JPH0936480A - 連続波長可変半導体レーザ - Google Patents
連続波長可変半導体レーザInfo
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- JPH0936480A JPH0936480A JP18544595A JP18544595A JPH0936480A JP H0936480 A JPH0936480 A JP H0936480A JP 18544595 A JP18544595 A JP 18544595A JP 18544595 A JP18544595 A JP 18544595A JP H0936480 A JPH0936480 A JP H0936480A
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- waveguide
- electrode
- wavelength
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一つの電極への注入電流制御により連続的に
４〜７ｎｍ程度発振波長を変化させることができ、なお
かつ活性導波路層、および非活性導波路層への電流注入
も効率良く行える連続波長可変半導体レーザを提供す
る。 【解決手段】 光の増幅作用を有する活性導波路、屈折
率を変化させることにより光の位相を調節する非活性導
波路及び分布反射導波路が光の進行方向に直列に接続さ
れた分布反射型半導体レーザにおいて、上記分布反射領
域に第１の櫛形電極１２−１と第２の櫛形電極１２−２
が対向するように形成され、上記第１の櫛形電極の歯の
長さＬ1 と該第２の櫛形電極の歯の長さＬ2 の比
（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、上記活性導波路の導波路領域の長さ
Ｌa と上記非活性導波路の導波路領域の長さＬp との比
（Ｌa ：Ｌp ）に等しい。
４〜７ｎｍ程度発振波長を変化させることができ、なお
かつ活性導波路層、および非活性導波路層への電流注入
も効率良く行える連続波長可変半導体レーザを提供す
る。 【解決手段】 光の増幅作用を有する活性導波路、屈折
率を変化させることにより光の位相を調節する非活性導
波路及び分布反射導波路が光の進行方向に直列に接続さ
れた分布反射型半導体レーザにおいて、上記分布反射領
域に第１の櫛形電極１２−１と第２の櫛形電極１２−２
が対向するように形成され、上記第１の櫛形電極の歯の
長さＬ1 と該第２の櫛形電極の歯の長さＬ2 の比
（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、上記活性導波路の導波路領域の長さ
Ｌa と上記非活性導波路の導波路領域の長さＬp との比
（Ｌa ：Ｌp ）に等しい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信における光
波長（周波数）多重システム用光源、及び広帯域波長帯
をカバーする光計測用光源として重要な波長可変半導体
レーザに関するものである。
波長（周波数）多重システム用光源、及び広帯域波長帯
をカバーする光計測用光源として重要な波長可変半導体
レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、通信情報量の増大に対して、
光波長（周波数）多重通信システムの研究が盛んに行わ
れているが、送信用光源および同期検波用可同調光源と
して広範囲な波長調整機能が要求されている。また、広
域波長帯をカバーする波長可変光源は、光計測の分野に
おいても重要である。
光波長（周波数）多重通信システムの研究が盛んに行わ
れているが、送信用光源および同期検波用可同調光源と
して広範囲な波長調整機能が要求されている。また、広
域波長帯をカバーする波長可変光源は、光計測の分野に
おいても重要である。
【０００３】これまでに、種々の波長可変光源が研究さ
れてきたが、電気的制御により連続的に発振波長を変化
させることができる半導体レーザとしては、分布反射型
レーザ（ＤＢＲレーザ）や二重導波路レーザ（ＴＴＧレ
ーザ）などが研究されており、連続波長可変幅としてＤ
ＢＲレーザでは４．４ｎｍ、ＴＴＧレーザでは７ｎｍと
いう値が報告されている。
れてきたが、電気的制御により連続的に発振波長を変化
させることができる半導体レーザとしては、分布反射型
レーザ（ＤＢＲレーザ）や二重導波路レーザ（ＴＴＧレ
ーザ）などが研究されており、連続波長可変幅としてＤ
ＢＲレーザでは４．４ｎｍ、ＴＴＧレーザでは７ｎｍと
いう値が報告されている。
【０００４】図１９及び図２０にＴＴＧレーザの一例を
示す。ここで、図１９は光軸に平行に切断した断面図
を、また、図２０は光軸に垂直に切断した断面図を示
す。これらの図面において、符号０１は活性層駆動電
極、０２は波長制御電極、０３は共通電極、０４は活性
導波路層、０５は非活性導波路層、０６は回折格子、０
７はｐ型光閉じ込め層、０８はｎ型スペーサ層、０９は
ｐ型光閉じ込め層、０１０はｐ型コンタクト層、０１１
はｎ型埋込み層である。
示す。ここで、図１９は光軸に平行に切断した断面図
を、また、図２０は光軸に垂直に切断した断面図を示
す。これらの図面において、符号０１は活性層駆動電
極、０２は波長制御電極、０３は共通電極、０４は活性
導波路層、０５は非活性導波路層、０６は回折格子、０
７はｐ型光閉じ込め層、０８はｎ型スペーサ層、０９は
ｐ型光閉じ込め層、０１０はｐ型コンタクト層、０１１
はｎ型埋込み層である。
【０００５】図２１〜図２３にＤＢＲレーザの一例を示
す。ここで、図２１は上部から見た平面図、図２２は図
２１中XXII-XXII 矢視断面図を、また、図２４は図２１
中XXIII-XXIII 矢視断面図を示す。これらの図面ににお
いて、符号０２１は活性層駆動電極、０２２は波長制御
電極、０２３は位相制御電極、０２４はｐ型コンタクト
層、０２５はｐ型光閉じ込め層、０２６は活性導波路
層、０２７は非活性導波路層、０２８は回折格子、０２
９はｎ型光閉じ込め層、０３０はｎ側共通電極、０３１
はｎ型電流阻止層、０３２はｐ型電流阻止層である。
す。ここで、図２１は上部から見た平面図、図２２は図
２１中XXII-XXII 矢視断面図を、また、図２４は図２１
中XXIII-XXIII 矢視断面図を示す。これらの図面ににお
いて、符号０２１は活性層駆動電極、０２２は波長制御
電極、０２３は位相制御電極、０２４はｐ型コンタクト
層、０２５はｐ型光閉じ込め層、０２６は活性導波路
層、０２７は非活性導波路層、０２８は回折格子、０２
９はｎ型光閉じ込め層、０３０はｎ側共通電極、０３１
はｎ型電流阻止層、０３２はｐ型電流阻止層である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては次のような問題があった。図１９及び図
２０に示すＴＴＧレーザでは、光の増幅作用を行う活性
導波路層０４に電流注入してレーザ発振動作を生じさ
せ、該活性導波路層０４のすぐ近くに形成される波長制
御用非活性導波路層０５に独立に電流注入することによ
り、発振波長を変化させる。ここで、回折格子の周期を
Λ、導波路の等価屈折率をｎとすれば、ブラッグ波長λ
b は、
技術においては次のような問題があった。図１９及び図
２０に示すＴＴＧレーザでは、光の増幅作用を行う活性
導波路層０４に電流注入してレーザ発振動作を生じさ
せ、該活性導波路層０４のすぐ近くに形成される波長制
御用非活性導波路層０５に独立に電流注入することによ
り、発振波長を変化させる。ここで、回折格子の周期を
Λ、導波路の等価屈折率をｎとすれば、ブラッグ波長λ
b は、
