JPH11214794A - 注入同期レーザ - Google Patents
注入同期レーザInfo
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- JPH11214794A JPH11214794A JP973298A JP973298A JPH11214794A JP H11214794 A JPH11214794 A JP H11214794A JP 973298 A JP973298 A JP 973298A JP 973298 A JP973298 A JP 973298A JP H11214794 A JPH11214794 A JP H11214794A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡素な構造で安定した光が得られる注入同期
レーザを提供する。 【解決手段】 同一の半導体基板２上に、溝部３０を介
して対向するマスターレーザＭＳＬとスレーブレーザＳ
ＬＤが一体形成され、特定の反射波長を有するファイバ
グレーティング６がマスターレーザＭＳＬの光入出力端
ＭＩに対向している。マスターレーザＭＬＤとファイバ
グレーティング６との協働により、それらの共通したス
ペクトル強度の波長の光がマスターレーザＭＬＤの光出
射端ＭＯからスレーブレーザＳＬＤの光入射端ＳＩへ出
射され、スレーブレーザＳＬＤの発振波長が入射された
光にロック（固定）される。これにより、スレーブレー
ザＳＬＤの光出射端ＳＯから、固定された波長と同波長
の光が安定して出射される。
レーザを提供する。 【解決手段】 同一の半導体基板２上に、溝部３０を介
して対向するマスターレーザＭＳＬとスレーブレーザＳ
ＬＤが一体形成され、特定の反射波長を有するファイバ
グレーティング６がマスターレーザＭＳＬの光入出力端
ＭＩに対向している。マスターレーザＭＬＤとファイバ
グレーティング６との協働により、それらの共通したス
ペクトル強度の波長の光がマスターレーザＭＬＤの光出
射端ＭＯからスレーブレーザＳＬＤの光入射端ＳＩへ出
射され、スレーブレーザＳＬＤの発振波長が入射された
光にロック（固定）される。これにより、スレーブレー
ザＳＬＤの光出射端ＳＯから、固定された波長と同波長
の光が安定して出射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスターレーザと
その出射光に同期した波長の光を出射するスレーブレー
ザとを有する注入同期レーザに関する。
その出射光に同期した波長の光を出射するスレーブレー
ザとを有する注入同期レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の注入同期レーザとして図
８に示された構成のものが知られている。図８におい
て、この注入同期レーザは、直流電流ＩDCの駆動下で別
々に動作させるとほぼ同じ発振波長をもつマスターレー
ザＭＬＤ及びスレーブレーザＳＬＤと、マスターレーザ
ＭＬＤの光出射端とスレーブレーザＳＬＤの光入射端と
の間に設けられた光アイソレータＩＳＯを含む光学系を
備えて構成されている。
８に示された構成のものが知られている。図８におい
て、この注入同期レーザは、直流電流ＩDCの駆動下で別
々に動作させるとほぼ同じ発振波長をもつマスターレー
ザＭＬＤ及びスレーブレーザＳＬＤと、マスターレーザ
ＭＬＤの光出射端とスレーブレーザＳＬＤの光入射端と
の間に設けられた光アイソレータＩＳＯを含む光学系を
備えて構成されている。
【０００３】マスターレーザＭＬＤは直流駆動下で単一
縦モード発振し、その出射光が光アイソレータＩＳＯを
介してスレーブレーザＳＬＤの活性層に入射すると、ス
レーブレーザＳＬＤの発振波長がマスターレーザＭＬＤ
の出射光の波長に固定（ロック）され、その固定された
波長の光がスレーブレーザＳＬＤの光出射端から出射す
る。光アイソレータＩＳＯは、スレーブレーザＳＬＤか
らマスターレーザＭＬＤへ影響を及ぼさないために設け
られている。
縦モード発振し、その出射光が光アイソレータＩＳＯを
介してスレーブレーザＳＬＤの活性層に入射すると、ス
レーブレーザＳＬＤの発振波長がマスターレーザＭＬＤ
の出射光の波長に固定（ロック）され、その固定された
波長の光がスレーブレーザＳＬＤの光出射端から出射す
る。光アイソレータＩＳＯは、スレーブレーザＳＬＤか
らマスターレーザＭＬＤへ影響を及ぼさないために設け
られている。
【０００４】スレーブレーザＳＬＤに変調電流ＩMDを供
給しても、単一モード性が維持されるため、伝送情報を
有する変調電流ＩMDを光信号に変換して通信用光ファイ
バーＦＬへ送出する等の応用が検討されている。
給しても、単一モード性が維持されるため、伝送情報を
有する変調電流ＩMDを光信号に変換して通信用光ファイ
バーＦＬへ送出する等の応用が検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の注入同期レーザにあっては、別体のマスターレーザ
ＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤを用意し、これらを光ア
イソレータＩＳＯを含む複雑な光学系にて光結合させる
構成であるため、構成が複雑でコスト高を招く等の問題
があった。特に、構成が複雑になることから、マスター
レーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ及びアイソレータ
ＩＳＯを含む光学系を一体にしてモジュール化すること
が困難であった。
来の注入同期レーザにあっては、別体のマスターレーザ
ＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤを用意し、これらを光ア
イソレータＩＳＯを含む複雑な光学系にて光結合させる
構成であるため、構成が複雑でコスト高を招く等の問題
があった。特に、構成が複雑になることから、マスター
レーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ及びアイソレータ
ＩＳＯを含む光学系を一体にしてモジュール化すること
が困難であった。
【０００６】また、温度等の外部環境の変化に依存して
マスターレーザＭＬＤの発振波長が大きく変動するた
め、スレーブレーザＳＬＤから安定した単一波長の光が
得られないという問題があった。
マスターレーザＭＬＤの発振波長が大きく変動するた
