JPH0964460A - 分布帰還型半導体レーザ - Google Patents
分布帰還型半導体レーザInfo
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- JPH0964460A JPH0964460A JP22188895A JP22188895A JPH0964460A JP H0964460 A JPH0964460 A JP H0964460A JP 22188895 A JP22188895 A JP 22188895A JP 22188895 A JP22188895 A JP 22188895A JP H0964460 A JPH0964460 A JP H0964460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光通信用の分布帰還型半導体レーザにおいて、
戻り光雑音を抑制するため、外部からの戻り光に対して
は、４０％以上の反射率をもち、また、安定した単一軸
モード性を保ち、かつ、ファイバアウトで一定以上の光
出力を確保する。 【解決手段】均一グレーティングまたは、位相シフト位
置を１箇所または複数箇所有するグレーティングの分布
帰還型半導体レーザにおいて、光放出側に多重量子井戸
からなる活性層をとぎらせたウィンドウ構造を備え、そ
の端面には、４０％から６０％の反射率をもつコーティ
ング膜を有し、反対膜の端面には、均一グレーティング
の場合は、６０から９５％の反射率の高反射コーティン
グ膜を有し、一方、位相シフトグレーティングの場合
は、４％以下の無反射コーティング膜とすることを特徴
とする。
戻り光雑音を抑制するため、外部からの戻り光に対して
は、４０％以上の反射率をもち、また、安定した単一軸
モード性を保ち、かつ、ファイバアウトで一定以上の光
出力を確保する。 【解決手段】均一グレーティングまたは、位相シフト位
置を１箇所または複数箇所有するグレーティングの分布
帰還型半導体レーザにおいて、光放出側に多重量子井戸
からなる活性層をとぎらせたウィンドウ構造を備え、そ
の端面には、４０％から６０％の反射率をもつコーティ
ング膜を有し、反対膜の端面には、均一グレーティング
の場合は、６０から９５％の反射率の高反射コーティン
グ膜を有し、一方、位相シフトグレーティングの場合
は、４％以下の無反射コーティング膜とすることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、特に、光ファイバ通信に用いられる縦単一軸モード
の分布帰還型半導体レーザに関する。
し、特に、光ファイバ通信に用いられる縦単一軸モード
の分布帰還型半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】石英系の光ファイバ通信に用いられる分
布帰還型レーザ（以下、ＤＦＢレーザという。）は、デ
ジタル通信及びアナログ通信に用いられる。従来の典型
的なこの種のＤＦＢレーザは、縦断面図で図３あるいは
図４のようになっている。図６は、このＤＦＢレーザの
横断面図である。
布帰還型レーザ（以下、ＤＦＢレーザという。）は、デ
ジタル通信及びアナログ通信に用いられる。従来の典型
的なこの種のＤＦＢレーザは、縦断面図で図３あるいは
図４のようになっている。図６は、このＤＦＢレーザの
横断面図である。
【０００３】図３の場合は、まず、表面の面方位が（１
００）面のｐ型ＩｎＰ基板１上に、干渉露光法により、
周期２０２５オングストロームの回折格子２を均一に形
成する。図４の場合は、共振器の中心に、回折格子の位
相をπシフトさせる。回折格子２の周期は導波光の波長
の１／２近辺に設定するため、この位相シフト量は、導
波光の波長の１／４である。さらに、両端にウィンドウ
部１１を形成し、両端面を内部からみて、実効的に無反
射の状態にする。このケースは、特開昭６１−４７６８
５「分布帰還型レーザ」にその例が述べられている。以
下は、図３の場合について述べる。
００）面のｐ型ＩｎＰ基板１上に、干渉露光法により、
周期２０２５オングストロームの回折格子２を均一に形
成する。図４の場合は、共振器の中心に、回折格子の位
相をπシフトさせる。回折格子２の周期は導波光の波長
の１／２近辺に設定するため、この位相シフト量は、導
波光の波長の１／４である。さらに、両端にウィンドウ
部１１を形成し、両端面を内部からみて、実効的に無反
射の状態にする。このケースは、特開昭６１−４７６８
５「分布帰還型レーザ」にその例が述べられている。以
下は、図３の場合について述べる。
【０００４】まず、図５にしたがって、有機金属結晶成
長（以下、ＭＯ−ＶＰＥとよぶ。）の工程について述べ
る。回折格子２を形成したウェハーに、バンドギャップ
波長が１．０５μｍ（以下、１．０５μｍ組成とい
う。）のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３を１０００オン
グストローム、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４を２００オング
ストローム、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５、多重量子
井戸構造層、即ちＭＱＷ層６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層９、ｎ−ＩｎＰクラッド層１０を連続成長してい
