JPH09505414A - 半導体ダイオードレーザを備える光電子半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１個のレーザ(30)と、２つの相互に平行な帯状活性領域(31，32)とを備え、これら活性領域の端部が一方の側で光学的に結合されているような光電子半導体装置(100)は、例えば可同調放射源のようなグラスファイバ通信に使用する放射源又は増幅器として非常に好適である。本発明による装置(100)においては、活性領域(31，32)の端部は２つの各端部において第１び第２の放射結合器(10，20)に結合されている。第１放射結合器(10)は当該装置(100)の第１及び第２のゲート(1，2)を形成し、第２放射結合器(20)は第３及び第４ゲート(3，4)を形成する。放射結合器(10，20)及び活性領域(31，32)の幾何学構造及び材料特性は、動作中に当該装置(100)において発生、増幅又は反射される電磁放射が構造性干渉により装置(100)を介して対角線状に移動するよう選定されている。このような装置(100)においては、多くても１種類の放射(S，R)がゲート(1，2，3，4)を介して通過する。好ましくは、結合器(10，20)はＭＭＩ(Multi Mode Interference)型の3-dB結合器とする。好ましい実施例は、光学的に制御可能なレーザ、光学的に制御可能なレーザ増幅器及び安定化された利得を持つレーザ増幅器である。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体ダイオードレーザを備える光電子半導体装置 技術分野 本発明は、半導体ダイオードレーザ（以下、しばしば短くレーザと呼ぶ）を備 える光電子半導体装置（以下、しばしば短く装置と呼ぶ）であって、一方の側で 相互接続された端部を持つ２つの相互に平行な帯状の活性領域を備えるような光 電子半導体装置に関する。 背景技術 上記のような装置は、例えば光グラスファイバシステムにおける放射源又は増 幅器として使用するのに特に適している。このような応用例においては、信号波 長はしばしば１〜１.５μｍの間にある。これに対応する半導体材料系は、InGaA sP/InPである。従って、本出願においては、レーザなる用語は放射放出レーザと レーザ増幅器との両方を含むものと理解されたい。 このような装置は１９９２年２月８日公開された米国特許第5,285,465号から 既知である。この特許には、２つの帯状の活性領域を備える光学的に制御される レーザが記載され、上記活性領域は一端で第３の帯状活性領域へと光学的に結合 されている。このレーザは波長λ₁の放射を発することが可能で、該波長は当該 レーザの材料組成に対応している。このレーザに波長λ₂の外部放射が導入され ると、当該レーザは上記外部放射の出力に依存する波長（λ₁又はλ₂）の放射を 発する。 上記のような既知の装置の不利な点は、増幅された放射が入力又は供給される 位置に、（同一の波長の）反射された放射、又は増幅される若しくは増幅すべき 上記放射とは異なる波長の放射も存在するという点にある。実際には、装置の１ つのゲートからは１つ以下の種類の放射を発するのが望ましい。この場合、これ を達成するには付加的な構成が必要となる。例えば、異なる波長の放射が存在す る場合、これは光学フィルタであり、一方反射放射の場合、これは例えば光学絶 縁器である。このような付加的な構成は当該装置を比較的複雑に、高価に、特に モノリシックに集積化するのを困難にする。 本発明の目的は、冒頭に述べたような種類の光電子半導体装置であって、上記 のような欠点を有さず、又は少なくとも大幅に減少させ、これによって一つのゲ ートからは１以下の種類の放射しか発することがなく、それでいて簡素、廉価且 つ容易にモノリシックに集積化することができる装置を提供することにある。 発明の開示 本発明によれば、上記目的のため冒頭で述べたような種類の光電子装置は、前 記活性領域の端部が両側において第１及び第２の放射結合器（以下、しばしば短 く結合器と呼ぶ）に各々結合され、前記第１の放射結合器が当該装置の第１及び 第２のゲートを形成し、前記第２の放射結合器が当該装置の第３及び第４のゲー トを形成し、前記放射結合器と前記活性領域との幾何学構造及び材料特性が、動 作中に当該装置で発生、増幅又は反射される放射が構造性干渉の結果として当該 装置を介して対角線状に移動することを特徴としている。 