め、スレーブレーザＳＬＤから安定した単一波長の光が
得られないという問題があった。
【０００７】本発明は上記従来の注入同期レーザの問題
点を解決するためになされたもので、簡素な構造で安定
した単一縦モード発振が得られる注入同期レーザを提供
することを目的とする。
点を解決するためになされたもので、簡素な構造で安定
した単一縦モード発振が得られる注入同期レーザを提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、特定波長の光を反射するファイバグ
レーティングと、前記ファイバグレーティングへ出射し
て反射されてくる前記特定波長の光を増幅して出射する
ＳＬＡ活性層を有するマスターレーザと、前記マスター
レーザから出射される前記特定波長の光を入射し前記特
定波長に同期した光を出射するスレーブレーザとを備え
る構成とした。
るために本発明は、特定波長の光を反射するファイバグ
レーティングと、前記ファイバグレーティングへ出射し
て反射されてくる前記特定波長の光を増幅して出射する
ＳＬＡ活性層を有するマスターレーザと、前記マスター
レーザから出射される前記特定波長の光を入射し前記特
定波長に同期した光を出射するスレーブレーザとを備え
る構成とした。
【０００９】また、前記マスターレーザとスレーブレー
ザは、半導体製造プロセスによって、同一の半導体基板
上に一体形成することとした。
ザは、半導体製造プロセスによって、同一の半導体基板
上に一体形成することとした。
【００１０】また、前記マスターレーザの光出射端と前
記スレーブレーザの光入射端を溝部を介し分離する構造
とした。
記スレーブレーザの光入射端を溝部を介し分離する構造
とした。
【００１１】また、前記スレーブレーザに、前記光入射
端と活性層との間に設けられ周辺の導波層より高屈折率
の光導波路部を形成することとした。
端と活性層との間に設けられ周辺の導波層より高屈折率
の光導波路部を形成することとした。
【００１２】また、前記光導波路部は、前記光入射端に
近づくにつれて断面積が漸次拡がる形状にした。
近づくにつれて断面積が漸次拡がる形状にした。
【００１３】
【作用】マスターレーザとファイバグレーティングが協
働して、これらの間で光の出射と反射が行われることに
より、マスターレーザからは、ファイバグレーティング
に設定された特定波長と同じ波長の光が出射されてスレ
ーブレーザに入射する。スレーブレーザの発振波長がこ
の入射した光によりロック（固定）され、スレーブレー
ザからは前記特定波長と同じ波長の光が出射される。
働して、これらの間で光の出射と反射が行われることに
より、マスターレーザからは、ファイバグレーティング
に設定された特定波長と同じ波長の光が出射されてスレ
ーブレーザに入射する。スレーブレーザの発振波長がこ
の入射した光によりロック（固定）され、スレーブレー
ザからは前記特定波長と同じ波長の光が出射される。
【００１４】マスターレーザとスレーブレーザを同一の
半導体基板上に一体形成することで、簡素な構造のレー
ザ発光素子が実現される。
半導体基板上に一体形成することで、簡素な構造のレー
ザ発光素子が実現される。
【００１５】スレーブレーザに高屈折率の光導波路部を
設ることにより、マスターレーザからスレーブレーザへ
の光入射のみを許容する所謂一方向性の光アイソレータ
を一体化した構造を実現している。
設ることにより、マスターレーザからスレーブレーザへ
の光入射のみを許容する所謂一方向性の光アイソレータ
を一体化した構造を実現している。
【００１６】光導波路部の形状を、その断面積が光入射
端に近づくにつれて漸次拡がる形状にすることにより、
マスターレーザとスレーブレーザ間の光結合効率を向上
させている。
端に近づくにつれて漸次拡がる形状にすることにより、
マスターレーザとスレーブレーザ間の光結合効率を向上
させている。
【００１７】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の注
入同期レーザの第１の実施の形態を図１〜図３を参照し
て説明する。尚、図１（ａ）は本注入同期レーザの構成
を示す縦断面図、図１（ｂ）はその平面図、図２はその
製造工程例を示す説明図、図３はその特性を示す特性図
である。
入同期レーザの第１の実施の形態を図１〜図３を参照し
て説明する。尚、図１（ａ）は本注入同期レーザの構成
を示す縦断面図、図１（ｂ）はその平面図、図２はその
製造工程例を示す説明図、図３はその特性を示す特性図
である。
【００１８】図１（ａ）（ｂ）において、本注入同期レ
ーザは、同一の半導体基板２上に一体形成されたマスタ
ーレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＭとを有するレー
ザ発光素子４と、光ファイバーのコア中に特定波長λFG
の光のみを反射するグレーティングＦＧが形成されたフ
ァイバグレーティング６を備え、これらのレーザ発光素
子４とファイバグレーティング６を匡体（図示せず）内
に固着することによりモジュール化した構成となってい
る。
ーザは、同一の半導体基板２上に一体形成されたマスタ
ーレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＭとを有するレー
ザ発光素子４と、光ファイバーのコア中に特定波長λFG
の光のみを反射するグレーティングＦＧが形成されたフ
ァイバグレーティング６を備え、これらのレーザ発光素
子４とファイバグレーティング６を匡体（図示せず）内
に固着することによりモジュール化した構成となってい
る。
【００１９】マスターレーザＭＬＤは、半導体基板２上
に成長された下部クラッド層８とＳＬＡ（Semiconducto
r Laser Amplifier）活性層１０と上部クラッド１２、
キャップ層１４及び第１の正電極１６を備えて形成され
ている。
に成長された下部クラッド層８とＳＬＡ（Semiconducto
r Laser Amplifier）活性層１０と上部クラッド１２、
キャップ層１４及び第１の正電極１６を備えて形成され
ている。
【００２０】スレーブレーザＳＬＤは、半導体基板２上
に成長された下部クラッド層１８と活性層２０と上部ク
ラッド２２、キャップ層２４及び第２の正電極２６を有
し、更に、下部クラッド層１８と上部クラッド層２２の
間に挟まれた、活性層２０に連なる外側に漸次拡がる扇
形状の光導波路部２８を備えて形成されている。
に成長された下部クラッド層１８と活性層２０と上部ク