く。ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５とｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐガイド層９の組成は、１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
Ｐである。ＭＱＷ層６は、４５オングストロームのウェ
ル層７が６層あり、その間に、バリア層８が８０オング
ストロームづつある構造となっている。ウェル層７の組
成は、歪量０．８３％の圧縮歪のＩｎ0.87Ｇａ0.13Ａｓ
0.55Ｐ0.45とする。
長（以下、ＭＯ−ＶＰＥとよぶ。）の工程について述べ
る。回折格子２を形成したウェハーに、バンドギャップ
波長が１．０５μｍ（以下、１．０５μｍ組成とい
う。）のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３を１０００オン
グストローム、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４を２００オング
ストローム、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５、多重量子
井戸構造層、即ちＭＱＷ層６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層９、ｎ−ＩｎＰクラッド層１０を連続成長してい
く。ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５とｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐガイド層９の組成は、１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓ
Ｐである。ＭＱＷ層６は、４５オングストロームのウェ
ル層７が６層あり、その間に、バリア層８が８０オング
ストロームづつある構造となっている。ウェル層７の組
成は、歪量０．８３％の圧縮歪のＩｎ0.87Ｇａ0.13Ａｓ
0.55Ｐ0.45とする。
【０００５】このように成長した図５のウェハーを、図
６のように埋込み成長を行う。いわゆるＰＢＨ構造であ
る。まず、二酸化シリコン膜をストライプ状に形成し
て、両脇の半導体層を回折格子２より深くエッチングし
た後に、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１２を成長し、その後、ｎ
−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−ＩｎＰブロック埋
込み層１４を結晶成長する。次に二酸化シリコン膜を除
去した後に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５を成長
し、最後にｎ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１６を成長す
る。このエピタキシャルウェハーを活性層を中心に幅２
０μｍをストライプ状に残してエッチングし、残った部
分の上面で開口する二酸化シリコン膜１７を形成し、表
面電極１８を蒸着法やスパッタ法で形成し、ウェハーの
厚さを１００μｍとする裏面研磨を行い、裏面電極１９
を全面形成する。
６のように埋込み成長を行う。いわゆるＰＢＨ構造であ
る。まず、二酸化シリコン膜をストライプ状に形成し
て、両脇の半導体層を回折格子２より深くエッチングし
た後に、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１２を成長し、その後、ｎ
−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−ＩｎＰブロック埋
込み層１４を結晶成長する。次に二酸化シリコン膜を除
去した後に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５を成長
し、最後にｎ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１６を成長す
る。このエピタキシャルウェハーを活性層を中心に幅２
０μｍをストライプ状に残してエッチングし、残った部
分の上面で開口する二酸化シリコン膜１７を形成し、表
面電極１８を蒸着法やスパッタ法で形成し、ウェハーの
厚さを１００μｍとする裏面研磨を行い、裏面電極１９
を全面形成する。
【０００６】このウェハーを共振器長４５０μｍに劈開
し、図３のように、１％の反射率の前端面コーティング
膜２０を施し、７５％の反射率の後端面コーティング膜
２１を形成する。
し、図３のように、１％の反射率の前端面コーティング
膜２０を施し、７５％の反射率の後端面コーティング膜
２１を形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の分布帰
還型レーザ（以下、ＤＦＢレーザという。）は、１５６
Ｍｂ／ｓあるいは６２２Ｍｂ／ｓのデジタル光通信で
は、装置の小型化、低消費電力化、低コスト化のため
に、−４０℃から＋８５℃の広い温度範囲で動作可能な
素子を用いて、温調システムを省略するのが好ましい。
このとき、更なる小型化、低コスト化のためには、レン