上記のような装置においては、例えば第１ゲートに入力した放射は、該第１ゲ ートに対して対角線的に位置する第４ゲートのみを介して当該装置を離れる。前 記２つの結合器が２個の活性領域に結合されることにより当該装置において発生 、増幅及び反射された放射が当該装置に対して４つの位置において入力又は離脱 することが可能になった。更に、本発明による装置においては、前記放射は２つ の活性領域に分散し、従って両部が増幅されるようになった。活性領域の各々に おいて利得及び光学経路長が適切に選択されているので、前記放射が構造性干渉 の結果として当該装置を介し主に交差状に移動するようになった。このことは、 前記活性領域の構造、寸法及び組成の適切な選択、並びに主に該活性領域の各々 を経る電流のような動作条件の適切な選択により達成された。特に、この後者の 量は前記放射のうちの各活性領域を通過する部分の増幅を決定する。前記光学経 路長は特に前述した他のパラメータにより決定される。光学経路長は電流変化に よっても調整することができる。このことは各活性領域における付加的な電流供 給によっても可能であり、これにより利得とは独立して光学経路長を調整するこ とができる。従って、当該装置には２種の放射が存在し得るが、本発明による装 置 の一つのゲートからは多くても１種のみの放射が放出される。このように、本発 明による装置は上記目的を達成するには絶縁器又はフィルタ等の他のものを設け る必要はない。このように、本発明による装置は比較的簡素且つ廉価であるのみ ならず、モノリシックに容易に集積化することができる。尚、ここでは「ゲート 」なる用語は当該装置のうちの当該装置に放射が入力し又は当該装置から放射が 出力される部分を意味し、該部分は放射導波器の形態であっても又はそうでなく てもよいことに注意されたい。 重要な実施例においては、前記第１及び第２放射結合器は3-dB放射結合器であ り、前記帯状の各活性領域は略同一の寸法と同一の材料を有している。この場合 、各活性領域は同一であって、共通の電流供給部を有していてもよい。確かに、 前記放射の正確に５０％が活性領域の各々に存在し、２つの活性領域に関しては 利得及び光学経路長の両方が等しく、当該装置を介しての放射の対角線状の移動 は構造性干渉により達成される。同一の帯状の領域は、それらを単一の半導体本 体中に隣り合わせて製造する場合には比較的実現が容易である。同じことが前記 放射結合器についても当てはまり、従って本発明による装置は好ましくは単一の 半導体本体内に集積される。この場合、本発明による装置は活性領域用の共通の 同一の電流供給部と相俟って、比較的簡素で製造が容易となる。しかしながら、 この場合、別個の電流供給部、従って２つのレーザを用いることも可能であり、 これにより活性領域の幾何学構造及び組成の僅かな差異も、これら活性領域に対 する異なる電流供給により補償することができる。 前記放射結合器は、減衰導波器型等の種々の形式のものであってよい。好まし くは、放射結合器は所謂ＭＭＩ(Multl Mode Interference)結合器であり、この ような結合器は、特に幅方向における製造の広い許容差を有しているので特に好 適である。これらは3-dB結合器としても非常に好適である。 もし光学的に制御可能なレーザ増幅器として用いられるのなら、本発明による 装置は、好ましくは、全てのゲートに好ましくは反射防止層の形の反射防止手段 を設ける。好ましくは、このような増幅器における活性領域は長さ方向に屈折率 の周期的変化を備える。この変更はＤＦＢ（分散帰還）又はＤＢＲ（分散ブラッ グ反射器）型のレーザ増幅器を含み、この型の増幅器では回折格子において反射 が起きる。ＤＦＢ型の活性領域の場合には、反射された放射は、例えば増幅すべ き放射に対して反対且つ対角線方向に移動するから、装置内で反射された放射は 、増幅すべき放射が入力するゲートを介して終端することはない。 