ラッド２２、キャップ層２４及び第２の正電極２６を有
し、更に、下部クラッド層１８と上部クラッド層２２の
間に挟まれた、活性層２０に連なる外側に漸次拡がる扇
形状の光導波路部２８を備えて形成されている。
【００２１】これらのマスターレーザＭＬＤとスレーブ
レーザＳＬＭは、半導体基板２に達する溝部３０にて電
気的に分離されており、ＳＬＡ活性層１０と光導波路部
２８及び活性層２０が同一平面に一致して形成されるこ
とにより、マスターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯとスレ
ーブレーザＳＬＤの光入射端ＳＩが溝部３０を介して対
向している。
レーザＳＬＭは、半導体基板２に達する溝部３０にて電
気的に分離されており、ＳＬＡ活性層１０と光導波路部
２８及び活性層２０が同一平面に一致して形成されるこ
とにより、マスターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯとスレ
ーブレーザＳＬＤの光入射端ＳＩが溝部３０を介して対
向している。
【００２２】更に、光出射端ＭＯと光入射端ＳＩ及び、
マスターレーザＭＬＤのファイバグレーティング６に対
向する端部（以下、光入出力端という）ＭＩと、スレー
ブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯには、誘電体多層膜によ
り無反射コーティングが施され、半導体基板２の裏面に
は負電極層３２が形成されている。
マスターレーザＭＬＤのファイバグレーティング６に対
向する端部（以下、光入出力端という）ＭＩと、スレー
ブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯには、誘電体多層膜によ
り無反射コーティングが施され、半導体基板２の裏面に
は負電極層３２が形成されている。
【００２３】ファイバグレーティング６は、コア部の先
端が外側に凸の球面レンズ状に加工されて成る先端部３
４と、所定角度で斜めカットされた後端部３６とを有
し、先端部３４がマスターレーザＭＬＤの光入出力端Ｍ
ＩとＳＬＡ活性層１０に対向して配置されている。
端が外側に凸の球面レンズ状に加工されて成る先端部３
４と、所定角度で斜めカットされた後端部３６とを有
し、先端部３４がマスターレーザＭＬＤの光入出力端Ｍ
ＩとＳＬＡ活性層１０に対向して配置されている。
【００２４】次に、かかる構成を有する注入同期レーザ
の製造工程例を図２参照して説明する。尚、ＩｎＧａＡ
ｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレー
ザ発光素子４を適用する場合を説明する。
の製造工程例を図２参照して説明する。尚、ＩｎＧａＡ
ｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレー
ザ発光素子４を適用する場合を説明する。
【００２５】まず、図２（ａ）において、ｎ−ＩｎＰ半
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させ、更に、光導波路
部２８を形成すべきほぼ扇形状の領域Ａ１を除いて、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層４０上にマスク層Ｍ１を塗布する。
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させ、更に、光導波路
部２８を形成すべきほぼ扇形状の領域Ａ１を除いて、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層４０上にマスク層Ｍ１を塗布する。
【００２６】この状態で、領域Ａ１を介してＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層４０中に、Ｐ（リン）またはＮ（窒素）をイ
オン打ち込みすることにより、ワイドギャップ構造の扇
形状の領域を形成する。
ｓＰ活性層４０中に、Ｐ（リン）またはＮ（窒素）をイ
オン打ち込みすることにより、ワイドギャップ構造の扇
形状の領域を形成する。
【００２７】マスク層Ｍ１を除去した後、同図（ｂ）に
示すように、上部クラッド層１２，２２を形成するため
のｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層）４２を
成長させる。更に、上部クラッド層４２上に、ストライ
プ形状のＳＬＡ活性層１０と活性層２０及び扇形状の光
導波路部２８の形状に合わせられたマスク層Ｍ２を塗布
する。
示すように、上部クラッド層１２，２２を形成するため
のｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層）４２を
成長させる。更に、上部クラッド層４２上に、ストライ
プ形状のＳＬＡ活性層１０と活性層２０及び扇形状の光
導波路部２８の形状に合わせられたマスク層Ｍ２を塗布
する。
【００２８】この状態で、異方性エッチングを施すこと
により、マスク層Ｍ２の下部領域を残して、ｎ−ＩｎＰ
層（またはＧａＩｎＡｓＰ層）３８とＩｎＧａＡｓＰ活
性層４０及びｐ−ＩｎＰ層（またはＧａＩｎＡｓＰ層）
４２の側部を除去し、更に、同図（ｃ）に示すように、
前記の除去した部分にｎ−ＩｎＰ埋込み層４４を形成し
て、マスク層Ｍ２を除去する。
により、マスク層Ｍ２の下部領域を残して、ｎ−ＩｎＰ
層（またはＧａＩｎＡｓＰ層）３８とＩｎＧａＡｓＰ活
性層４０及びｐ−ＩｎＰ層（またはＧａＩｎＡｓＰ層）
４２の側部を除去し、更に、同図（ｃ）に示すように、
前記の除去した部分にｎ−ＩｎＰ埋込み層４４を形成し
て、マスク層Ｍ２を除去する。
【００２９】次に、同図（ｄ）に示すように、キャップ
層１４，２４を形成するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４
６を成長させ、更に、マスターレーザＭＬＤの第１の正
電極１６とスレーブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を
形成する。
層１４，２４を形成するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４
６を成長させ、更に、マスターレーザＭＬＤの第１の正
電極１６とスレーブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を
