる。

【００４１】また、第１のＤＢＲ層５０４の電界吸収効
果と第２のＤＢＲ層５１６の電界吸収効果と独立して生
じさせることも可能である。独立して電界吸収効果を生
じさせる場合には、第１のＤＢＲ層５０４の電界吸収効
果及び第２のＤＢＲ層５１６の電界吸収効果のうちの一
方を短パルス発生用に用い、他方を信号発生用に用いる
ことができる。

【００４２】（第６の実施形態）図６は、本発明の第６
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図６において、６０１は第１の変調用電極、６０
２はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト層、
６０３は第１のｐ型ＩｎＰ層、６０４は半導体多層膜よ
りなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層６０
４はｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互に形
成されたものである。また、６０５は第２のｐ型ＩｎＰ
層、６０６は電圧が印加されると電界吸収効果を発生す
る電界吸収層であって、該電界吸収層６０６は組成波長
が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ
波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層と
が交互に形成された量子井戸構造を有している。また、
６０７は第１のｎ型ＩｎＰ層、６０８は第２の変調用電
極、６０９はノンドープＩｎＰ層よりなる高抵抗半導体
層、６１０は第１のレーザ用電源、６１１はｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰよりなる第２のコンタクト層、６１２はｐ型Ｉ
ｎＰ層よりなる第１のクラッド層、６１３は半導体多層
膜よりなる活性層であって、該活性層６１３は組成波長
が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ
波長が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層と
が交互に形成された量子井戸構造を有している。また、
６１４はｎ型ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、６１
５は半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であって、該
第２のＤＢＲ層６１５はｎ型ＩｎＰ層とｎ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ層とが交互に形成されたものである。また、６１６
は第２のｎ型ＩｎＰ層、６１７は第２のレーザ用電極で
ある。第２の変調用電極６０８と第１のレーザ用電極６
１０とは高抵抗半導体層６０９により絶縁されている。

【００４３】第６の実施形態においては、第１のレーザ
用電極６１０と第２のレーザ用電極６１７との間に電流
を流すと、活性層６１３から発生した光が第１のＤＢＲ
層６０４と第２のＤＢＲ層６１５とにより反射されて波
長１．５５μｍのレーザ光を発振する。

【００４４】また、第１の変調用電極６０１と第２の変
調用電極６０８との間に電圧を印加すると、電界吸収層
６０６に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変調用
電極６０１と第２の変調用電極６０８との間に印加する
電圧を制御して透過率を制御することにより、レーザ光
の発振利得を変化させて、その出力強度を変調すること
ができる。

【００４５】（第７の実施形態）図７は、本発明の第７
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図７において、７０１は第１のレーザ用電極、７
０２はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト
層、７０３は第１のｐ型ＩｎＰ層、７０４は半導体多層
膜よりなる第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層
７０４はｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互
に形成されたものである。また、７０５はｐ型ＩｎＰ層
よりなる第１のクラッド層、７０６は半導体多層膜より
なる活性層であって、該活性層７０６は組成波長が１．
０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が
１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互
に形成された量子井戸構造を有している。また、７０７
はｎ型ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、７０８は第
２のレーザ用電源、７０９はノンドープＩｎＰ層よりな
る高抵抗半導体層、７１０は第１の変調用電源、７１１
はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第２のコンタクト層、７
１２は第２のｐ型ＩｎＰ層、７１３は電圧が印加される
と電界吸収効果を発生する電界吸収層であって、該電界
吸収層７１３は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐよりなる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子井戸構
造を有している。また、７１４は第１のｎ型ＩｎＰ層、
７１５は半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であっ
て、該第２のＤＢＲ層７１５はｎ型ＩｎＰ層とｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層とが交互に形成されたものである。また、
７１６は第２のｎ型ＩｎＰ層、７１７は第２の変調用電
源である。第２のレーザ用電極７０８と第１の変調用電
極７１０とは高抵抗半導体層７０９により絶縁されてい
る。