【数１】 λb ＝２ｎΛ （１） と表される。
【０００７】レーザはこのブラッグ波長近傍の１つの共
振縦モードで発振動作する。非活性導波路層に電流注入
を行うと、導波路の等価屈折率が変化し、式（１）よ
り、ブラッグ波長もそれに比例して変化する。ここで、
ブラッグ波長の変化の割合Δλb ／λb は、
振縦モードで発振動作する。非活性導波路層に電流注入
を行うと、導波路の等価屈折率が変化し、式（１）よ
り、ブラッグ波長もそれに比例して変化する。ここで、
ブラッグ波長の変化の割合Δλb ／λb は、
【数２】 となり、等価屈折率の変化の割合Δｎ／ｎと等しくな
る。また、電流注入による等価屈折率の変化にともな
い、共振縦モード波長も変化する。
る。また、電流注入による等価屈折率の変化にともな
い、共振縦モード波長も変化する。
【０００８】ＴＴＧレーザの場合、共振器全体の等価屈
折率が一様に変化するので、共振縦モード波長の変化の
割合Δλr ／λr は等価屈折率の変化の割合Δｎ／ｎに
等しくなる。すなわち、
折率が一様に変化するので、共振縦モード波長の変化の
割合Δλr ／λr は等価屈折率の変化の割合Δｎ／ｎに
等しくなる。すなわち、
【数３】 となる。
【０００９】上記式（２）、式（３）より、ＴＴＧレー
ザでは、ブラッグ波長の変化と共振縦モードの変化が等
しくなるので、最初に発振したモードが保たれたまま連
続的に発振波長が変化するという大きな特長を有する。
ザでは、ブラッグ波長の変化と共振縦モードの変化が等
しくなるので、最初に発振したモードが保たれたまま連
続的に発振波長が変化するという大きな特長を有する。
【００１０】しかしながら、単一横モード発振動作をさ
せるためには二重導波路の幅は１〜２μｍにする必要が
あり、さらに活性層と波長制御層との間に形成されるｎ
型スペーサ層の厚さを１μｍ以下まで薄くする必要があ
るため、通常の半導体レーザで用いられている埋め込み
構造にすることができず、それぞれの導波路層に効率良
く電流を注入するための構造にすることが、製作上非常
に困難であるという問題があった。
せるためには二重導波路の幅は１〜２μｍにする必要が
あり、さらに活性層と波長制御層との間に形成されるｎ
型スペーサ層の厚さを１μｍ以下まで薄くする必要があ
るため、通常の半導体レーザで用いられている埋め込み
構造にすることができず、それぞれの導波路層に効率良
く電流を注入するための構造にすることが、製作上非常
に困難であるという問題があった。
【００１１】それに対して図２１〜図２３に示すＤＢＲ
レーザでは、光の増幅作用を行う活性導波路層０２６と
非活性導波路層０２７とが直列に接続されている構造な
ので、通常の半導体レーザと同様に電流狭窄を行うため
の埋め込みストライプ構造を用いることができ、さらに
各々の導波路層に独立に電流注入を行うことは、各々の
導波路層の上方に形成される電極を分離することにより
容易に実現される。
レーザでは、光の増幅作用を行う活性導波路層０２６と
非活性導波路層０２７とが直列に接続されている構造な
ので、通常の半導体レーザと同様に電流狭窄を行うため
の埋め込みストライプ構造を用いることができ、さらに
各々の導波路層に独立に電流注入を行うことは、各々の
導波路層の上方に形成される電極を分離することにより
容易に実現される。
【００１２】上記非活性導波路層０２７への電流注入に
より、等価屈折率を変えてブラッグ波長を変化させる機
構はＴＴＧレーザと同様であるが、等価屈折率の変化す
る領域が共振器の一部に限られているために、ブラッグ
波長の変化量と共振縦モード波長の変化量とは一致しな
い
より、等価屈折率を変えてブラッグ波長を変化させる機
構はＴＴＧレーザと同様であるが、等価屈折率の変化す
る領域が共振器の一部に限られているために、ブラッグ
波長の変化量と共振縦モード波長の変化量とは一致しな
い
【００１３】共振縦モード波長の変化の割合Δλr ／λ
r は、全共振器長Ｌt に対する分布反射器の実効長Ｌe
の割合分だけ等価屈折率の変化の割合Δｎ／ｎよりも少
なくなり、
r は、全共振器長Ｌt に対する分布反射器の実効長Ｌe
の割合分だけ等価屈折率の変化の割合Δｎ／ｎよりも少
なくなり、
【数４】 となる。
【００１４】したがって、式（２）、式（４）より、Ｄ
ＢＲレーザでは波長制御電流を注入するにつれてブラッ
グ波長と共振縦モード波長とが相対的に離れていくた
め、モード跳びを生じてしまうという欠点を持ってい
た。モード跳びを生じさせないためには、回折格子が形
成されていない位相調整領域を設けて、そこへの電流注
入により共振縦モードの変化量とブラッグ波長の変化量
とを一致させる必要がある。しかし、この方法では位相
調整領域と回折格子上の２電極への波長制御電流を制御
するための外部回路が必要になり、装置構成、および制
御が複雑になるという問題があった。
ＢＲレーザでは波長制御電流を注入するにつれてブラッ
グ波長と共振縦モード波長とが相対的に離れていくた
め、モード跳びを生じてしまうという欠点を持ってい
た。モード跳びを生じさせないためには、回折格子が形
成されていない位相調整領域を設けて、そこへの電流注
入により共振縦モードの変化量とブラッグ波長の変化量
とを一致させる必要がある。しかし、この方法では位相
調整領域と回折格子上の２電極への波長制御電流を制御
するための外部回路が必要になり、装置構成、および制
御が複雑になるという問題があった。
【００１５】本発明の目的は、上記問題を解決し、一つ
の電極への注入電流制御により連続的に４〜７ｎｍ程度
発振波長を変化させることができ、なおかつ活性導波路
層、および非活性導波路層への電流注入も効率良く行え
る連続波長可変半導体レーザを得ることである。
の電極への注入電流制御により連続的に４〜７ｎｍ程度
発振波長を変化させることができ、なおかつ活性導波路
層、および非活性導波路層への電流注入も効率良く行え
る連続波長可変半導体レーザを得ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の連続波長可変半
導体レーザの第１の構成は、光の増幅作用を有する活性
導波路、屈折率を変化させることにより光の位相を調節
する非活性導波路及び分布反射導波路が光の進行方向に
直列に接続された分布反射型半導体レーザにおいて、上
記分布反射領域に第１の櫛形電極と第２の櫛形電極が対
向するように形成され、上記第１の櫛形電極の歯の長さ
と該第２の櫛形電極の歯の長さの比が、上記活性導波路
の導波路領域の長さと上記非活性導波路の導波路領域の
長さとの比に等しいことを特徴とする。
導体レーザの第１の構成は、光の増幅作用を有する活性
導波路、屈折率を変化させることにより光の位相を調節
する非活性導波路及び分布反射導波路が光の進行方向に
直列に接続された分布反射型半導体レーザにおいて、上
記分布反射領域に第１の櫛形電極と第２の櫛形電極が対
向するように形成され、上記第１の櫛形電極の歯の長さ
と該第２の櫛形電極の歯の長さの比が、上記活性導波路
の導波路領域の長さと上記非活性導波路の導波路領域の
長さとの比に等しいことを特徴とする。
【００１７】上記第１の発明において、上記第２の櫛形
電極の下方に形成された回折格子の周期が、上記第１の
櫛形電極の下方に形成された回析格子の周期より長いこ
とを特徴とする。
電極の下方に形成された回折格子の周期が、上記第１の
櫛形電極の下方に形成された回析格子の周期より長いこ
とを特徴とする。
【００１８】本発明の第２の構成は、光の増幅作用を有
する活性導波路、屈折率を変化させることにより光の位
相を調節する非活性導波路及び分布反射導波路が光の進
行方向に直列に接続された分布反射型半導体レーザにお
いて、上記分布反射領域に第１の電極と第２の電極が光
の進行方向に対して直列に配置され、該第１の電極の長