形成する。
【００３０】次に、同図（ｅ）に示すように、溝部３０
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体基板２に達する溝部３０を形成すること
により、電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＭを形成する。
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体基板２に達する溝部３０を形成すること
により、電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＭを形成する。
【００３１】次に、ｎ−ＩｎＰ半導体基板２の裏面に負
電極３２を形成し、更に劈開処理して、誘電体多層膜に
より無反射コーティングを施すことにより、図１（ａ）
（ｂ）に示したレーザ発光素子４を完成する。尚、図２
（ｅ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造が、図１
（ａ）に示したレーザ発光素子４の断面構造と対応して
いる。
電極３２を形成し、更に劈開処理して、誘電体多層膜に
より無反射コーティングを施すことにより、図１（ａ）
（ｂ）に示したレーザ発光素子４を完成する。尚、図２
（ｅ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造が、図１
（ａ）に示したレーザ発光素子４の断面構造と対応して
いる。
【００３２】そして、図１（ａ）（ｂ）に示すように、
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
【００３３】次に、かかる構成を有する注入同期レーザ
の動作を説明する。まず、マスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＤ及びファイバグレーティング６の個々
の特性を説明する。
の動作を説明する。まず、マスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＤ及びファイバグレーティング６の個々
の特性を説明する。
【００３４】第１，第２の正電極１６，２６の夫々に所
定値の直流バイアス電流ＩDCを供給し、マスターレーザ
ＭＬＤとスレーブレーザＳＬＭを別々に動作させると、
いずれも単一縦モード発振し、図３に示すようなほぼ同
じ中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。そし
て、マスターレーザＭＬＤは、光入出力端ＭＩと光出射
端ＭＯからこの光を出射し、スレーブレーザＳＬＭは、
光出射端ＳＯから出射する。
定値の直流バイアス電流ＩDCを供給し、マスターレーザ
ＭＬＤとスレーブレーザＳＬＭを別々に動作させると、
いずれも単一縦モード発振し、図３に示すようなほぼ同
じ中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。そし
て、マスターレーザＭＬＤは、光入出力端ＭＩと光出射
端ＭＯからこの光を出射し、スレーブレーザＳＬＭは、
光出射端ＳＯから出射する。
【００３５】また、スレーブレーザＳＬＭには、光入射
端ＳＩ側に漸次拡がる扇形状であって、下部クラッド層
１８と上部クラッド層２２及び埋込み層４４による周辺
の導波層と比べて高屈折率の光導波路部２８が設けられ
ている。このため、マスターレーザＭＬＤからの光を容
易に入射するのに対し、活性層２０から光入射端ＳＩ側
へ伝搬する光を拡散することによりマスターレーザＭＬ
Ｄの光出射端ＭＯへの出射を防止する。即ち、光導波路
部２８は、マスターレーザＭＬＤからの光のみを導波す
る一方向性の光アイソレータとして作用する。
端ＳＩ側に漸次拡がる扇形状であって、下部クラッド層
１８と上部クラッド層２２及び埋込み層４４による周辺
の導波層と比べて高屈折率の光導波路部２８が設けられ
ている。このため、マスターレーザＭＬＤからの光を容
易に入射するのに対し、活性層２０から光入射端ＳＩ側
へ伝搬する光を拡散することによりマスターレーザＭＬ
Ｄの光出射端ＭＯへの出射を防止する。即ち、光導波路
部２８は、マスターレーザＭＬＤからの光のみを導波す
る一方向性の光アイソレータとして作用する。
【００３６】ファイバグレーティング６は、図３に示す
ように、グレーティングＦＧにより前記中心波長λLDと
ほぼ同じ（実際には、若干ずれている）波長λFGの光を
反射し、残余の光を透過する反射波長特性を有してい
る。したがって、マスターレーザＭＬＤの光入出力端Ｍ
Ｉより出射される光が先端部３４を介して入射すると、
グレーティングＦＧで波長λFGの光を反射して、再び先
端部３４と光入出力端ＭＩを介してマスターレーザＭＬ
ＤのＳＬＡ活性層１０へ入射させ、一方、波長λFGを除
く光を後端部３６より外部へ出射する。また、後端部３
６が斜めカットされているため、外部へ出射した光が再
度コア中に戻るのを防止する。
ように、グレーティングＦＧにより前記中心波長λLDと
ほぼ同じ（実際には、若干ずれている）波長λFGの光を
反射し、残余の光を透過する反射波長特性を有してい
る。したがって、マスターレーザＭＬＤの光入出力端Ｍ
Ｉより出射される光が先端部３４を介して入射すると、
グレーティングＦＧで波長λFGの光を反射して、再び先
端部３４と光入出力端ＭＩを介してマスターレーザＭＬ
ＤのＳＬＡ活性層１０へ入射させ、一方、波長λFGを除
く光を後端部３６より外部へ出射する。また、後端部３
６が斜めカットされているため、外部へ出射した光が再
度コア中に戻るのを防止する。
【００３７】次に、図１に基づいて、注入同期レーザの
動作を説明する。負電極３２を共通にして、第１，第２
の正電極１６，２６に所定値の直流バイアス電流ＩDCを
供給すると、図３に示した強度分布を有する光が、マス
ターレーザＭＬＤの光入出力端ＭＩと光出射端ＭＯ、及
びスレーブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯより出射され
る。
動作を説明する。負電極３２を共通にして、第１，第２
の正電極１６，２６に所定値の直流バイアス電流ＩDCを
供給すると、図３に示した強度分布を有する光が、マス
ターレーザＭＬＤの光入出力端ＭＩと光出射端ＭＯ、及
びスレーブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯより出射され