ズ、コネクタ等の光学系や、光ファイバーからの反射に
よって戻ってくる光をカットするために、ＤＦＢレーザ
モジュールに搭載しているアイソレータも省くことが望
ましい。しかし、アイソレータ無しの場合、ＤＦＢレー
ザの前端面反射率が１％であるため、戻ってくる光の９
９％が素子の導波路内部に入り、ＤＦＢレーザの雑音の
原因となる。従って、アイソレータ無しで使用する場合
は、光のコネクタの緩み等により戻り光の増加が原因
で、伝送特性の信頼性が低下するという問題点があっ
た。また、相対雑音強度（以下、ＲＩＮという。）でい
れば、アイソレータなしでは−１３０ｄＢ／Ｈｚしか保
証できなかった。
還型レーザ（以下、ＤＦＢレーザという。）は、１５６
Ｍｂ／ｓあるいは６２２Ｍｂ／ｓのデジタル光通信で
は、装置の小型化、低消費電力化、低コスト化のため
に、−４０℃から＋８５℃の広い温度範囲で動作可能な
素子を用いて、温調システムを省略するのが好ましい。
このとき、更なる小型化、低コスト化のためには、レン
ズ、コネクタ等の光学系や、光ファイバーからの反射に
よって戻ってくる光をカットするために、ＤＦＢレーザ
モジュールに搭載しているアイソレータも省くことが望
ましい。しかし、アイソレータ無しの場合、ＤＦＢレー
ザの前端面反射率が１％であるため、戻ってくる光の９
９％が素子の導波路内部に入り、ＤＦＢレーザの雑音の
原因となる。従って、アイソレータ無しで使用する場合
は、光のコネクタの緩み等により戻り光の増加が原因
で、伝送特性の信頼性が低下するという問題点があっ
た。また、相対雑音強度（以下、ＲＩＮという。）でい
れば、アイソレータなしでは−１３０ｄＢ／Ｈｚしか保
証できなかった。
【０００８】この対策として、高反射膜側を光出射面と
して使えば、戻り光を反射できるためＲＩＮを向上でき
るが、１／４程度に光出力の低下を生じ実用的でない。
このとき、高反射膜の反射率を下げれば、光出力は増す
が、均一グレーティングでは、両端面無反射コーティン
グをすると２つのモードがたつので、反射率を低減する
には限度がある。従って、従来では、戻り光を少なくと
も４０％以上カットし、かつ、１．３μｍ波長帯で室温
のスロープ効率を０．２２Ｗ／Ａ以上確保し、かつ、安
定な単一軸モードを得るということをすべて両立するこ
とができなかった。
して使えば、戻り光を反射できるためＲＩＮを向上でき
るが、１／４程度に光出力の低下を生じ実用的でない。
このとき、高反射膜の反射率を下げれば、光出力は増す
が、均一グレーティングでは、両端面無反射コーティン
グをすると２つのモードがたつので、反射率を低減する
には限度がある。従って、従来では、戻り光を少なくと
も４０％以上カットし、かつ、１．３μｍ波長帯で室温
のスロープ効率を０．２２Ｗ／Ａ以上確保し、かつ、安
定な単一軸モードを得るということをすべて両立するこ
とができなかった。
【０００９】一方、アナログ光通信においては、アイソ
レータを搭載していても、わずかな戻り光によって、電
流対光出力の線形性に影響を及ぼされるという欠点があ
った。この戻り光耐力がＤＦＢレーザにとって、重要の
特性である。
レータを搭載していても、わずかな戻り光によって、電
流対光出力の線形性に影響を及ぼされるという欠点があ
った。この戻り光耐力がＤＦＢレーザにとって、重要の
特性である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はＤＦＢレーザに
おいて、活性層と、そのまわりに活性層より禁制帯幅の
大きいクラッド層があり、光を出射する前方端面から、
１０μｍないし５０μｍの領域については、活性層のな
いクラッド層のみの領域とし、前方端面には反射率が４
０％以上６０％以下の誘電体膜をつけたことを特徴とす
る。
おいて、活性層と、そのまわりに活性層より禁制帯幅の
大きいクラッド層があり、光を出射する前方端面から、
１０μｍないし５０μｍの領域については、活性層のな
いクラッド層のみの領域とし、前方端面には反射率が４
０％以上６０％以下の誘電体膜をつけたことを特徴とす
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるＤ
ＦＢレーザの多重量子井戸構造の断面図である。このＤ
ＦＢレーザの製造に当たっては、まず、表面の面方位が
（１００）面のｐ型ＩｎＰ基板１上に、干渉露光法によ
り、周期２０２５オングストロームの回折格子２を形成
する。次に、図５に示すように、ＭＯ−ＶＰＥ法によ
り、１．０５μｍ組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３
を１０００オングストローム、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４
を２００オングストローム、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層５、ＭＱＷ層６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層９、ｎ
−ＩｎＰクラッド層１０を連続成長していく。ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰガイド層９とｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５