さと該第２の電極の長さの比が、上記活性導波路の活性
領域の長さと上記非活性導波路の活性領域の長さの比に
等しいことを特徴とする。
する活性導波路、屈折率を変化させることにより光の位
相を調節する非活性導波路及び分布反射導波路が光の進
行方向に直列に接続された分布反射型半導体レーザにお
いて、上記分布反射領域に第１の電極と第２の電極が光
の進行方向に対して直列に配置され、該第１の電極の長
さと該第２の電極の長さの比が、上記活性導波路の活性
領域の長さと上記非活性導波路の活性領域の長さの比に
等しいことを特徴とする。
【００１９】また、上記第１乃至第２の半導体レーザに
おいて、上記第２の櫛形電極が上記非活性導波路の導波
領域に形成された電極に電気的に接続されていることを
特徴とする。
おいて、上記第２の櫛形電極が上記非活性導波路の導波
領域に形成された電極に電気的に接続されていることを
特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１〜図３に本発明の第１の発明
による半導体レーザの一例を示す。図１は上部から見た
平面図、図２は図１中II-II 矢視断面図を、また、図３
は図１中III-III 矢視断面図を示す。本発明の第１の発
明による半導体レーザは、これらの図面に示すように、
分布反射導波路領域上に、２つの独立な櫛形の位置制御
電極（以下、「櫛形電極」という）１２−１，１２−２
が形成され、それぞれの櫛形電極１２−１，１２−２の
導波路方向に対する長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、活性導
波路領域の長さＬa と非活性導波路領域の長さＬp との
比（Ｌa ：Ｌp ）に等しくなる様に形成されている。そ
して、上記櫛形電極の一方の電極１２−２と非活性導波
層１６の上方に設けられた非活性導波領域の電極１２と
が外部において短絡されるように設計されている。この
半導体レーザは、レーザ発振時において、非活性導波路
と、分布反射導波路に波長掃引のために電流が注入され
る。ただし、上記両者の電極１２と上記櫛形電極の一方
の電極１２−２とは上方において短絡されているため
に、お互いに電流密度が等しい条件が自動的に与えられ
る。従って、波長掃引のために電流注入されている領域
の等価屈折率変化量は非活性導波路領域、長さＬ2 の櫛
形電極のすべての領域でΔｎ／ｎとなるので、共振縦モ
ード波長の変化の割合Δλr ／λr は、実効共振器長Ｌ
a ＋Ｌp ＋ｍ・Ｌ1＋ｍ・Ｌ2 、電流注入領域長がＬp
＋ｍ・Ｌ2 であるから、
による半導体レーザの一例を示す。図１は上部から見た
平面図、図２は図１中II-II 矢視断面図を、また、図３
は図１中III-III 矢視断面図を示す。本発明の第１の発
明による半導体レーザは、これらの図面に示すように、
分布反射導波路領域上に、２つの独立な櫛形の位置制御
電極（以下、「櫛形電極」という）１２−１，１２−２
が形成され、それぞれの櫛形電極１２−１，１２−２の
導波路方向に対する長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、活性導
波路領域の長さＬa と非活性導波路領域の長さＬp との
比（Ｌa ：Ｌp ）に等しくなる様に形成されている。そ
して、上記櫛形電極の一方の電極１２−２と非活性導波
層１６の上方に設けられた非活性導波領域の電極１２と
が外部において短絡されるように設計されている。この
半導体レーザは、レーザ発振時において、非活性導波路
と、分布反射導波路に波長掃引のために電流が注入され
る。ただし、上記両者の電極１２と上記櫛形電極の一方
の電極１２−２とは上方において短絡されているため
に、お互いに電流密度が等しい条件が自動的に与えられ
る。従って、波長掃引のために電流注入されている領域
の等価屈折率変化量は非活性導波路領域、長さＬ2 の櫛
形電極のすべての領域でΔｎ／ｎとなるので、共振縦モ
ード波長の変化の割合Δλr ／λr は、実効共振器長Ｌ
a ＋Ｌp ＋ｍ・Ｌ1＋ｍ・Ｌ2 、電流注入領域長がＬp
＋ｍ・Ｌ2 であるから、
【数５】 となる。ただし、ｍは櫛形に分割された分布反射導波路
上の電極数であり、整数である。
上の電極数であり、整数である。
【００２１】一方、分布反射鏡反射率のピークであるブ
ラッグ波長も電流注入による等価屈折率の変化の結果、
短波長側にシフトするが変化する。このときの変化の割
合Δλb ／λb は、分布反射鏡領域長がｍ・Ｌ1 ＋ｍ・
Ｌ2 、分布反射鏡領域での電流注入領域長がｍ・Ｌ2 で
あるから、
ラッグ波長も電流注入による等価屈折率の変化の結果、
短波長側にシフトするが変化する。このときの変化の割
合Δλb ／λb は、分布反射鏡領域長がｍ・Ｌ1 ＋ｍ・
Ｌ2 、分布反射鏡領域での電流注入領域長がｍ・Ｌ2 で
あるから、
【数６】 となる。
【００２２】連続波長掃引する為には、電流注入時にお
いて、共振縦モード波長の変化の割合Δλr ／λr とブ
ラッグ波長の変化の割合Δλb ／λb が一致しなければ
ならない。つまり、以下の条件が必要となる。
いて、共振縦モード波長の変化の割合Δλr ／λr とブ
ラッグ波長の変化の割合Δλb ／λb が一致しなければ
ならない。つまり、以下の条件が必要となる。
【数７】 従って、式（５），（６）より、以下の式が得られる。
【数８】 この式（８）を整理すると、次の式が得られる。
【数９】
【００２３】したがって、本発明による半導体レーザの
連続波長掃引には、櫛形電極の導波路方向に対する長さ
の比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活性導波領域の長さＬa と
前記非活性導波領域の長さＬp との比（Ｌa ：Ｌp ）に
等しくなる様に形成されることで、重要となる。
連続波長掃引には、櫛形電極の導波路方向に対する長さ
の比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活性導波領域の長さＬa と
前記非活性導波領域の長さＬp との比（Ｌa ：Ｌp ）に
等しくなる様に形成されることで、重要となる。
【００２４】この様に、本発明による半導体レーザで
は、まず始めに、波長掃引のための電流注入による屈折
率変化を各領域において等しいように櫛形電極の一方で
ある、たとえばＬ2 の長さの電極１２−２と非活性導波
領域の電極１２が上方において短絡し、次に櫛形電極１
２−１，１２−２の長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活
性導波領域の長さＬa と前記非活性導波領域の長さＬp
との比（Ｌa ：Ｌp ）に等しくなる様に形成し、波長掃
引のための電流注入時において共振縦モード波長の変化
の割合とブラッグ波長の変化の割合を一致させることを
基本原理としている。これによって、このレーザでは最
初に発振したモードを保ったまま波長掃引用電極に電流
を注入することにより、連続的に波長掃引可能となる。
は、まず始めに、波長掃引のための電流注入による屈折
率変化を各領域において等しいように櫛形電極の一方で
ある、たとえばＬ2 の長さの電極１２−２と非活性導波
領域の電極１２が上方において短絡し、次に櫛形電極１
２−１，１２−２の長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活
性導波領域の長さＬa と前記非活性導波領域の長さＬp
との比（Ｌa ：Ｌp ）に等しくなる様に形成し、波長掃
引のための電流注入時において共振縦モード波長の変化
の割合とブラッグ波長の変化の割合を一致させることを
基本原理としている。これによって、このレーザでは最