【００４６】第７の実施形態においては、第１のレーザ
用電極７０１と第２のレーザ用電極７０８との間に電流
を流すと、活性層７０６から発生した光が第１のＤＢＲ
層７０４と第２のＤＢＲ層７１５とにより反射されて波
長１．５５μｍのレーザ光を発振する。

【００４７】また、第１の変調用電極７１０と第２の変
調用電極７１７との間に電圧を印加すると、電界吸収層
７１３に電界吸収効果が生じる。この際、第１の変調用
電極７１０と第２の変調用電極７１７との間に印加する
電圧を制御して透過率を制御することにより、レーザ光
の発振利得を変化させて、その出力強度を変調すること
ができる。

【００４８】（第８の実施形態）図８は、本発明の第８
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図８において、８０１は変調用電極、８０２はｎ
型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト層、８０３
は第１のｎ型ＩｎＰ層、８０４は半導体多層膜よりなる
第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層８０４はｎ
型ＩｎＰ層とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互に形成され
たものである。また、８０５は第２のｎ型ＩｎＰ層、８
０６は電圧が印加されると電界吸収効果を発生する電界
吸収層であって、該電界吸収層８０６は組成波長が１．
０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が
１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互
に形成された量子井戸構造を有している。８０７はｐ型
ＩｎＰ層、８０８は共通電極、８０９はｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰよりなる第２のコンタクト層、８１０はｐ型ＩｎＰ
層よりなる第１のクラッド層、８１１は半導体多層膜よ
りなる活性層であって、該活性層８１１は組成波長が
１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波
長が１．５５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが
交互に形成された量子井戸構造を有している。また、８
１２はｎ型ＩｎＰ層よりなる第２のクラッド層、８１３
半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であって、該第２
のＤＢＲ層８１３はｎ型ＩｎＰ層とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ
層とが交互に形成されたものである。８１４は第３のｎ
型ＩｎＰ層、８１５は変調用電極である。

【００４９】第８の実施形態においては、共通電極８０
８とレーザ用電極８１５との間に電流を流すと、活性層
８１１から発生した光が第１のＤＢＲ層８０４と第２の
ＤＢＲ層８１３とにより反射されて波長１．５５μｍの
レーザ光を発振する。

【００５０】また、変調用電極８０１と共通電極８０８
との間に電圧を印加すると、電界吸収層８０６に電界吸
収効果が生じる。この際、変調用電極８０１と共通電極
８０８との間に印加する電圧を制御して透過率を制御す
ることにより、レーザ光の発振利得を変化させて、その
出力強度を変調することができる。

【００５１】第８の実施形態においては、共通電極８０
８は、レーザ発振を得るための接地電極と電界吸収効果
を得るための接地電極とを兼ねている。

【００５２】（第９の実施形態）図９は、本発明の第９
の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を示して
おり、図９において、９０１はレーザ用電極、９０２は
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第１のコンタクト層、９０
３は第１のｐ型ＩｎＰ層、９０４は半導体多層膜よりな
る第１のＤＢＲ層であって、該第１のＤＢＲ層９０４は
ｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互に形成さ
れたものである。また、９０５はｐ型ＩｎＰ層よりなる
第１のクラッド層、９０６は半導体多層膜よりなる活性
層であって、該活性層９０６は組成波長が１．０５μｍ
のＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．５５
μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成さ
れた量子井戸構造を有している。また、９０７はｎ型Ｉ
ｎＰ層よりなる第２のクラッド層、９０８は共通電極、
９０９はｐ型ＩｎＧａＡｓＰよりなる第２のコンタクト
層、９１０は第２のｐ型ＩｎＰ層、９１１は電圧が印加
されると電界吸収効果を発生する電界吸収層であって、
該電界吸収層９１１は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧ
ａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．４５μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子
井戸構造を有している。９１２は第１のｎ型ＩｎＰ層、
９１３は半導体多層膜よりなる第２のＤＢＲ層であっ
て、該第２のＤＢＲ層９１３はｎ型ＩｎＰ層とｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層とが交互に形成されたものである。また、
９１４は第２のｎ型ＩｎＰ層、９１５は変調用電極であ
る。