る。
【００３８】マスターレーザＭＬＤの光入出力端ＭＩか
ら出射される光がファイバグレーティング６に入射し、
この入射光のうちグレーテングＦＧで反射される光のみ
が再びマスターレーザＭＬＤの光入射端ＭＩを介してＳ
ＬＡ活性層１０に入射する。マスターレーザＭＬＤでは
この反射された光を増幅し、光入出力端ＭＩと光出射端
ＭＯから波長λLDの光を出射する。
ら出射される光がファイバグレーティング６に入射し、
この入射光のうちグレーテングＦＧで反射される光のみ
が再びマスターレーザＭＬＤの光入射端ＭＩを介してＳ
ＬＡ活性層１０に入射する。マスターレーザＭＬＤでは
この反射された光を増幅し、光入出力端ＭＩと光出射端
ＭＯから波長λLDの光を出射する。
【００３９】そして、このマスターレーザＭＬＤとファ
イバグレーティング６との協働により、定常状態になる
と、マスターレーザＭＬＤの発振波長が、図３に示した
グレーティングＦＧとマスターレーザＭＬＤのスペクト
ル強度の共通した波長に安定化され、この安定化された
波長の光が光出射端ＭＯより出射され、光導波路部２８
を介してスレーブレーザＳＬＤの活性層２０に注入され
る。
イバグレーティング６との協働により、定常状態になる
と、マスターレーザＭＬＤの発振波長が、図３に示した
グレーティングＦＧとマスターレーザＭＬＤのスペクト
ル強度の共通した波長に安定化され、この安定化された
波長の光が光出射端ＭＯより出射され、光導波路部２８
を介してスレーブレーザＳＬＤの活性層２０に注入され
る。
【００４０】スレーブレーザＳＬＤは、発振波長がこの
注入される光によってロック（固定）されるため、注入
された光と同波長の光を光出射端ＳＯより出射する。
注入される光によってロック（固定）されるため、注入
された光と同波長の光を光出射端ＳＯより出射する。
【００４１】また、スレーブレーザＳＬＤの直流バイア
ス電流ＩDCに、伝送情報等を有する変調電流ＩMDを重畳
させて供給すると、スレーブレーザＳＬＤの単一縦モー
ド性が維持され、前記伝送情報を含んだ光信号を光出射
端ＳＯより出射する。
ス電流ＩDCに、伝送情報等を有する変調電流ＩMDを重畳
させて供給すると、スレーブレーザＳＬＤの単一縦モー
ド性が維持され、前記伝送情報を含んだ光信号を光出射
端ＳＯより出射する。
【００４２】このように本実施の形態の注入同期レーザ
によれば、温度等の外部環境の変化に対して強く且つ急
峻な反射波長特性の得られるファイバグレーティング６
によって、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬ
Ｄの発振波長が決まるため、極めて安定した単一波長の
光を得ることができる。このため、波長多重通信等の分
野に適用して優れた効果を発揮する。
によれば、温度等の外部環境の変化に対して強く且つ急
峻な反射波長特性の得られるファイバグレーティング６
によって、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬ
Ｄの発振波長が決まるため、極めて安定した単一波長の
光を得ることができる。このため、波長多重通信等の分
野に適用して優れた効果を発揮する。
【００４３】また、マスターレーザＭＬＤとスレーブレ
ーザＳＬＤとを同一の半導体基板２上に一体化したレー
ザ発光素子４と、ファイバグレーティング６によって構
成するので、部品点数が少なく、構造が簡素で、機械的
強度に優れた注入同期レーザを提供することができる。
また、スレーブレーザＳＬＤに一方向性の光導波路部２
８を一体形成したことによっても構造の簡素化を可能に
している。
ーザＳＬＤとを同一の半導体基板２上に一体化したレー
ザ発光素子４と、ファイバグレーティング６によって構
成するので、部品点数が少なく、構造が簡素で、機械的
強度に優れた注入同期レーザを提供することができる。
また、スレーブレーザＳＬＤに一方向性の光導波路部２
８を一体形成したことによっても構造の簡素化を可能に
している。
【００４４】更に、光導波路部２８の形状をマスターレ
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がる扇形状にしたため、マ
スターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間での光結
合効率を向上させることができる。このため、高効率且
つ低消費電力の注入同期レーザを提供することができ
る。
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がる扇形状にしたため、マ
スターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間での光結
合効率を向上させることができる。このため、高効率且
つ低消費電力の注入同期レーザを提供することができ
る。
【００４５】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態の注入同期レーザについて図４及び図５を参照して
説明する。尚、これらの図４及び図５中、図１及び図２
と同一又は相当する部分を同一符号にて示している。
形態の注入同期レーザについて図４及び図５を参照して
説明する。尚、これらの図４及び図５中、図１及び図２
と同一又は相当する部分を同一符号にて示している。
【００４６】図４において、本実施の形態の注入同期レ
ーザと第１の実施の形態の注入同期レーザとの構造上の
相違点を述べると、第１の実施の形態では、スレーブレ
ーザＳＬＭの光導波路部２８が、図１（ｂ）に示すよう
に、活性層２２とほぼ同一の水平面にて扇形状に拡がる
構造を有するのに対し、本実施の形態の注入同期レーザ
の光導波路部４８は、活性層２２の厚み方向（縦方向）
において、光入射端ＳＩ側に漸次拡大するテーパ形状と
なっている。他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
造となっている。
ーザと第１の実施の形態の注入同期レーザとの構造上の
相違点を述べると、第１の実施の形態では、スレーブレ
ーザＳＬＭの光導波路部２８が、図１（ｂ）に示すよう
に、活性層２２とほぼ同一の水平面にて扇形状に拡がる
構造を有するのに対し、本実施の形態の注入同期レーザ
の光導波路部４８は、活性層２２の厚み方向（縦方向）
において、光入射端ＳＩ側に漸次拡大するテーパ形状と