初に発振したモードを保ったまま波長掃引用電極に電流
を注入することにより、連続的に波長掃引可能となる。
【００２５】また、本発明による連続波長可変半導体レ
ーザは活性導波路領域、非活性導波路領域及び分布反射
導波路領域が、基板に対して水平に直列に接続された構
造なので通常の半導体レーザと同様に電流狭窄のための
埋め込みストライプ構造を用いることができる。
ーザは活性導波路領域、非活性導波路領域及び分布反射
導波路領域が、基板に対して水平に直列に接続された構
造なので通常の半導体レーザと同様に電流狭窄のための
埋め込みストライプ構造を用いることができる。
【００２６】以上に示した櫛形電極装荷ＤＢＲレーザに
は、波長掃引時に、光出力が低下するという現象がみら
れる。
は、波長掃引時に、光出力が低下するという現象がみら
れる。
【００２７】これは以下のように説明できる。図６
（Ａ），（Ｂ）に示すように、波長掃引用電極に電流を
流すと、屈折率が低い方向に変化する長さＬ2 の電流注
入領域と、屈折率が変化しない長さＬ1 の非注入領域が
形成され、ＤＢＲ領域の光軸に沿って屈折率が空間的に
変調される。
（Ａ），（Ｂ）に示すように、波長掃引用電極に電流を
流すと、屈折率が低い方向に変化する長さＬ2 の電流注
入領域と、屈折率が変化しない長さＬ1 の非注入領域が
形成され、ＤＢＲ領域の光軸に沿って屈折率が空間的に
変調される。
【００２８】この屈折率空間変調によってＤＢＲ領域の
反射率スペクトルは無注入時におけるブラック波長λb
でのピーク反射率特性図７から、櫛形電極の１周期から
決定されるλm により、図８に示すようにスーパーモー
ドが注入時でのブラック波長λb ′の両脇（λb ′±λ
m ）に現れ、ブラック波長での反射率ピーク値は減少す
る。また、波長掃引電極に更に電流を注入すると、変調
が更に深くかけられたことに対応するため、図９に示す
ようにブラック波長での反射率ピーク値は一層減少し、
別のスーパーモードの反射率が高くなる逆転現象が生じ
る。このように、波長掃引のために櫛形電極に電流を流
すとブラック波長のピーク反射率は減少する傾向にあ
る。
反射率スペクトルは無注入時におけるブラック波長λb
でのピーク反射率特性図７から、櫛形電極の１周期から
決定されるλm により、図８に示すようにスーパーモー
ドが注入時でのブラック波長λb ′の両脇（λb ′±λ
m ）に現れ、ブラック波長での反射率ピーク値は減少す
る。また、波長掃引電極に更に電流を注入すると、変調
が更に深くかけられたことに対応するため、図９に示す
ようにブラック波長での反射率ピーク値は一層減少し、
別のスーパーモードの反射率が高くなる逆転現象が生じ
る。このように、波長掃引のために櫛形電極に電流を流
すとブラック波長のピーク反射率は減少する傾向にあ
る。
【００２９】また一方で、電流を注入したことによる価
電子帯間吸収によって、ＤＢＲ領域での光吸収は増加す
る。以上の電流注入による２つの効果により、図１０に
示すようにＤＢＲ領域の活性層から見た実効的な反射率
は減少し光出力は低下することになる。
電子帯間吸収によって、ＤＢＲ領域での光吸収は増加す
る。以上の電流注入による２つの効果により、図１０に
示すようにＤＢＲ領域の活性層から見た実効的な反射率
は減少し光出力は低下することになる。
【００３０】そこで、電流注入することによりブラック
波長での反射率ピークが増加するような素子が実現され
れば、上記現象を相殺することにより結果的に光出力低
下が抑制されることになる。
波長での反射率ピークが増加するような素子が実現され
れば、上記現象を相殺することにより結果的に光出力低
下が抑制されることになる。
【００３１】本発明では以下の第２の発明によりこれを
実現したので、その構成を次に説明する。
実現したので、その構成を次に説明する。
【００３２】本願第２の発明による半導体レーザの構造
を図１１に示す。櫛形電極１２−１，１２−２におい
て、格子間隔をＬ1 と比較して長めに回折格子１７を長
さＬ2 の波長掃引電極領域に選択的に導入する。電流を
注入するとその領域の屈折率が低下するがために、長さ
Ｌ2 の領域の回折格子の格子間隔は光学的に短くなり、
Ｌ1 の領域に導入された回折格子の格子間隔へと近づい
ていく。
を図１１に示す。櫛形電極１２−１，１２−２におい
て、格子間隔をＬ1 と比較して長めに回折格子１７を長
さＬ2 の波長掃引電極領域に選択的に導入する。電流を
注入するとその領域の屈折率が低下するがために、長さ
Ｌ2 の領域の回折格子の格子間隔は光学的に短くなり、
Ｌ1 の領域に導入された回折格子の格子間隔へと近づい
ていく。
【００３３】つまり、あらかじめ電流無注入時において
空間的に回折格子の格子間隔を変調した構造を導入する
ことにより、図８と等価な反射率スペクトルを持たせ、
電流注入に連れてＬ1 とＬ2 の領域の回折格子の光学的
な格子間隔が一様になり、図７の反射率スペクトルと変
化していく、つまり先の様相とは逆の道をたどるような
現象が現れるように、この構造で実現している。この様
子を図１０にグラフで示した。
空間的に回折格子の格子間隔を変調した構造を導入する
ことにより、図８と等価な反射率スペクトルを持たせ、
電流注入に連れてＬ1 とＬ2 の領域の回折格子の光学的
な格子間隔が一様になり、図７の反射率スペクトルと変
化していく、つまり先の様相とは逆の道をたどるような
現象が現れるように、この構造で実現している。この様
子を図１０にグラフで示した。
【００３４】従って、図１０の実効反射率の低下と、図
１１で示した回折格子間隔を変調したことによってもた
らされた反射率の増大がお互いに相殺し、ＤＢＲ領域で
の活性層から見た実効反射率特性が全ての電流注入時に
おいて図１２に示すように、平坦となる。よって、本発
明による半導体レーザでは、波長掃引を一つの電極で制
御できるのみでなく、同時にその光出力が低下する現象
を無効とした。
１１で示した回折格子間隔を変調したことによってもた
らされた反射率の増大がお互いに相殺し、ＤＢＲ領域で
の活性層から見た実効反射率特性が全ての電流注入時に
おいて図１２に示すように、平坦となる。よって、本発
明による半導体レーザでは、波長掃引を一つの電極で制
御できるのみでなく、同時にその光出力が低下する現象
を無効とした。
【００３５】この様に、本発明による半導体レーザで
は、まず始めに、波長掃引のための電流注入による屈折
率変化を各領域において等しいように櫛形電極の一方で
ある、たとえばＬ2 の長さの電極１２−２と非活性導波
領域の電極１２とが上方において短絡し、次に櫛型電極
の長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活性導波路の長さＬ
a と前記非活性導波路の長さＬp との比（Ｌa ：Ｌp ）
に等しくなる様に形成し、波長掃引のための電流注入時
において共振縦モード波長の変化の割合とブラック波長
の変化の割合を一致させ、最初に発振したモードを保っ
たまま波長掃引用電極に電流を注入することにより、連
続的に波長掃引可能となる。さらに、波長掃引用の櫛形
電極Ｌ2 の領域にあらかじめＬ1 の領域の周期Λ１の回
折格子と比べて回折格子１７の格子間隔が長い回折格子
（周期Λ２の回折格子）を導入することにより、波長掃
引時での光出力の低下を無効にするようにしている。
は、まず始めに、波長掃引のための電流注入による屈折
率変化を各領域において等しいように櫛形電極の一方で
ある、たとえばＬ2 の長さの電極１２−２と非活性導波
領域の電極１２とが上方において短絡し、次に櫛型電極
の長さの比（Ｌ1 ：Ｌ2 ）が、前記活性導波路の長さＬ
a と前記非活性導波路の長さＬp との比（Ｌa ：Ｌp ）