【００５３】第９の実施形態においては、レーザ用電極
９０１と共通電極９０８との間に電流を流すと、活性層
９０６から発生した光が第１のＤＢＲ層９０４と第２の
ＤＢＲ層９１３とにより反射されて波長１．５５μｍの
レーザ光を発振する。

【００５４】また、共通電極９０８と変調用電極９１５
との間に電圧を印加すると、電界吸収層９１１に電界吸
収効果が生じる。この際、共通電極９０８と変調用電極
９１５との間に印加する電圧を制御して透過率を制御す
ることにより、レーザ光の発振利得を変化させて、その
出力強度を変調することができる。

【００５５】第９の実施形態においては、共通電極９０
８は、レーザ発振を得るための接地電極と電界吸収効果
を得るための接地電極とを兼ねている。

【００５６】（第１０の実施形態）図１０は、本発明の
第１０の実施形態に係る面発光レーザ装置の断面構造を
示しており、図１０において、１００１は第１のレーザ
用電極、１００２は半導体多層膜よりなる第１のＤＢＲ
層であって、該第１のＤＢＲ層１００２はｐ型ＩｎＰ層
とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互に形成されたものであ
る。また、１００３はｐ型ＩｎＰ層よりなるクラッド
層、１００４は半導体多層膜よりなる活性層であって、
該活性層１００４は組成波長が１．０５μｍのＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ波長が１．５５μｍのＩｎ
ＧａＡｓＰよりなる井戸層とが交互に形成された量子井
戸構造を有している。１００５は半導体多層膜よりなる
第２のＤＢＲ層であって、該第２のＤＢＲ層１００５は
ｎ型ＩｎＰ層とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とが交互に形成さ
れたものである。１００６は第２のレーザ用電極、１０
０７はノンドープＩｎＰ層よりなる高抵抗半導体層、１
００８は第１の変調用電極、１００９はｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰよりなるコンタクト層、１０１０はｐ型ＩｎＰ層、
１０１１は電圧が印加されると電界吸収効果を発生する
電界吸収層であって、該電界吸収層１０１１は組成波長
が１．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる障壁層とＰＬ
波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰよりなる井戸層と
が交互に形成された量子井戸構造を有している。１０１
２はｎ型ＩｎＰ層、１０１３は第２の変調用電極であ
る。

【００５７】第１０の実施形態においては、第１のレー
ザ用電極１００１と第２のレーザ用電極１００６との間
に電流を流すと、活性層１００３から発生した光が第１
のＤＢＲ層１００２と第２のＤＢＲ層１００５とにより
反射されて波長１．５５μｍのレーザ光を発振する。

【００５８】また、第１の変調用電極１００８と第２の
変調用電極１０１３との間に電圧を印加すると、電界吸
収層１０１１に電界吸収効果が生じる。この際、第１の
変調用電極１００８と第２の変調用電極１０１３との間
に印加する電圧を制御して透過率を制御することによ
り、レーザ光の発振利得を変化させて、その出力強度を
変調することができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明に係る面発光型半導体レ
ーザ装置によると、電圧が印加されると活性層から発生
する光を吸収する電界吸収層とを備えており、電界吸収
層に印加する電圧の周波数は、活性層に印加する電流の
周波数よりも著しく大きくできるので、電流の制御によ
って光の変調を行なう場合に比べて、光変調の周波数を
著しく増大することができる。また、レーザ発振用の駆
動電流を一定にして印加電圧を制御することにより光出
力を変調できるので、チャープが小さくなる。

【００６０】請求項２の発明に係る面発光型半導体レー
ザ装置によると、電界吸収層は、活性層と第１の反射層
との間及び活性層と第２の反射層との間のうちの少なく
とも一方に形成されているため、つまり、電界吸収層は
第１の反射層と第２の反射層との内側に形成されている
ため、印加電圧・消光比特性の効率が高くなる。