後者の変更は、増幅すべき放射（の部分）が当該増幅器を介して反対方向に移 動し、且つ、増幅器内の反射がリング内に入るのが好ましくないようなリング増 幅器に用いるのに特に適している。このようなリング増幅器は、例えば、偏光不 感型リング増幅器である。 本発明による装置の他の変更においては、前記第１及び第２のゲートに反射防 止手段が設けられ、前記第２のゲートは長さ方向に屈折率の周期的変化を備える 放射導波器を有し、前記第２放射結合器の第３のゲートには反射手段が設けられ 、前記第２放射結合器の第４のゲートには電磁放射を吸収又は散乱させる他の手 段が設けられる。この変更は、増幅すべき第１波長の放射が当該装置を第３ゲー トを介して離脱し、第２波長の制御放射が当該装置に第１ゲートを介して入力す ると共に第４ゲートで吸収又は散乱されるような光学的に制御可能なレーザであ る。従って、通常異なる波長を有する上記２種の放射を分離するための付加的な フィルタは必要ない。 他の変形例においては、第１及び第４ゲートが反射防止手段を備え、第２及び 第３ゲートが反射手段を備える。この変形例は、増幅すべき放射以外に、通常の ものとは対照的に往復利得を与える放射も存在するようなレーザ増幅器を含む。 通常、好ましくは、上記２種の放射は同一の波長は持たない。増幅すべき放射は 第１ゲートから第４ゲートに移動し、往復利得を与える放射は第２ゲートと第３ ゲートとの間を移動する。ここでも、各ゲートからは多くても１種の放射しか発 せず、従ってフィルタ等の付加的な構成は必要でない。 前述したように、帯状の活性領域と結合器とを持つ前記レーザは好ましくは半 導体本体に集積化される。このことは、全ての可能性のある経路の光学長は正確 に規定され且つ安定でなければならないという要件と関係している。このことは 、例えば装置内における均一な安定な温度を必要とし、これは当該装置が１個の 半導体本体内に集積化される場合に良好に実現される。特に上述した第２及び他 の変形例は個別部品から製造するのは非常に困難である。好ましくは、前記半導 体 本体は第１導電型の半導体基板を有し、該基板上には第１領域内に第１導電型の 第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の第２クラッ ド層とが存在し、前記基板と第２クラッド層とには電気的接続部が設けられ、前 記活性層には２個の互いに平行な帯状活性領域が存在し、前記基板上には前記第 １領域の両側に位置する第２及び第３領域内に放射案内層が存在し、該案内層は ２つの他のクラッド層の間に位置すると共に前記活性層と横方向に隣接し、該放 射案内層に第１放射結合器及び第２放射結合器が各々形成される。 好ましくは、前記半導体層は全ての３つの領域にわたって延在する第１帯状部 の外側では除去され、該第１帯状部内には同一の延伸方向に位置する３つの他の 帯状部が存在し、これらの他の帯状部内でも前記半導体層は除去され、これら他 の帯状部は全体として第１領域内に、部分的に第１、第２及び第３領域内に、全 体として第３領域内に各々位置する。この場合の装置は４つの導波器の形態の４ つのゲートを有し、これら導波器は第１及び第３の他の帯状部と第１帯状部の端 部との間に形成され、２つのＭＭＩ結合器が第１帯状部内の第１の他の帯状部と 第２の他の帯状部との間及び第２の他の帯状部と第３の他の帯状部との間に位置 し、２つの帯状の活性領域が第１領域内の第２の他の帯状部と第１帯状部の端部 との間に位置する。このような装置は、（選択的）エピタキシ、フォトリソグラ フィ及びエッチングを用いることにより比較的容易に製造することができる。 前記基板及びクラッド層は好ましくはＩｎＰを含み、前記活性層及び放射案内 層は１〜１.６μｍの波長範囲に用いるInGaAsPを含む。 