に等しくなる様に形成し、波長掃引のための電流注入時
において共振縦モード波長の変化の割合とブラック波長
の変化の割合を一致させ、最初に発振したモードを保っ
たまま波長掃引用電極に電流を注入することにより、連
続的に波長掃引可能となる。さらに、波長掃引用の櫛形
電極Ｌ2 の領域にあらかじめＬ1 の領域の周期Λ１の回
折格子と比べて回折格子１７の格子間隔が長い回折格子
（周期Λ２の回折格子）を導入することにより、波長掃
引時での光出力の低下を無効にするようにしている。
【００３６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面と共に説明する。
【００３７】［実施例１］図１は本発明の実施例を示す
図で、図１は本発明による半導体レーザを上部からみた
図、図２は図１のII−II矢視断面構造図、図３は図１の
III−III 矢視断面構造図である。これらの図面におい
て、符号１１は活性層駆動電極、１２は位相制御電極、
１３はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１４はｐ型Ｉ
ｎＰ光閉じ込め層、１５はバンドギャップ波長１．５５
μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層、１６はバンドギャ
ップ波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層、
１７は回析格子、１８はｎ型ＩｎＰ光閉じ込め層、１９
はｎ側共通電極、２０はｎ型ＩｎＰ電流阻止層、２１は
ｐ型ＩｎＰ電流阻止層を各々図示する。
図で、図１は本発明による半導体レーザを上部からみた
図、図２は図１のII−II矢視断面構造図、図３は図１の
III−III 矢視断面構造図である。これらの図面におい
て、符号１１は活性層駆動電極、１２は位相制御電極、
１３はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１４はｐ型Ｉ
ｎＰ光閉じ込め層、１５はバンドギャップ波長１．５５
μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性導波路層、１６はバンドギャ
ップ波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層、
１７は回析格子、１８はｎ型ＩｎＰ光閉じ込め層、１９
はｎ側共通電極、２０はｎ型ＩｎＰ電流阻止層、２１は
ｐ型ＩｎＰ電流阻止層を各々図示する。
【００３８】活性導波路層１５と非活性導波路層１６と
に対応する活性領域の長さＬ1 と非活性領域の長さＬ2
とはそれぞれ２００μｍ、１００μｍとしている。ま
た、分布反射鏡導波路領域に設けられた電極１２−１，
１２−２は上記（９）式を満たすように、櫛形の長さＬ
1 ，Ｌ2 をそれぞれ１００μｍ，５０μｍの長さとし
て、周期的に設置されている。
に対応する活性領域の長さＬ1 と非活性領域の長さＬ2
とはそれぞれ２００μｍ、１００μｍとしている。ま
た、分布反射鏡導波路領域に設けられた電極１２−１，
１２−２は上記（９）式を満たすように、櫛形の長さＬ
1 ，Ｌ2 をそれぞれ１００μｍ，５０μｍの長さとし
て、周期的に設置されている。
【００３９】上記回析格子１７が形成される部分の長さ
は約６００μｍで、該回析格子１７の凸凹の周期は２３
８ｎｍとなっている。
は約６００μｍで、該回析格子１７の凸凹の周期は２３
８ｎｍとなっている。
【００４０】分布反射鏡導波路層上の設けられた電極
は、上述したように、Ｌ1 ，Ｌ2 の一組の電極が周期的
に繰り返す構造を持つため、図１に示すように櫛形電極
が導入され、本発明によるレーザの外観上での特徴とな
っている。また、活性導波路領域、それ以外の導波路層
の上部に設けられる電極１１，１２は互いに分離されて
おり、図２に示すように、活性導波路層１５上の電極１
１のみは独立に電源に接続される。
は、上述したように、Ｌ1 ，Ｌ2 の一組の電極が周期的
に繰り返す構造を持つため、図１に示すように櫛形電極
が導入され、本発明によるレーザの外観上での特徴とな
っている。また、活性導波路領域、それ以外の導波路層
の上部に設けられる電極１１，１２は互いに分離されて
おり、図２に示すように、活性導波路層１５上の電極１
１のみは独立に電源に接続される。
【００４１】さらに、連続波長掃引のため、上述したよ
うに、非活性導波路領域の電極１２と、分布反射鏡導波
路層の全ての長さＬ2 の櫛形電極１２−２同志は素子の
上方で短絡されている。従って、本発明による半導体レ
ーザは、外観上二電極構造となっており、前述した従来
例の図１９乃至図２２に示すような三電極構造を持つこ
れまでのＴＴＧレーザ，ＤＢＲレーザと比較して、電極
数の削減を実現している。
うに、非活性導波路領域の電極１２と、分布反射鏡導波
路層の全ての長さＬ2 の櫛形電極１２−２同志は素子の
上方で短絡されている。従って、本発明による半導体レ
ーザは、外観上二電極構造となっており、前述した従来
例の図１９乃至図２２に示すような三電極構造を持つこ
れまでのＴＴＧレーザ，ＤＢＲレーザと比較して、電極
数の削減を実現している。
【００４２】次に、上記半導体レーザの作製方法を簡単
に説明する。図１，図２及び図３に示すように、最初に
有機金属気相エピタキシャル成長法を用いて、ｎ型Ｉｎ
Ｐ１８上に活性導波路層１５と非活性導波路層１６とを
作製する。その後、上記非活性導波路層１６の表面の一
部に塗布したレジストに、電子ビーム露光法を用いて回
折格子のパタンを転写し、転写パタンをマスクとしてエ
ッチングを行い回折格子１７を形成する。次に、ｐ型Ｉ
ｎＰ光閉じ込め層１４およびｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層１３を成長した後、横モードを制御するために、
幅１．２μｍのストライブ状に導波路を加工し、その両
側にｐ型ＩｎＰ電流阻止層２１、ｎ型ＩｎＰ電流阻止層
２０を順次成長する。そして、各電極１１，１２，１２
−１，１２−２，１９を形成した後、活性層駆動電極１
１と波長制御電極１２，１２−１，１２−２とを電気的
に分離するために、それらの電極間のｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐコンタクト層１３を除去する。
に説明する。図１，図２及び図３に示すように、最初に
有機金属気相エピタキシャル成長法を用いて、ｎ型Ｉｎ
Ｐ１８上に活性導波路層１５と非活性導波路層１６とを
作製する。その後、上記非活性導波路層１６の表面の一
部に塗布したレジストに、電子ビーム露光法を用いて回
折格子のパタンを転写し、転写パタンをマスクとしてエ
ッチングを行い回折格子１７を形成する。次に、ｐ型Ｉ
ｎＰ光閉じ込め層１４およびｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層１３を成長した後、横モードを制御するために、
幅１．２μｍのストライブ状に導波路を加工し、その両
側にｐ型ＩｎＰ電流阻止層２１、ｎ型ＩｎＰ電流阻止層
２０を順次成長する。そして、各電極１１，１２，１２
−１，１２−２，１９を形成した後、活性層駆動電極１
１と波長制御電極１２，１２−１，１２−２とを電気的
に分離するために、それらの電極間のｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐコンタクト層１３を除去する。
【００４３】図４及び図５は、活性層駆動電極に一定の
電流を流してレーザ発振させた後、波長調整電極に流す
電流を変えたときの発振波長の変化の様子を示したもの
である。図４から明らかなように、通常のＤＢＲレーザ