なっている。他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
造となっている。
【００４７】次に、かかる構造を有する注入同期レーザ
の製造工程例を図５を参照して説明する。尚、ＩｎＧａ
ＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレ
ーザ発光素子４を適用する場合を説明する。
の製造工程例を図５を参照して説明する。尚、ＩｎＧａ
ＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレ
ーザ発光素子４を適用する場合を説明する。
【００４８】まず、図５（ａ）において、ｎ−ＩｎＰ半
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させる。但し、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層４０の厚みを、最終的に形成すべきＳＬ
Ａ活性層１０と活性層２０の厚みより薄く成長させる。
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させる。但し、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層４０の厚みを、最終的に形成すべきＳＬ
Ａ活性層１０と活性層２０の厚みより薄く成長させる。
【００４９】次に、溝部３０を形成すべき領域にマスク
層Ｍ３を塗布し、この状態で再びＩｎＡｓＰを成長させ
ることにより、最終的に形成すべきＳＬＡ活性層１０と
活性層２０の厚みを有するＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を
形成する。
層Ｍ３を塗布し、この状態で再びＩｎＡｓＰを成長させ
ることにより、最終的に形成すべきＳＬＡ活性層１０と
活性層２０の厚みを有するＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を
形成する。
【００５０】このように、マスク層Ｍ３を設けた状態で
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させると、同図（ｂ）
に示すように、マスク層Ｍ３の側壁に接した部分が最も
厚く、マスク層Ｍ３から離れるに従って漸次薄くなっ
て、ＳＬＡ活性層１０と活性層２０を形成すべき領域で
は均一な厚みとなる。
ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０を成長させると、同図（ｂ）
に示すように、マスク層Ｍ３の側壁に接した部分が最も
厚く、マスク層Ｍ３から離れるに従って漸次薄くなっ
て、ＳＬＡ活性層１０と活性層２０を形成すべき領域で
は均一な厚みとなる。
【００５１】次に、マスク層Ｍ３を除去した後、同図
（ｃ）に示すように、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０の厚み
が変化している領域Ａ２を除いてマスク層Ｍ４を塗布す
る。そして、領域Ａ２を介して、その厚みの変化してい
るＩｎＧａＡｓＰ活性層４０の部分に、Ｐ（リン）また
はＮ（窒素）をイオン打ち込みすることにより、ワイド
ギャップ構造の部分を形成する。
（ｃ）に示すように、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４０の厚み
が変化している領域Ａ２を除いてマスク層Ｍ４を塗布す
る。そして、領域Ａ２を介して、その厚みの変化してい
るＩｎＧａＡｓＰ活性層４０の部分に、Ｐ（リン）また
はＮ（窒素）をイオン打ち込みすることにより、ワイド
ギャップ構造の部分を形成する。
【００５２】次に、マスク層Ｍ４を除去した後、同図
（ｄ）に示すように、上部クラッド層１２，２２を形成
するためのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層）３８を成長させ、更に、ＳＬＡ活性層１０と活性層
２０及び光導波路部４８の形状に合わせたストライプ状
のマスク層Ｍ５を塗布する。そして、異方性エッチング
を施すことにより、マスク層Ｍ５の下部領域を残して、
ｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８とＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層４０及びｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層）４２の側部を除去し、更に、前記の
除去した部分にｎ−ＩｎＰ埋込み層４４を形成して、マ
スク層Ｍ５を除去する。
（ｄ）に示すように、上部クラッド層１２，２２を形成
するためのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層）３８を成長させ、更に、ＳＬＡ活性層１０と活性層
２０及び光導波路部４８の形状に合わせたストライプ状
のマスク層Ｍ５を塗布する。そして、異方性エッチング
を施すことにより、マスク層Ｍ５の下部領域を残して、
ｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）３８とＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層４０及びｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層）４２の側部を除去し、更に、前記の
除去した部分にｎ−ＩｎＰ埋込み層４４を形成して、マ
スク層Ｍ５を除去する。
【００５３】次に、同図（ｆ）に示すように、キャップ
層１４，２４を形成するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４
６を成長させ、更に、マスターレーザＭＬＤの第１の正
電極１６とスレーブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を
形成する。
層１４，２４を形成するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４
６を成長させ、更に、マスターレーザＭＬＤの第１の正
電極１６とスレーブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を