図面の簡単な説明 以下、本発明の４つの実施例を添付図面を参照しながら説明するが、これら図 面において： 第１図は、本発明による装置の第１実施例を概念的に平面図として示し、 第２図は、第１図の装置を概念的に且つII−II線に沿う断面で示し、 第３図は、第１図の装置を概念的に且つIII−III線に沿う断面で示し、 第４図は、第１図の装置を概念的に且つIV−IV線に沿う断面で示し、 第５図は、本発明による装置の第２実施例を概念的に平面図として示し、 第６図は、第５図の装置を概念的に且つVI−VI線に沿う断面で示し、 第７図は、第５図の装置を備える偏光不感型増幅装置を概念的に示し、 第８図は、本発明による装置の第３実施例を概念的に平面図として示し、 第９図は、第８図の装置を概念的に且つIX−IX線に沿う断面で示し、 第10図は、本発明による装置の第４実施例を概念的に平面図として示す。 尚、上記各図は概念的なものであって寸法通りには描かれておらず、特に放射 放出半導体ダイオードの寸法は明瞭化のために誇張されている。又、種々の図に おいて対応する各部には原則として同一の符号を付してある。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、本発明による光電子半導体装置の第１実施例の概略平面図である。 又、第２図、第３図及び第４図は、第１図の装置をII−II線、III−III線及びIV −IV線に沿う断面図として各々示している。装置100（第１図参照）は、２つの 相互に平行な帯状の活性領域３１及び３２を備える半導体ダイオードレーザ３０ を有し、これら領域の端部は一方の側において光学的に相互接続される。本発明 によれば、上記活性領域３１及び３２の端部は、第１放射結合器１０及び第２放 射結合器２０により、両側において各々光学的に結合されている。これら結合器 １０及び２０は第１及び第２のゲート１及び２、並びに第３及び第４のゲート３ 及び４を各々有し、これらゲートを介して放射は当該装置に入力し又は当該装置 から出力することができる。本発明によれば、更に、活性領域３１、３２及び結 合器１０、２０の幾何学構造及び材料特性は、動作中に当該装置100内で発生、 増幅又は反射される電磁放射が構造性干渉により装置100を介して対角線状に、 即ちゲート１からゲート４（若しくはその逆）へ又はゲート２からゲート３（若 しくはその逆）へ移動するように選択される。このような構成においては、当該 装置100に例えばゲート１を介して入力する放射Ｓ₁は２つの部分に分割され、こ れらの各々が活性領域３１及び３２の一方を通過すると共にそこで増幅され、そ の後これら２つの（増幅された）部分は再合成されてＳ₁’を形成し、本例にお いては当該装置100のゲート４から離脱する。同様に、放射Ｓ₂はゲート２からゲ ート３へ移動する。従って、このような装置100においては２種類の放射Ｓ₁及び Ｓ₂を同様に増 幅することができる一方、それらは別個に装置100を離脱するが、この場合例え ばフィルタにより一方の種類の放射Ｓ₁を他方の種類の放射Ｓ₂から分離するよう な付加的な構成は必要とされない。 上記のような装置100は光ガラスファイバ通信システムにおける光学的に制御 可能なレーザ増幅器として使用するのに特に適している。信号ビームＳ₂の強度 は、制御ビームＳ₁の強度を変調することにより変調される。本例では、上記レ ーザ増幅器はファブリペロ型ではなく進行導波型のものであり、この目的のため ゲート１、２、３及び４の各端部には、ここではオキシ窒化シリコン製の０.１ ８μｍ厚の反射防止層５の形態の反射防止手段５が設けられている。本例では、 更に、結合器１０及び２０は３−ｄＢの結合器であり、活性領域３１及び３２は 略同一の寸法を持つと共に同一の（半導体）材料を有する。本例の結合器１０及 び２０は比較的製造が容易な所謂多重モード干渉結合器である。 当該装置100は、ここではｎ−導電型である第１導電型のInPからなる半導体基 板101（第１図〜第４図参照）を備える半導体本体100を有し、基板101上には第 １領域Ｂ中においては、ここではｎ−導電型となる第１導電型の第１InPクラッ ド層102と、１.３μｍの放射に対応する組成のInGaAsP製活性層103と、ここでは ｐ型となる前記第１導電型と反対の第２導電型の第２InPクラッド層104とがこの 順に存在する。基板101及び第２クラッド層104は電気的接続手段105、106及び10 7を備え、該接続手段は、ここでは、２つの金属層106及び107と、ここでは１.５ μｍの放射に相当する組成のp-InGaAsP製の接触層105とを有している。