では波長掃引のために注入電流量を増加させていくと縦
モードの飛びが起こり、連続波長掃引が出来ない。しか
し、本発明による半導体レーザでは、図５に示されるよ
うに、最初に発振したモードを保ったまま波長層引用電
極に電流を注入することにより、連続波長掃引を実現し
ている。
電流を流してレーザ発振させた後、波長調整電極に流す
電流を変えたときの発振波長の変化の様子を示したもの
である。図４から明らかなように、通常のＤＢＲレーザ
では波長掃引のために注入電流量を増加させていくと縦
モードの飛びが起こり、連続波長掃引が出来ない。しか
し、本発明による半導体レーザでは、図５に示されるよ
うに、最初に発振したモードを保ったまま波長層引用電
極に電流を注入することにより、連続波長掃引を実現し
ている。
【００４４】本半導体レーザは、上述した原理にしたが
って動作し、波長調整電極への注入電流を変化させるこ
とにより、約６ｎｍの範囲で連続的に発振波長が変化し
ている。
って動作し、波長調整電極への注入電流を変化させるこ
とにより、約６ｎｍの範囲で連続的に発振波長が変化し
ている。
【００４５】上記のように本発明による半導体レーザで
は、活性導波路領域と、非活性導波路領域上に設けられ
る電極１１，１２の長さの比に等しい、一組の電極１２
−１，１２−２を、分布反射鏡領域上に周期的に配置す
る点が異なるだけで、通常の半導体レーザの作製法を用
いて容易に作製することができる。
は、活性導波路領域と、非活性導波路領域上に設けられ
る電極１１，１２の長さの比に等しい、一組の電極１２
−１，１２−２を、分布反射鏡領域上に周期的に配置す
る点が異なるだけで、通常の半導体レーザの作製法を用
いて容易に作製することができる。
【００４６】なお、本実施例では、ｐｎ逆接合で電流阻
止による埋め込み型レーザの例を示したが、半絶縁性Ｆ
ｅドープＩｎＰ埋め込み型レーザでもよい。また、Ｇａ
Ａｓを基板とした、より短波長で発振するレーザに対し
ても本発明が適用できることはいうまでもない。
止による埋め込み型レーザの例を示したが、半絶縁性Ｆ
ｅドープＩｎＰ埋め込み型レーザでもよい。また、Ｇａ
Ａｓを基板とした、より短波長で発振するレーザに対し
ても本発明が適用できることはいうまでもない。
【００４７】［実施例２］次に、本発明の第２の本発明
の一実施例を図面とともに説明する。図１３乃至図１５
は本発明の実施例を示す図で、図１３は本発明による半
導体レーザを上部からみた図、図１４は図１３のXIV-XI
V 矢視断面構造図、図１５は図１３のXV-XV 矢視断面構
造図である。これらの図面ににおいて、符号１１は活性
層駆動電極、１２は波長制御電極、１３はｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層、１４はｐ型ＩｎＰ光閉じ込め層、
１５はバンドギャップ波長１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性導波路層、１６はバンドギャップ波長１．３μｍ
のＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層、４１は周期Λ1 の回
折格子、４２は周期Λ2 の回折格子、１８はｎ型ＩｎＰ
光閉じ込め層、１９はｎ側共通電極、２０はｎ型ＩｎＰ
電流阻止層、２１はｐ型ＩｎＰ電流阻止層を各々図示す
る。なお、活性導波路層１５と非活性導波路層１６はそ
れぞれ２００μｍ、１００μｍとしている。
の一実施例を図面とともに説明する。図１３乃至図１５
は本発明の実施例を示す図で、図１３は本発明による半
導体レーザを上部からみた図、図１４は図１３のXIV-XI
V 矢視断面構造図、図１５は図１３のXV-XV 矢視断面構
造図である。これらの図面ににおいて、符号１１は活性
層駆動電極、１２は波長制御電極、１３はｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層、１４はｐ型ＩｎＰ光閉じ込め層、
１５はバンドギャップ波長１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性導波路層、１６はバンドギャップ波長１．３μｍ
のＩｎＧａＡｓＰ非活性導波路層、４１は周期Λ1 の回
折格子、４２は周期Λ2 の回折格子、１８はｎ型ＩｎＰ
光閉じ込め層、１９はｎ側共通電極、２０はｎ型ＩｎＰ
電流阻止層、２１はｐ型ＩｎＰ電流阻止層を各々図示す
る。なお、活性導波路層１５と非活性導波路層１６はそ
れぞれ２００μｍ、１００μｍとしている。
【００４８】また、分布反射鏡導波路領域に設けられた
電極１１，１２は（９）式を満たすように、Ｌ1 ，Ｌ2
をそれぞれ１００μｍ、５０μｍの長さとして、周期的
に設置されている。回折格子が形成される部分の長さは
約６００μｍで、本発明による半導体レーザの特徴であ
る回折格子の凸凹の周期は、周期Λ1 の回折格子４１で
はＬ1 の領域で２４０ｎｍ、周期Λ2 の回折格子４２で
はＬ2 の領域で２４２ｎｍと変調されている。分布反射
鏡導波路層上に設けられた電極は、上述したように、Ｌ
1 ，Ｌ2 の一組の電極が周期的に繰り返す構造を持つた
め、図１３に示すように櫛形電極１２−１，１２−２が
導入され、本発明によるレーザの外観上での特徴となっ
ている。また、活性導波路領域、それ以外の導波路層の
上部に設けられる電極は互いに分離されており、図１４
に示すように、活性導波路層１５上の電極１１のみに独
立に電源に接続される。さらに、連続波長掃引のため、
上述したように、非活性導波路層、分布反射鏡導波路層
の全てのＬ2 電極１２−２同志は素子の上方で短絡され
ている。従って、本発明による半導体レーザは外観上二
電極構造となっており、図１９乃至図２３に示すような
三電極構造を持つこれまでのＴＴＧレーザ、ＤＢＲレー
ザと比較して電極数の削減を実現している。
電極１１，１２は（９）式を満たすように、Ｌ1 ，Ｌ2
をそれぞれ１００μｍ、５０μｍの長さとして、周期的
に設置されている。回折格子が形成される部分の長さは
約６００μｍで、本発明による半導体レーザの特徴であ
る回折格子の凸凹の周期は、周期Λ1 の回折格子４１で
はＬ1 の領域で２４０ｎｍ、周期Λ2 の回折格子４２で
はＬ2 の領域で２４２ｎｍと変調されている。分布反射
鏡導波路層上に設けられた電極は、上述したように、Ｌ
1 ，Ｌ2 の一組の電極が周期的に繰り返す構造を持つた
め、図１３に示すように櫛形電極１２−１，１２−２が
導入され、本発明によるレーザの外観上での特徴となっ
ている。また、活性導波路領域、それ以外の導波路層の
上部に設けられる電極は互いに分離されており、図１４
に示すように、活性導波路層１５上の電極１１のみに独
立に電源に接続される。さらに、連続波長掃引のため、
上述したように、非活性導波路層、分布反射鏡導波路層
の全てのＬ2 電極１２−２同志は素子の上方で短絡され
ている。従って、本発明による半導体レーザは外観上二
電極構造となっており、図１９乃至図２３に示すような
三電極構造を持つこれまでのＴＴＧレーザ、ＤＢＲレー
ザと比較して電極数の削減を実現している。
【００４９】上記半導体レーザの作製方法を簡単に説明
する。最初に有機金属気相エピタキシャル成長法を用い
て、ｎ型ＩｎＰ１８上に活性導波路層１５と非活性導波
路層１６とを作製する。その後、上記非活性導波路層１
６の表面の一部に塗布したレジストに、電子ビーム露光
法を用いて回折格子のパタンを転写し、転写パタンをマ
スクとしてエッチングを行い回折格子４１，４２を形成
する。ｐ型ＩｎＰ光閉じ込め層１４およびｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層１３を成長した後、横モードを制御