形成する。
【００５４】次に、同図（ｇ）に示すように、溝部３０
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体基板２に達する溝部３０を形成すること
により、電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＭを形成する。
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ半導体基板２に達する溝部３０を形成すること
により、電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレ
ーブレーザＳＬＭを形成する。
【００５５】次に、ｎ−ＩｎＰ半導体基板２の裏面に負
電極３２を形成し、更に劈開処理して、劈開面と光出射
端ＭＯ及び光入射端ＳＩを誘電体多層膜にて無反射コー
ティングすることにより、レーザ発光素子４を完成す
る。図４（ａ）に示したレーザ発光素子４の構造は、図
５（ｆ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造に対応
している。
電極３２を形成し、更に劈開処理して、劈開面と光出射
端ＭＯ及び光入射端ＳＩを誘電体多層膜にて無反射コー
ティングすることにより、レーザ発光素子４を完成す
る。図４（ａ）に示したレーザ発光素子４の構造は、図
５（ｆ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造に対応
している。
【００５６】そして、図４（ａ）（ｂ）に示すように、
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
【００５７】次に、図４に基づいて、本実施の形態の注
入同期レーザの動作を説明する。マスターレーザＭＬＤ
とスレーブレーザＳＬＤは、個々独立に作動した場合に
は、ともに単一縦モード発振し、図３に示したのと同様
の中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。ファ
イバグレーティング６は、グレーティングＦＧにより前
記中心波長λLDとほぼ同じ波長λFGの光を反射し、残余
の光を透過する反射波長特性を有している。
入同期レーザの動作を説明する。マスターレーザＭＬＤ
とスレーブレーザＳＬＤは、個々独立に作動した場合に
は、ともに単一縦モード発振し、図３に示したのと同様
の中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。ファ
イバグレーティング６は、グレーティングＦＧにより前
記中心波長λLDとほぼ同じ波長λFGの光を反射し、残余
の光を透過する反射波長特性を有している。
【００５８】マスターレーザＭＬＤで発生する光が光入
出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射し、グ
レーティングＦＧで選択反射された波長λFGの光がマス
ターレーザＭＬＤのＳＬＡ活性層１０に入射して増幅さ
れ、再び光入出力端ＭＩよりファイバグレーティング６
に入射するという動作を繰り返す。これにより、定常状
態では、マスターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯから波長
λFGの光が出射される。
出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射し、グ
レーティングＦＧで選択反射された波長λFGの光がマス
ターレーザＭＬＤのＳＬＡ活性層１０に入射して増幅さ
れ、再び光入出力端ＭＩよりファイバグレーティング６
に入射するという動作を繰り返す。これにより、定常状
態では、マスターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯから波長
λFGの光が出射される。
【００５９】この波長λFGの光がスレーブレーザＳＬＤ
の光入射端ＳＩ及び光導波路部４８を通じて活性層２０
に注入され、発振波長がλFGにロック（固定）されるこ
とにより、スレーブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯから波
長λFGの光が出射される。
の光入射端ＳＩ及び光導波路部４８を通じて活性層２０
に注入され、発振波長がλFGにロック（固定）されるこ
とにより、スレーブレーザＳＬＤの光出射端ＳＯから波
長λFGの光が出射される。
【００６０】また、スレーブレーザＳＬＤの直流バイア
ス電流ＩDCに変調電流ＩMDを重畳させて供給すると、単
一縦モード性が維持されて、変調された光信号を出射す
る。
ス電流ＩDCに変調電流ＩMDを重畳させて供給すると、単
一縦モード性が維持されて、変調された光信号を出射す
る。
【００６１】この実施の形態の注入同期レーザによれ
ば、ファイバグレーティング６の反射波長特性によって
マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。また、部品点数が少なく、構造が簡素で、
機械的強度に優れた注入同期レーザを提供することがで
きる。
ば、ファイバグレーティング６の反射波長特性によって
マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。また、部品点数が少なく、構造が簡素で、
機械的強度に優れた注入同期レーザを提供することがで
きる。
【００６２】更に、光導波路部４８の形状がマスターレ
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がるテーパ形状であるた
め、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間で
の光結合効率を向上させることができ、高効率且つ低消
費電力の注入同期レーザを実現することができる。
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がるテーパ形状であるた
め、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間で
の光結合効率を向上させることができ、高効率且つ低消
費電力の注入同期レーザを実現することができる。
【００６３】更にまた、ワイドギャップ構造の光導波路
部４８は、下部クラッド層１８と上部クラッド層２２及