の組成は、１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓである。ＭＱ
Ｗ層６は、４５オングストロームのウェル層７が６層あ
り、その間に、バリア層８が８０オングストロームづつ
ある構造となっている。ウェル層７の組成は、歪量０．
８３％の圧縮歪のＩｎ0.87Ｇａ0.13Ａｓ0.55Ｐ0.45とす
る。
て説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるＤ
ＦＢレーザの多重量子井戸構造の断面図である。このＤ
ＦＢレーザの製造に当たっては、まず、表面の面方位が
（１００）面のｐ型ＩｎＰ基板１上に、干渉露光法によ
り、周期２０２５オングストロームの回折格子２を形成
する。次に、図５に示すように、ＭＯ−ＶＰＥ法によ
り、１．０５μｍ組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３
を１０００オングストローム、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４
を２００オングストローム、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層５、ＭＱＷ層６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層９、ｎ
−ＩｎＰクラッド層１０を連続成長していく。ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰガイド層９とｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層５
の組成は、１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓである。ＭＱ
Ｗ層６は、４５オングストロームのウェル層７が６層あ
り、その間に、バリア層８が８０オングストロームづつ
ある構造となっている。ウェル層７の組成は、歪量０．
８３％の圧縮歪のＩｎ0.87Ｇａ0.13Ａｓ0.55Ｐ0.45とす
る。
【００１２】このように図５のエピタキシャル層をＭＯ
−ＶＰＥにより結晶成長した後に、図６のようにＰＢＨ
構造の形成を行う。まず、幅１．４μｍのストライプの
外側と、共振器の前端面に相当する側の端から３０μｍ
の部分、即ちウィンドウ部１１を、回折格子２よりも深
くエッチングする。ここで用いるエッチング阻止マスク
を、そのまま成長阻止マスクとして使い、ｐ−ＩｎＰ埋
込み層１２、ｎ−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−Ｉ
ｎＰブロック埋込み層１４を順次形成する。その後、全
面に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５、ｎ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層１６を順次形成する。このエピタキシ
ャルウェハーを活性層を中心に２０μｍ幅残してエッチ
ングし、残った上面で開口する二酸化シリコン膜１７を
形成し、表面電極１８を蒸着法やスパッタ法で形成し、
ウェハーの厚さを１００μｍとする裏面研磨を行い、裏
面電極１９を全面形成する。
−ＶＰＥにより結晶成長した後に、図６のようにＰＢＨ
構造の形成を行う。まず、幅１．４μｍのストライプの
外側と、共振器の前端面に相当する側の端から３０μｍ
の部分、即ちウィンドウ部１１を、回折格子２よりも深
くエッチングする。ここで用いるエッチング阻止マスク
を、そのまま成長阻止マスクとして使い、ｐ−ＩｎＰ埋
込み層１２、ｎ−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−Ｉ
ｎＰブロック埋込み層１４を順次形成する。その後、全
面に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５、ｎ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層１６を順次形成する。このエピタキシ
ャルウェハーを活性層を中心に２０μｍ幅残してエッチ
ングし、残った上面で開口する二酸化シリコン膜１７を
形成し、表面電極１８を蒸着法やスパッタ法で形成し、
ウェハーの厚さを１００μｍとする裏面研磨を行い、裏
面電極１９を全面形成する。
【００１３】このウェハーを共振器長４５０μｍに劈開
し、図１のように、５０％の反射率の前端面コーティン
グ膜２０をウィンドウ部１１側に施し、７５％の反射率
の後端面コーティング膜２１を形成する。このような構
造をとることにより、素子の導波路からウィンドウ部１
１側にでる光は、前端面コーティング膜２０を通して５
０％が外への放射となり、４９％がウィンドウ構造によ
り素子内の非導波モードとなる。従って、内側からみた
反射率は１％になる。一方、外からのレーザ光に対して
は、前端面コーティング膜２０により、５０％が反射さ
れる構造となる。このため、この素子では、安定した縦
単一軸モード発振が得られ、かつ、戻り光が３ｄＢ減ら
すことができるため、ＲＩＮは−１５０ｄＢ／Ｈｚが得
られ、かつ、ファイバ出力として、０．１５Ｗ／Ａのス
ロープ効率が得られた。
し、図１のように、５０％の反射率の前端面コーティン