接触層10 5の上側の例外を除いて、金属層106は半導体本体100から絶縁SiO₂層108により分 離されている。第２及び第３領域Ａ及びＣ内では、ドープされていないInP製の ２つの他のクラッド層202及び204の間に１.１μｍの放射に相当する組成のInGaA sP製の放射案内層203がある。第１及び第２の結合器１０及び２０は上記層203で 形成され、ここでは結合器のゲート１、２、３及び４は導波体の形態を有し、こ れは結合器１０及び２０の前記活性領域３１及び３２への接続に関しても同様で ある。本例における基板101上の半導体層構造はメサ形状を有し（第２図〜第４ 図参照）、このことは上記半導体層と基板101の一部とが、帯状体300の外側と３ つの帯状部301、302及び303内には存在しないことを意味する。上記結合器１０ 及び２０並びに レーザ３０は、このメサ形状により形成されている。 本例における半導体本体100の長さ及び幅は、各々、1500及び300μｍである。 又、帯状領域300の幅は７μｍである。空隙301、302及び303の幅は２μｍであり 、又それらの長さは各々200、630及び200μｍである。領域Ａ、Ｂ及びＣの各々 の長さは500μｍである。クラッド層102及び202の厚さは約０.２μｍ、層103及 び203の厚さは約０.１５μｍ、クラッド層104の厚さは約２μｍ、接触層105の厚 さは約０.５μｍ、又クラッド層204の厚さは約２.５μｍである。そして、メサ 型の帯状部300の高さは約３μｍである。 装置100の本実施例は例えば以下のように作製される。先ず、n-InP製の基板10 1上に、以下の層、即ちn-InP製の第１クラッド層102、InGaAsPの活性層（λ＝１ .３μ）、p-InP製の第２クラッド層104及びInGaAsP製の接触層105（λ＝１.５μ ）が例えばMOVPE(Metal Organic Vapour Phase Eptaxy)によりこの順に設けられ る。次いで、帯状領域Ｂ内にSiO₂製のマスクが設けられ、エッチングにより上記 半導体構造は該帯状領域Ｂの外側が除去される。上記領域Ｂに隣接する領域Ａ及 びＣにおいては、次いで、ドープされていないInP製の他のクラッド層202及び20 4の間に位置するInGaAsP製の放射案内層203（λ＝１.１μｍ）を有する他の半導 体層構造が選択付着により設けられる。この場合、各層厚は放射案内層203が活 性層103に移行し、クラッド層204の上側が接触層105の上側と面一となるように 選定される。 SiO₂マスクを除去した後、帯状の開口301、302及び303を持つ帯状のフォトレ ジストマスク300が全構造上に領域Ａ、Ｂ及びＣ上に延びるように設けられる。 かくして、全半導体層と基板101の一部とが上記マスク300の外側と上記開口301 、302及び303内とにおいて除去される。上記フォトレジストを除去した後、領域 Ｂ内には絶縁SiO₂層108が設けられる。この場合、接触層105の領域には開口が設 けられる。この後、基板101と領域Ｂ内における上記構造の上側には金属層107及 び106が設けられる。最後に、領域Ａ及びＣの外側を形成する鏡面が劈開により 設けられる。これらの鏡面には前述した反射防止層５が設けられる。最後に、個 々の装置100が再度劈開することにより得られ、最終装着が可能となる。 上記のドープされた半導体層に関しては約１０¹⁸at/cm³の通常のドーピングが 選択される。各半導体層の厚さ及び組成と、半導体本体の横方向寸法とは、当該 装置に関する上記説明で示したように選定される。又、金属層106及び107に対し ては、InP/InGaAsP材料系で普通な金属（多重）層が選択される。 第５図は本発明による装置の第２実施例を概念的に平面図で示し、第６図は第 ５図の装置のVI−VI線に沿う概略断面図である。この例においても、装置100は レーザ増幅器であり、前記第１実施例とは１点のみが相違する。ここでは、レー ザ増幅器100はＤＦＢ／ＤＢＲ型である。これを達成するため、前記第１実施例 における半導体本体100の活性領域３１及び３２には長さ方向に回折格子６の形 態の実行屈折率の周期的変化６が付与される。