するために、幅１．２μｍのストライプ状に導波路を加
工し、その両側にｐ型ＩｎＰ電流阻止層２１、ｎ型Ｉｎ
Ｐ電流阻止層２０を順次成長する。そして、各電極１
１，１２，１２−１，１２−２，１９を形成した後、活
性層駆動電極１１と波長制御電極１２とを電気的に分離
するために、それらの電極間のｐ型ＩｎＧａＡｓＰコン
タクト層１３を除去する。
する。最初に有機金属気相エピタキシャル成長法を用い
て、ｎ型ＩｎＰ１８上に活性導波路層１５と非活性導波
路層１６とを作製する。その後、上記非活性導波路層１
６の表面の一部に塗布したレジストに、電子ビーム露光
法を用いて回折格子のパタンを転写し、転写パタンをマ
スクとしてエッチングを行い回折格子４１，４２を形成
する。ｐ型ＩｎＰ光閉じ込め層１４およびｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層１３を成長した後、横モードを制御
するために、幅１．２μｍのストライプ状に導波路を加
工し、その両側にｐ型ＩｎＰ電流阻止層２１、ｎ型Ｉｎ
Ｐ電流阻止層２０を順次成長する。そして、各電極１
１，１２，１２−１，１２−２，１９を形成した後、活
性層駆動電極１１と波長制御電極１２とを電気的に分離
するために、それらの電極間のｐ型ＩｎＧａＡｓＰコン
タクト層１３を除去する。
【００５０】活性層駆動電極に一定の電流を流してレー
ザ発振させた後、波長調整電極に流す電流を変えたとき
の発振波長の変化の様子（図１６）と、レーザ出力（図
１７）を示したものである。図１６から明らかなよう
に、本発明による半導体レーザは最初に発振したモード
を保ったまま波長層引用電極に電流を注入することによ
り、約６ｎｍの範囲で連続波長掃引を実現している。さ
らに図１７から明らかなように、波長掃引時において、
ほぼ最初のレーザ出力を保ったままレーザ発振すること
を実現している。
ザ発振させた後、波長調整電極に流す電流を変えたとき
の発振波長の変化の様子（図１６）と、レーザ出力（図
１７）を示したものである。図１６から明らかなよう
に、本発明による半導体レーザは最初に発振したモード
を保ったまま波長層引用電極に電流を注入することによ
り、約６ｎｍの範囲で連続波長掃引を実現している。さ
らに図１７から明らかなように、波長掃引時において、
ほぼ最初のレーザ出力を保ったままレーザ発振すること
を実現している。
【００５１】上記のように本発明による半導体レーザで
は、活性導波路領域と、非活性導波路領域上に設けられ
る電極の長さの比に等しい、一組の電極を分布反射領域
上に周期的に配置し、それぞれの領域での回折格子の格
子間隔で変調して導入した点が異なるだけで、通常の半
導体レーザの作製法を用いて容易に作製することができ
る。なお、本実施例では、ｐｎ逆接合で電流阻による埋
め込み型レーザの例を示したが、半絶縁性ＦｅドープＩ
ｎＰ埋め込み型レーザでもよい。また、ＧａＡｓを基板
とした、より短波長で発振するレーザに対しても本発明
が適用できることはいうまでもない。
は、活性導波路領域と、非活性導波路領域上に設けられ
る電極の長さの比に等しい、一組の電極を分布反射領域
上に周期的に配置し、それぞれの領域での回折格子の格
子間隔で変調して導入した点が異なるだけで、通常の半
導体レーザの作製法を用いて容易に作製することができ
る。なお、本実施例では、ｐｎ逆接合で電流阻による埋
め込み型レーザの例を示したが、半絶縁性ＦｅドープＩ
ｎＰ埋め込み型レーザでもよい。また、ＧａＡｓを基板
とした、より短波長で発振するレーザに対しても本発明
が適用できることはいうまでもない。
【００５２】また、図１８に示すように、上述したよう
な櫛形電極１２−１，１２−２でなく単に２つの電極１
０１及び電極１０２を分布反射領域に設け、その長さの
比を活性導波路１０３と位相調節用の非活性導波路１０
４の長さの比に等しくし、非活性導波路１０４に対応す
る電極１０１を非活性導波路の電極に接続しても、櫛形
電極を用いた場合と同じ効果が得られる。
な櫛形電極１２−１，１２−２でなく単に２つの電極１
０１及び電極１０２を分布反射領域に設け、その長さの
比を活性導波路１０３と位相調節用の非活性導波路１０
４の長さの比に等しくし、非活性導波路１０４に対応す
る電極１０１を非活性導波路の電極に接続しても、櫛形
電極を用いた場合と同じ効果が得られる。
【００５３】
【発明の効果】上記実施例で示したように、本発明によ
る半導体レーザにより、一つの電極の電流制御で連続的
に波長調整が可能なレーザを従来の作製法を用いて容易
に得ることができる。また、二電極の制御で１０ｎｍを
越える広い範囲の波長調整が可能なレーザを得ることが
できる。なおかつ、活性導波路及び非活性導波路への電
流流入も効率よく行なえる。更に、波長を掃引しても光
出力は低下しない。
る半導体レーザにより、一つの電極の電流制御で連続的
に波長調整が可能なレーザを従来の作製法を用いて容易
に得ることができる。また、二電極の制御で１０ｎｍを
越える広い範囲の波長調整が可能なレーザを得ることが
できる。なおかつ、活性導波路及び非活性導波路への電
流流入も効率よく行なえる。更に、波長を掃引しても光
出力は低下しない。
【図１】本発明の実施例による半導体レーザの上部から
みた平面図である。
みた平面図である。
【図２】図１のII-II 矢視断面図である。
【図３】図１のIII-III 矢視断面図である。
【図４】半導体レーザ（ＤＢＲレーザによる）波長変化
特性図である。
特性図である。
【図５】半導体レーザ（本発明の実施例による）波長変
化特性図である。
化特性図である。
【図６】（Ａ）はＤＢＲ反射鏡領域の電流無注入時の屈
折率特性を示す図、（Ｂ）はＤＢＲ反射鏡領域の電流注
入時の屈折率特性を示す図である。
折率特性を示す図、（Ｂ）はＤＢＲ反射鏡領域の電流注
入時の屈折率特性を示す図である。
【図７】電流無注入時のＤＢＲ反射鏡反射率スペクトル
を示す図である。
を示す図である。
【図８】電流注入により、屈折率が０．５％減少したと
きのスペクトル特性図である。
きのスペクトル特性図である。
【図９】電流注入により、屈折率が１．０％減少したと
きのスペクトル特性図である。
きのスペクトル特性図である。
【図１０】波長掃引用電極に電流を注入したときの、活
性層から見た実効反射率特性である。
性層から見た実効反射率特性である。
【図１１】本発明による第２の構成の半導体レーザを示
す断面図である。
す断面図である。
【図１２】本発明による第２の構成の半導体レーザによ
る構造を有するＤＢＲ反射鏡ピーク反射率、活性率から
見た実効反射率の注入電流に対する反射率特性である。
る構造を有するＤＢＲ反射鏡ピーク反射率、活性率から
見た実効反射率の注入電流に対する反射率特性である。
【図１３】本発明の実施例による半導体レーザの上部か
らみた平面図である。
らみた平面図である。
【図１４】図１３のXIV-XIV 矢視断面図である。
【図１５】図１３のXV-XV 矢視断面図である。
【図１６】本発明の実施例による半導体レーザの連続波
長掃引特性示す図である。
長掃引特性示す図である。
【図１７】本発明の第２の構成の実施例による半導体レ
ーザの出力特性示す図である。
ーザの出力特性示す図である。
【図１８】本発明の実施例による他の半導体レーザを示
す図である。
す図である。
【図１９】ＴＴＧレーザを示す図で、光軸に平行に切断
した断面図である。
した断面図である。
【図２０】ＴＴＧレーザを示す図で、光軸に垂直に切断
した断面図である。
した断面図である。
【図２１】ＤＢＲレーザの上部からみた平面図である。
【図２２】図２１のXXII-XXII 矢視断面図である。
【図２３】図２１のXXIII-XXIII 矢視断面図である。