グ膜２０をウィンドウ部１１側に施し、７５％の反射率
の後端面コーティング膜２１を形成する。このような構
造をとることにより、素子の導波路からウィンドウ部１
１側にでる光は、前端面コーティング膜２０を通して５
０％が外への放射となり、４９％がウィンドウ構造によ
り素子内の非導波モードとなる。従って、内側からみた
反射率は１％になる。一方、外からのレーザ光に対して
は、前端面コーティング膜２０により、５０％が反射さ
れる構造となる。このため、この素子では、安定した縦
単一軸モード発振が得られ、かつ、戻り光が３ｄＢ減ら
すことができるため、ＲＩＮは−１５０ｄＢ／Ｈｚが得
られ、かつ、ファイバ出力として、０．１５Ｗ／Ａのス
ロープ効率が得られた。
【００１４】なお、上記説明では、前端面の反射率が５
０％の場合について述べたが、前端面の反射率は４０〜
６０％の範囲が望ましい。反射率を６０％以上にすると
レーザ出力が減少してくること、また反射率が４０％以
下では外部からの活性層に入る戻り光が多くなり雑音や
不安定の原因となるからである。また、後端面の反射率
は６０％以上にすることが必要である。これは６０％以
下では後端面から光の損失が多くなり前方からのレーザ
出力が減少してくるからである。
０％の場合について述べたが、前端面の反射率は４０〜
６０％の範囲が望ましい。反射率を６０％以上にすると
レーザ出力が減少してくること、また反射率が４０％以
下では外部からの活性層に入る戻り光が多くなり雑音や
不安定の原因となるからである。また、後端面の反射率
は６０％以上にすることが必要である。これは６０％以
下では後端面から光の損失が多くなり前方からのレーザ
出力が減少してくるからである。
【００１５】内部からみた前面の反射率は、素子の安定
した縦単一軸モード性を得るために、すくなくとも４％
以下になる必要があるが、このためには、ウィンドウ部
１１の長さは、１０μｍ以上あればよい。一方、ウィン
ドウ部１１の長さが長すぎると、光のスポットが大きく
なりすぎて、ファイバとの結合効率が低下する。結合効
率を低下させないためには、ウィンドウ部１１の長さ
は、５０μｍ以下にすればよい。
した縦単一軸モード性を得るために、すくなくとも４％
以下になる必要があるが、このためには、ウィンドウ部
１１の長さは、１０μｍ以上あればよい。一方、ウィン
ドウ部１１の長さが長すぎると、光のスポットが大きく
なりすぎて、ファイバとの結合効率が低下する。結合効
率を低下させないためには、ウィンドウ部１１の長さ
は、５０μｍ以下にすればよい。
【００１６】以上のような構造は、光集積化素子等に
も、応用することができる。また、以上の実施の形態で
は、ｐ−ＩｎＰ基板上のＰＢＨ構造について述べたが、
その他の横モード制御構造にも適用できることは、いう
までもない。
も、応用することができる。また、以上の実施の形態で
は、ｐ−ＩｎＰ基板上のＰＢＨ構造について述べたが、
その他の横モード制御構造にも適用できることは、いう
までもない。
【００１７】図２は本発明の第２の実施の形態の断面図
である。まず最初に、ｐ型ＩｎＰ基板１に共振器方向の
中央にλ／４位相シフト位置２２（λは光導波路内での
レーザ光の波長）を配したピッチ２０２５オングストロ
ームのグレーティングを形成する。図５の最初のＭＯ−
ＶＰＥ成長は、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３の組成を
１．１μｍとする以外は、第１の実施の形態と同様に行
う。
である。まず最初に、ｐ型ＩｎＰ基板１に共振器方向の
中央にλ／４位相シフト位置２２（λは光導波路内での
レーザ光の波長）を配したピッチ２０２５オングストロ
ームのグレーティングを形成する。図５の最初のＭＯ−
ＶＰＥ成長は、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３の組成を
１．１μｍとする以外は、第１の実施の形態と同様に行
う。
【００１８】埋込み成長も、第１の実施の形態と全く同
様で、図６、図２のように、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１２、
ｎ−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−ＩｎＰブロック
埋込み層１４を結晶成長する。二酸化シリコン膜除去後
に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層１６を成長する。二酸化シリコン膜１７
の形成、表面電極１８の形成、裏面研磨、裏面電極１９
の形成も第１の実施の形態と全く同様である。
様で、図６、図２のように、ｐ−ＩｎＰ埋込み層１２、
ｎ−ＩｎＰブロック埋込み層１３、ｐ−ＩｎＰブロック
埋込み層１４を結晶成長する。二酸化シリコン膜除去後
に、ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層１５、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層１６を成長する。二酸化シリコン膜１７
の形成、表面電極１８の形成、裏面研磨、裏面電極１９
の形成も第１の実施の形態と全く同様である。
【００１９】このウェハーを共振器長４５０μｍに劈開
し、ウィンドウ部１１側に５０％の反射率の前端面コー
ティング膜２０を施し、１％の反射率の後端面コーティ