この回折格子６は約０．２μｍの 周期で０．０７μｍ厚のInGaAsP帯状部（λ＝１.１μｍ）を有し、これら帯状部 は第１クラッド層102の前記活性層から約０．１μｍの距離下方の領域Ｂの場所 に存在する。他の全ての点に関しては前記第１実施例の説明を参照されたい。 装置100の上記実施例の作製は当該装置の前記第１実施例のものと略同一であ る。半導体層構造が形成される前に、約０.０７μｍ厚の且つ１.１μｍの放射に 相当する組成を持つInGaAsP層６が基板101上に設けられる。この層は次いで、フ ォトリソグラフィ及びエッチングにより、第１領域Ｂの場所において回折格子６ へと形成され、該領域外では完全に除去される。当該作製はそれ以降第１実施例 で述べたように進められる。 この実施例による装置100はＤＦＢ／ＤＢＲ型のレーザ増幅器の使用が望まれ る適用例に特に好適なレーザ増幅器を形成するが、このような増幅器の回折格子 ６において発生する反射の悪影響を受ける。これの一例は第７図に示す偏光不感 型の増幅器装置1000である。 第７図は、入力放射ビームＳ₁が偏光ビームスプリッタ500により、当該装置の 第２実施例を反時計方向及び時計方向に横切る２つの互いに直交するビームＳ₁ ^l 及びＳ₁ ^rに如何に分割されるかを示している。ファラデー回転器600は上記２つ のビームが装置100を正しい偏光状態で通過するのを保証している。装置100で増 幅され且つ送出された前記ビームの成分は、次いで、スプリッタ500により再び 合成され増幅された放射ビームＳ₁’を形成する。ここでは、装置100に上記各成 分を通過させるためにゲート２及び３が選択され、これら成分は本発明により装 置10 0を介して対角線状に移動する。回折格子６において反射され、且つ、当該装置1 00にゲート２又はゲート３で入射した放射から発生する放射Ｒ₁及びＲ₂も装置10 0を介して対角線状に移動するが、この場合はゲート１からゲート４へ、又はそ の逆となる。従って、反射された放射Ｒ₁及びＲ₂は装置100を後者のゲートで離 脱するので上述した放射ビームＳ₁の上記各成分とは不利に干渉することはあり 得ない。もし所望なら、反射放射Ｒ₁及びＲ₂は第１ゲート１又は第４ゲート４で モニタダイオード（図示略）により検出し、増幅器100を制御するために帰還す ることもできる。 第８図は本発明による装置の第３実施例を概念的に平面図で示す。第９図には 第８図の装置のIX一IX線に沿う概略断面を示す。この例における半導体装置100 は前記第１実施例の装置と本質的に同一の半導体本体100を有している。該第１ 実施例の装置の説明に関しては第１図〜第４図についての説明を参照されたい。 しかしながら、本発明による装置の本実施例においては、当該装置100の専ら第 １及び第２ゲートのみが反射防止手段５を備えている。この反射防止手段は、こ こでも、ゲート１及び２が形成する鏡面上に在るオキシ窒化シリコン製の０.１ ８μｍ厚の反射防止層５の形態である。ここでは更に、第２ゲート２が長さ方向 の屈折率の周期的変化６を備える導波器を有している。この導波器は、ここでも 、第２実施例と同様に回折格子６を有している。第３ゲート３が形成する鏡面に は反射手段７が設けられ、該反射手段は半導体本体100と環境雰囲気（空気又は 窒素）との間の遷移部により形成される。最後に、本例の装置100の第４ゲート ４には電磁放射を吸収又は散乱する他の手段８が設けられる。この他の手段８は 、本実施例においては、投影的に見て、ゲート４のテーパ形状により形成される 。 装置100のこの実施例は光学的に制御可能なレーザを形成する。接続部106と10 7との間に充分な電流が与えられるとレーザ放射がゲート２と３との間に発生し 、この場合該放射の波長λは例えば1.305μｍのような回折格子６の周期により 決まる。該放射は当該装置100からゲート３を介しビームＳ₁の形で放出される。 動作中にゲート１を介して第２の放射ビームＳ₂が当該装置100に供給され、該ビ ームの波長はＳ₂の供給前のビームＳ₁のものとは、例えば1.310μｍと、異なっ ている。第２放射ビームＳ₂の強度が上昇するにつれて、第１ビームＳ₁の強度は 比例して 低下する。