【００６１】請求項３の発明に係る面発光型半導体レー
ザ装置によると、電界吸収層は、第１の反射層に対する
活性層の反対側及び第２の反射層に対する活性層の反対
側のうちの少なくとも一方に形成されているため、つま
り、電界吸収層は第１の反射層と第２の反射層との外側
に形成されているため、変調速度の高速化を図ることが
できると共に光出力が低下しない。

【００６２】請求項４の発明に係る面発光型半導体レー
ザ装置によると、第１の反射層及び第２の反射層のうち
の少なくとも一方は電界吸収層を兼ねているため、簡易
な構成によって電界吸収層を形成できるので、製造工程
が複雑化する事態を回避できる。

【００６３】請求項５の発明に係る面発光型半導体レー
ザ装置によると、複数の電界吸収層を備えているため、
複数の電界吸収層に印加する電圧を同期させる場合には
駆動電圧の低電圧化を図ることができ、複数の電界吸収
層に独立に電圧を印加する場合には、電界吸収効果を異
なる用途、例えば短パルス発生用、信号発生用等に使い
分けることができる。

【００６４】請求項６の発明に係る面発光型半導体レー
ザ装置によると、活性層に電流を印加するための接地側
の電極と電界吸収層に電圧を印加するための接地側の電
極とは共通であるため、電極の数を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図５】本発明の第５の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図６】本発明の第６の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図７】本発明の第７の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図８】本発明の第８の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図９】本発明の第９の実施形態に係る面発光型半導体
レーザ装置の断面図である。