ング膜２１を形成する。
し、ウィンドウ部１１側に５０％の反射率の前端面コー
ティング膜２０を施し、１％の反射率の後端面コーティ
ング膜２１を形成する。
【００２０】本実施の形態では、縦単一軸モードの安定
性がよいλ／４位相シフト構造で、ウィンドウ構造＋５
０％コーティング膜構造を採用しているため、アイソレ
ータ無しで、ＲＩＮが−１５５ｄＢ／Ｈｚと良好にな
り、戻り光耐性に極めて優れているという利点がある。
この素子は、特に、−４０℃から８５℃の広い温度範囲
にわたる６２２Ｍｂ／ｓのデジタル伝送に向いている。
性がよいλ／４位相シフト構造で、ウィンドウ構造＋５
０％コーティング膜構造を採用しているため、アイソレ
ータ無しで、ＲＩＮが−１５５ｄＢ／Ｈｚと良好にな
り、戻り光耐性に極めて優れているという利点がある。
この素子は、特に、−４０℃から８５℃の広い温度範囲
にわたる６２２Ｍｂ／ｓのデジタル伝送に向いている。
【００２１】なお、上記説明では前端面反射率が５０％
の場合について述べたが、前端面反射率は４０〜６０％
の範囲が好ましい。その理由は第１の実施の形態で述べ
たのと同じである。また、後端面の反射率は４％以下が
好ましい。これは単一軸モードを得るためである。
の場合について述べたが、前端面反射率は４０〜６０％
の範囲が好ましい。その理由は第１の実施の形態で述べ
たのと同じである。また、後端面の反射率は４％以下が
好ましい。これは単一軸モードを得るためである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、１０μｍ
〜５０μｍのウィンドウ構造領域を有し、かつ、４０％
から６０％の反射率を持つ誘電体膜を形成した構造とす
ることにより、活性層から放出されて前端面に反射さ
れ、再び活性層に戻る光の割合は４％以下に抑えられる
ととともに、外部からの入射光に対しては、４０％以上
を反射して活性層に入らないようにすることができる。
このため、安定な縦単一軸モード発振を維持しつつ、外
部からの戻り光を４０％以上減少させることができる。
この結果、アイソレータ無しでも−１４５ｄＢ／Ｈｚ以
下のＲＩＮが得られた。また、コーティングの反射率を
６０％以下にしたため、１．３μｍ帯の波長領域で室温
のチップアウトのスロープ効率が０．２２Ｗ／Ａ以上と
することができた。さらに、ウィンドウ構造の長さを５
０μｍ以下とすることにより、十分な結合効率が得ら
れ、ファイバアウトで、０．１Ｗ／Ａ以上のスロープ効
率が得られた。
〜５０μｍのウィンドウ構造領域を有し、かつ、４０％
から６０％の反射率を持つ誘電体膜を形成した構造とす
ることにより、活性層から放出されて前端面に反射さ
れ、再び活性層に戻る光の割合は４％以下に抑えられる
ととともに、外部からの入射光に対しては、４０％以上
を反射して活性層に入らないようにすることができる。
このため、安定な縦単一軸モード発振を維持しつつ、外
部からの戻り光を４０％以上減少させることができる。
この結果、アイソレータ無しでも−１４５ｄＢ／Ｈｚ以
下のＲＩＮが得られた。また、コーティングの反射率を
６０％以下にしたため、１．３μｍ帯の波長領域で室温
のチップアウトのスロープ効率が０．２２Ｗ／Ａ以上と
することができた。さらに、ウィンドウ構造の長さを５
０μｍ以下とすることにより、十分な結合効率が得ら
れ、ファイバアウトで、０．１Ｗ／Ａ以上のスロープ効
率が得られた。
【００２３】この結果、６２２Ｍｂ／ｓ以下のデジタル
光通信においては、アイソレータをはずしても、光結合
系のゆらぎ等に起因する戻り光耐力の信頼性が、問題の
ないレベルに向上するという効果があり、また、アナロ
グ光通信用の半導体レーザの光出力の線形性が、戻り光
により乱されるのを減少させる効果を有する。
光通信においては、アイソレータをはずしても、光結合
系のゆらぎ等に起因する戻り光耐力の信頼性が、問題の
ないレベルに向上するという効果があり、また、アナロ
グ光通信用の半導体レーザの光出力の線形性が、戻り光
により乱されるのを減少させる効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施の形態のＤＦＢレーザの縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のＤＦＢレーザの縦
断面図である。
断面図である。
【図３】従来のＤＦＢレーザの断面図である。
【図４】従来の他のＤＦＢレーザの断面図である。
【図５】半導体レーザの活性層の縦断面図である。
【図６】半導体レーザの横断面図である。
１ ｐ−ＩｎＰ基板 ２ 回折格子 ３ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ４ ｐ−ＩｎＰスペーサ層 ５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ６ ＭＱＷ層 ７ ウェル層 ８ バリア層 ９ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 １０ ｎ−ＩｎＰクラッド層 １１ ウィンドウ部 １２ ｐ−ＩｎＰ埋込み層 １３ ｎ−ＩｎＰブロック埋込み層 １４ ｐ−ＩｎＰブロック埋込み層 １５ ｎ−ＩｎＰクラッド埋込み層 １６ ｎ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層 １７ 二酸化シリコン膜 １８ 表面電極 １９ 裏面電極 ２０ 前端面コーティング膜 ２１ 後端面コーティング膜 ２２ λ／４位相シフト位置