第２ビームＳ₂の強度が再び減少した場合は逆のことが起きる。本発 明によれば、放射ビームＳ₁は第２放射ビームＳ₂からの放射により汚染されるこ とはない。これは、第１ゲートから第４ゲート４へ走る第２ビームＳ₂の経路は 第２ゲート２から第３ゲート３へ走る第１ビームＳ₁の経路とは異なるからであ る。 装置100の上記実施例の作製は前記第１実施例のものと略同一である。相違点 は、回折格子６が設けられている点と、帯状部300とその空隙303とを形成する場 合に適応化されたマスクを使用する点と、ゲート１及び２のみの場所に反射防止 手段５が設けられる点のみにある。回折格子６に関して言えば、該回折格子は前 記第２実施例におけるのと同一の方法で、半導体層構造のエッチング除去の後の 第１領域Ｂの外側に、且つ、前記他のクラッド層202を設ける前に第２ゲート２ の場所に形成される。 第１０図は本発明による装置の第４実施例を概念的に平面図で示している。装 置100の本実施例は前記第１実施例と正に同一の半導体本体100を有している。尚 、その構成（組成及び寸法）に関しては上記実施例の説明を参照されたい。装置 100の本実施例においては、領域Ａ及びＣの外側を規定する鏡面は、第１ゲート １及び第４ゲート４のみの領域に反射防止手段５を備えている。更に、第２ゲー ト２及び第３ゲート３には反射手段７が設けられ、該反射手段はここでは半導体 北100と環境雰囲気との間の遷移部の形態である。 装置100の本実施例は非常に良好な線形性を持つレーザ増幅器を形成する。こ れは、動作中に本実施例のゲート２とゲート３との間にレーザ効果が生じるから である。増幅すべき放射ビームＳ₁が当該装置を横切る場合、レーザ増幅器にお いて通常生じる利得の一時的低下は、上記レーザ効果による装置100中の電荷キ ャリアの濃度の維持のお陰で発生しない。先に述べた本発明の利点は、装置100 の本実施例においても良好に作用するように思われる。確かに、第４ゲート４を 介して当該装置100を離れる増幅されたビームＳ₁’は、増幅すべきビームＳ₁及 び増幅されたビームＳ₁’と前記レーザ動作に属する放射ビームＳ₂とが対角線状 に交差するお陰で、通常第１放射ビームＳ₁とは異なる波長を持つ第２ビームＳ₂ からの放射により汚染されることはない。従って、上記のような「汚染」を防止 するためのフィルタは不必要であり、このことは実際には大きな利点である。 装置100のこの実施例の作製は、前記装置の第１実施例のものと略同一である 。その相違点は、第１ゲート１と第４ゲート４との領域において前記領域Ａ及び Ｃの外側を限定する鏡面上に反射防止層を設ける点と、第２ゲート２と第３ゲー ト３との領域に反射手段７を設ける点のみにある。このことは、反射防止層５を 設ける間にゲート２及び３をマスクにより遮蔽することにより達成される。 尚、当業者にとっては本発明の範囲内において多くの変更及び変形例をなすこ とが可能であるから、本発明は上記各実施例に限定されるものでない。従って、 前記半導体本体構造における各層には異なる半導体材料、組成物及び厚さを用い ることができる。又、前記活性領域又は結合器を形成するのに、埋め込み構造の ような他の構成を用いることも可能である。 更に、前記各実施例において述べたものに代えて、他の反射手段又は反射防止 手段を用いることもできる。それらの例は、反射層及び鏡面に対するゲートの（ 僅かな）傾き等である。このことは、電磁放射を吸収又は散乱させる手段につい ても同様である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 能なレーザ増幅器及び安定化された利得を持つレーザ増 幅器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１個の半導体ダイオードレーザ(30)と２個の互いに平行な帯状活 性領域(31，32)とを有し、これら活性領域の端部が一方の側で光学的に結合され ているような光電子半導体装置(100)において、前記活性領域(31，32)の端部は 両側において第１及び第２の放射結合器(10，20)に各々結合され、前記第１の放 射結合器(10)は当該装置(100)の第１及び第２のゲート(1，2)を形成し、前記第 ２の放射結合器(20)は当該装置(100)の第３及び第４のゲート(3，4)を形成し、 前記放射結合器(10，20)と前記活性領域(31，32)との幾何学構造及び材料特性は 、動作中に当該装置(100)で発生、増幅又は反射される電磁放射が構造性干渉の 結果として当該装置(100)を介して対角線状に移動することを特徴とする光電子 半導体装置。 ２．請求項１に記載の光電子半導体装置(100)において、前記２個の放射結合器( 10，20)は３-dB放射結合器であり、各活性領域(31，32)が略同一の寸法を持つと 共に同一の材料を有することを特徴とする光電子半導体装置。 ３．請求項１又は請求項２に記載の光電子半導体装置(100)において、前記２個 の放射結合器が多重モード干渉型の放射結合器であることを特徴とする光電子半 導体装置。 ４．請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光電子半導体装置(100)において 、前記第１、第２、第３及び第４ゲート(1，2，3，4)に反射防止手段(5)が設け られていることを特徴とする光電子半導体装置。 ５．請求項４に記載の光電子半導体装置(100)において、前記活性領域(31，32) が長さ方向に実効屈折率の周期的変化(6)を備えていることを特徴とする光電子 半導体装置。 ６．請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光電子半導体装置(100)において 、前記第１及び第２のゲート(1，2)には反射防止手段(5)が設けられ、前記第２ のゲート(2)は長さ方向に屈折率の周期的変化(6)を備える放射導波器(2)を有し 、前記第３のゲート(3)には反射手段(7)が設けられ、前記第４のゲート(4)には 電磁放射を吸収又は散乱させる他の手段(8)が設けられていることを特徴とする 光 電子半導体装置。 ７．請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光電子半導体装置(100)において 、前記第１及び第４のゲート(1，4)には反射防止手段(5)が設けられ、前記第２ 及び第３のゲート(2，3)には反射手段(7)が設けられていることを特徴とする光 電子半導体装置。 ８．請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の光電子半導体装置(100)にお いて、前記ダイオードレーザ(30)と前記２個の放射結合器(10，20)とが半導体本 体(100)に集積化されていることを特徴とする光電子半導体装置。 ９．請求項８に記載の光電子半導体装置(100)において、前記半導体本体(100)が 第１導電型の半導体基板(101)を有し、該基板上には第１領域(B)内に第１導電型 の第１クラッド層(102)と、活性層(103)と、前記第１導電型と反対の第２導電型 の第２クラッド層(104)とが存在し、前記基板(101)と第２クラッド層(104)とに は電気的接続手段(105，106，107)が設けられ、前記活性層(103)には２個の互い に平行な帯状活性領域(31，32)が存在し、前記基板上には前記第１領域(B)の両 側に位置する第２及び第３領域(A，C)内に放射案内層(203)が存在し、該案内層 は２つの他のクラッド層(202，204)の間に位置すると共に前記活性層(103)と横 方向に隣接し、前記放射案内層に第１放射結合器(10)及び第２放射結合器(20)が 各々形成されることを特徴とする光電子半導体装置。 10．請求項９に記載の光電子半導体装置(100)において、前記各半導体層は第１ のメサ型帯状部(300)内に位置し、該帯状部は３つの全領域(A，B，C)にわたり延 在し、前記第１メサ型帯状部(300)内には同一の延伸方向に３つの他の帯状部(30 1，302，303)が存在して前記半導体層中に空隙を形成し、これら他の帯状部は全 体として第１領域内(A)と、部分的に第１、第２及び第３領域(A，B，C)内と、全 体として第３領域(C)内とに各々位置することを特徴とする光電子半導体装置。