１１ 活性層駆動電極 １２ 位相制御電極 １２−１，１２−２ 櫛形電極 １３，３０ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １４，２３，２９ ｐ型ＩｎＰ光閉じ込め層 １５，２４ 活性導波路層、活性層 １６，２５ 非活性導波路層、波長制御層 １７，２６ 回折格子 １８ ｎ型ＩｎＰ光閉じ込め層、ｎ型ＩｎＰ基板 １９，２８ ｎ側共通電極 ２０ ｎ型ＩｎＰ電流阻止層 ２１ ｐ型ＩｎＰ電流阻止層 ２２ 波長制御電極 ４１ 周期Λ1 の回折格子 ４２ 周期Λ2 の回折格子 Ｌ1 ：Ｌ2 櫛形電極１２−１，１２−２の導波路方向
に対する長さの比 Ｌa ：Ｌp 活性導波領域の長さＬa と非活性導波領域
の長さＬp との比 １０１，１０２ 電極 １０３活性導波路 １０４非活性導波路
に対する長さの比 Ｌa ：Ｌp 活性導波領域の長さＬa と非活性導波領域
の長さＬp との比 １０１，１０２ 電極 １０３活性導波路 １０４非活性導波路
Claims (5)
- 【請求項１】 光の増幅作用を有する活性導波路、屈折
率を変化させることにより光の位相を調節する非活性導
波路及び分布反射導波路が光の進行方向に直列に接続さ
れた分布反射型半導体レーザにおいて、 上記分布反射領域に第１の櫛形電極と第２の櫛形電極が
対向するように形成され、上記第１の櫛形電極の歯の長
さと該第２の櫛形電極の歯の長さの比が、上記活性導波
路の導波路領域の長さと上記非活性導波路の導波路領域
の長さとの比に等しいことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１の半導体レーザにおいて、 上記第２の櫛形電極の下方に形成された回折格子の周期
が、上記第１の櫛形電極の下方に形成された回析格子の
周期より長いことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項３】 光の増幅作用を有する活性導波路、屈折
率を変化させることにより光の位相を調節する非活性導
波路及び分布反射導波路が光の進行方向に直列に接続さ
れた分布反射型半導体レーザにおいて、 上記分布反射領域に第１の電極と第２の電極が光の進行
方向に対して直列に配置され、該第１の電極の長さと該
第２の電極の長さの比が、上記活性導波路の活性領域の
長さと上記非活性導波路の活性領域の長さの比に等しい
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】 請求項１及び請求項２の半導体レーザに
おいて、 上記第２の櫛形電極が上記非活性導波路の導波領域に形
成された電極に電気的に接続されていることを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項５】 請求項３の半導体レーザにおいて、 上記第２の電極が上記非活性導波路の導波領域に形成さ
れた電極に電気的に接続されていることを特徴とする半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18544595A JP3169202B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 連続波長可変半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18544595A JP3169202B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 連続波長可変半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936480A true JPH0936480A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3169202B2 JP3169202B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16170924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18544595A Expired - Fee Related JP3169202B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 連続波長可変半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169202B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703603A1 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | Fujitsu Limited | Tunable laser |
| JP2006286928A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置とその駆動方法 |
| JP2006295102A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ |
| JP2006295103A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ |
| JP2013093415A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変半導体レーザ |
| WO2021036856A1 (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 华为技术有限公司 | 一种多波长激光器以及波长控制方法 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18544595A patent/JP3169202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703603A1 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | Fujitsu Limited | Tunable laser |
| JP2006295102A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ |
| JP2006295103A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Fujitsu Ltd | 波長可変レーザ |
| US7366220B2 (en) | 2005-03-17 | 2008-04-29 | Fujitsu Limited | Tunable laser |
| JP2006286928A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置とその駆動方法 |
| JP2013093415A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長可変半導体レーザ |
| WO2021036856A1 (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 华为技术有限公司 | 一种多波长激光器以及波长控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3169202B2 (ja) | 2001-05-21 |
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