【図１０】本発明の第１０の実施形態に係る面発光型半
導体レーザ装置の断面図である。

【図１１】従来の面発光型半導体レーザ装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１０１第１のレーザ用電極１０２第１のＤＢＲ層１０３第１のクラッド層１０４活性層１０５第２のクラッド層１０６第２のレーザ用電極１０７高抵抗半導体層１０８第１の変調用電極１０９コンタクト層１１０ｐ型ＩｎＰ層１１１第２のＤＢＲ層１１２ｎ型ＩｎＰ層１１３第２の変調用電極２０１レーザ用電極２０２第１のＤＢＲ層２０３第１のクラッド層２０４活性層２０５第２のクラッド層２０６共通電極２０７コンタクト層２０８ｐ型ＩｎＰ層２０９第２のＤＢＲ層２１０ｎ型ＩｎＰ層２１１変調用電極３０１第１の変調用電極３０２第１のコンタクト層３０３第１のｐ型ＩｎＰ層３０４第１のＤＢＲ層３０５第２の変調用電極３０６第２のコンタクト層３０７第１の高抵抗半導体層３０８第１のレーザ電極３０９第３のコンタクト層３１０第１のクラッド層３１１活性層３１２第２のクラッド層３１３第４のコンタクト層３１４第２のレーザ用電極３１５第２の高抵抗半導体層３１６第３の変調用電極３１７第５のコンタクト層３１８第２のｐ型ＩｎＰ層３１９第２のＤＢＲ層３２０ｎ型ＩｎＰ層３２１第４の変調用電極４０１第１の変調用電極４０２第１のコンタクト層４０３第１のｐ型ＩｎＰ層４０４第１のＤＢＲ層４０５第２の変調用電極４０６第２のコンタクト層４０７高抵抗半導体層４０８レーザ用電極４０９第３のコンタクト層４１０第１のクラッド層４１１活性層４１２第２のクラッド層４１３共通電極４１４第４のコンタクト層４１５第２のｐ型ＩｎＰ層４１６第２のＤＢＲ層４１７ｎ型ＩｎＰ層４１８第３の変調用電極５０１第１の変調用電極５０２第１のコンタクト層５０３第１のｎ型ＩｎＰ層５０４第１のＤＢＲ層５０５第１のｐ型ＩｎＰ層５０６共通電極５０７第２のコンタクト層５０８第１のクラッド層５０９活性層５１０第２のクラッド層５１１レーザ用電極５１２高抵抗半導体層５１３第２の変調用電極５１４第３のコンタクト層５１５第２のｐ型ＩｎＰ層５１６第２のＤＢＲ層５１７第２のｎ型ＩｎＰ層５１８第３の変調用電極６０１第１の変調用電極６０２第１のコンタクト層６０３第１のｐ型ＩｎＰ層６０４第１のＤＢＲ層６０５第２のｐ型ＩｎＰ層６０６電界吸収層６０７第１のｎ型ＩｎＰ層６０８第２の変調用電極６０９高抵抗半導体層６１０第１のレーザ用電源６１１第２のコンタクト層６１２第１のクラッド層６１３活性層６１４第２のクラッド層６１５第２のＤＢＲ層６１６第２のｎ型ＩｎＰ層６１７第２のレーザ用電極７０１第１のレーザ用電極７０２第１のコンタクト層７０３第１のｐ型ＩｎＰ層７０４第１のＤＢＲ層７０５第１のクラッド層７０６活性層７０７第２のクラッド層７０８第２のレーザ用電源７０９高抵抗半導体層７１０第１の変調用電源７１１第２のコンタクト層７１２第２のｐ型ＩｎＰ層７１３電界吸収層７１４第１のｎ型ＩｎＰ層７１５第２のＤＢＲ層７１６第２のｎ型ＩｎＰ層７１７第２の変調用電源８０１変調用電極８０２第１のコンタクト層８０３第１のｎ型ＩｎＰ層８０４第１のＤＢＲ層８０５第２のｎ型ＩｎＰ層８０６電界吸収層８０７ｐ型ＩｎＰ層８０８共通電極８０９第２のコンタクト層８１０第１のクラッド層８１１活性層８１２第２のクラッド層８１３第２のＤＢＲ層８１４第３のｎ型ＩｎＰ層８１５変調用電極９０１レーザ用電極９０２第１のコンタクト層９０３第１のｐ型ＩｎＰ層９０４第１のＤＢＲ層９０５第１のクラッド層９０６活性層９０７第２のクラッド層９０８共通電極９０９第２のコンタクト層９１０第２のｐ型ＩｎＰ層９１１電界吸収層９１２第１のｎ型ＩｎＰ層９１３第２のＤＢＲ層９１４第２のｎ型ＩｎＰ層９１５変調用電極１００１第１のレーザ用電極１００２第１のＤＢＲ層１００３クラッド層１００４活性層１００５第２のＤＢＲ層１００６第２のレーザ用電極１００７高抵抗半導体層１００８第１の変調用電極１００９コンタクト層１０１０ｐ型ＩｎＰ層１０１１電界吸収層１０１２ｎ型ＩｎＰ層１０１３第２の変調用電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流が注入されると光を発生する活性層
と、該活性層の一方側に形成され前記活性層から発生す
る光を反射する第１の反射層と、前記活性層の他方側に
形成され前記活性層から発生する光を反射する第２の反
射層と、電圧が印加されると前記活性層から発生する光
を吸収する電界吸収層とを備えていることを特徴とする
面発光型半導体レーザ装置。
【請求項２】前記電界吸収層は、前記活性層と前記第
１の反射層との間及び前記活性層と前記第２の反射層と
の間のうちの少なくとも一方に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ装置。
【請求項３】前記電界吸収層は、前記第１の反射層に
対する前記活性層の反対側及び前記第２の反射層に対す
る前記活性層の反対側のうちの少なくとも一方に形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の面発光型半
導体レーザ装置。
【請求項４】前記第１の反射層及び前記第２の反射層
のうちの少なくとも一方は前記電界吸収層を兼ねている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型レーザ装
置。
【請求項５】前記電界吸収層は複数設けられているこ
とを特徴とする請求項１に記載の面発光型レーザ装置。
【請求項６】前記活性層に電流を印加するため及び前
記電界吸収層に電圧を印加するための共通の接地電極を
備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
項に記載の面発光型半導体レーザ装置。