Claims (3)
- 【請求項１】 活性層と、該活性層をはさんで該活性層
より禁制帯幅の大きいクラッド層があり、光を出射する
前方端面から１０μｍないし５０μｍの領域について
は、活性層のないクラッド層のみの窓構造領域とし、前
方端面には反射率が４０％以上６０％以下の誘電体膜が
あり、後方端面には、６０％以上の反射率の誘電体膜が
あって、前記活性層に接して、有効屈折率が導波路方向
に周期的に変動している光ガイド層を有する分布帰還型
半導体レーザ。 - 【請求項２】 活性層と、そのまわりに該活性層より禁
制帯幅の大きいクラッド層があり、光を出射する前方端
面から、１０μｍないし５０μｍの領域については、活
性層のないクラッド層のみの領域とし、前方端面には反
射率が４０％以上６０％以下の誘電体膜を備え、後方端
面は、反射率を４％以下にした誘電体膜を配して、前記
活性層に接して、有効屈折率が導波路方向に周期的に変
動しており、その屈折率変動の位相が１か所以上の位置
でシフト変化している光ガイド層を有する分布帰還型半
導体レーザ。 - 【請求項３】 前記活性層を多重量子井戸としたことを
特徴とする請求項１または２記載の分布帰還型半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188895A JPH0964460A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 分布帰還型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188895A JPH0964460A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 分布帰還型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964460A true JPH0964460A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16773754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22188895A Pending JPH0964460A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 分布帰還型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964460A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014029941A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
| CN106711761A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045084A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS60149183A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-06 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS6362390A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-18 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6419787A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser |
| JPS6482687A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPH01166586A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP22188895A patent/JPH0964460A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| JPH01166586A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014029941A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
| CN106711761A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
| CN106711761B (zh) * | 2017-01-17 | 2023-04-07 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种dfb半导体激光器制备方法及制得的激光器 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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