び埋込み層４４による周辺の導波層と比較して高屈折率
であるため、マスターレーザＭＬＤからスレーブレーザ
ＳＬＤへの光の入射のみを許容する、一方向性の光アイ
ソレータとして機能する。このため、別体の光アイソレ
ータが不要となる。
部４８は、下部クラッド層１８と上部クラッド層２２及
び埋込み層４４による周辺の導波層と比較して高屈折率
であるため、マスターレーザＭＬＤからスレーブレーザ
ＳＬＤへの光の入射のみを許容する、一方向性の光アイ
ソレータとして機能する。このため、別体の光アイソレ
ータが不要となる。
【００６４】尚、図５（ｄ）に示す製造工程において、
ストライプ形状のマスク層Ｍ５を塗布することとした
が、代わりに、光導波路部４８を形成すべき領域に対応
する図２（ｂ）に示すような扇形状の部分を有するマス
ク層を適用してもよい。このように、マスク層に扇形状
の部分を設けてそれ以降の処理をすると、光入射端ＳＩ
側に向けて、厚み方向（縦方向）と水平方向との両方向
に漸次拡がる光導波路部４８を形成することができ、マ
スターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間での光結
合効率を更に向上させることができる。
ストライプ形状のマスク層Ｍ５を塗布することとした
が、代わりに、光導波路部４８を形成すべき領域に対応
する図２（ｂ）に示すような扇形状の部分を有するマス
ク層を適用してもよい。このように、マスク層に扇形状
の部分を設けてそれ以降の処理をすると、光入射端ＳＩ
側に向けて、厚み方向（縦方向）と水平方向との両方向
に漸次拡がる光導波路部４８を形成することができ、マ
スターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間での光結
合効率を更に向上させることができる。
【００６５】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態の注入同期レーザについて図６及び図７を参照して
説明する。尚、これらの図６及び図７中、図１及び図２
と同一又は相当する部分を同一符号にて示している。
形態の注入同期レーザについて図６及び図７を参照して
説明する。尚、これらの図６及び図７中、図１及び図２
と同一又は相当する部分を同一符号にて示している。
【００６６】図６において、本実施の形態の注入同期レ
ーザと第１の実施の形態の注入同期レーザとの構造上の
相違点を述べると、第１の実施の形態では、スレーブレ
ーザＳＬＭの光導波路部２８が、図１（ｂ）に示すよう
に、活性層２２とほぼ同一の水平面にて扇形状に拡がる
構造を有するのに対し、本実施の形態の注入同期レーザ
の光導波路部５０は、活性層２２の厚み方向（縦方向）
において、光入射端ＳＩ側に漸次拡大するテーパ形状と
なっている。他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
造となっている。
ーザと第１の実施の形態の注入同期レーザとの構造上の
相違点を述べると、第１の実施の形態では、スレーブレ
ーザＳＬＭの光導波路部２８が、図１（ｂ）に示すよう
に、活性層２２とほぼ同一の水平面にて扇形状に拡がる
構造を有するのに対し、本実施の形態の注入同期レーザ
の光導波路部５０は、活性層２２の厚み方向（縦方向）
において、光入射端ＳＩ側に漸次拡大するテーパ形状と
なっている。他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
造となっている。
【００６７】次に、かかる構造を有する注入同期レーザ
の製造工程例を図７を参照して説明する。尚、ＩｎＧａ
ＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレ
ーザ発光素子４を適用する場合を説明する。
の製造工程例を図７を参照して説明する。尚、ＩｎＧａ
ＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様の構造を有するレ
ーザ発光素子４を適用する場合を説明する。
【００６８】まず、図５（ａ）において、ｎ−ＩｎＰ半
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５２
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層５４と、上部クラッド層を形成す
るためのｐ−ＩｎＰ層５６を成長させる。更に、ｐ−Ｉ
ｎＰ層（またはｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５６上に、溝部
３０を形成すべき領域Ａ３を除いて、マスク層Ｍ６を塗
布する。
導体基板２上に、下部クラッド層８，１８を形成するた
めのｎ−ＩｎＰ層（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５２
と、ＳＬＡ活性層１０及び活性層２０を形成するための
ＩｎＧａＡｓＰ活性層５４と、上部クラッド層を形成す
るためのｐ−ＩｎＰ層５６を成長させる。更に、ｐ−Ｉ
ｎＰ層（またはｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５６上に、溝部
３０を形成すべき領域Ａ３を除いて、マスク層Ｍ６を塗
布する。
【００６９】この状態で、領域Ａ３を介して半導体基板
２の上部まで、Ｐ（リン）またはＮ（窒素）を高濃度で
イオン打ち込みする。この高濃度のイオン打込みをする
と、マスク層Ｍ６の下部領域の一部までイオン注入が行
われ、ワイドギャップ構造の部分ＷＧが形成される。
２の上部まで、Ｐ（リン）またはＮ（窒素）を高濃度で
イオン打ち込みする。この高濃度のイオン打込みをする
と、マスク層Ｍ６の下部領域の一部までイオン注入が行
われ、ワイドギャップ構造の部分ＷＧが形成される。
【００７０】次に、マスク層Ｍ６を除去した後、同図
（ｂ）に示すように、ＳＬＡ活性層１０と活性層２０及
び光導波路部５０の形状に合わせたストライプ状のマス
ク層Ｍ７を塗布し、異方性エッチングを施すことによ
り、マスク層Ｍ７の下部領域を残して、ｎ−ＩｎＰ層
（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５２とＩｎＧａＡｓＰ
活性層５４及びｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層）５６の側部を除去する。更に、前記の除去した部
分にｎ−ＩｎＰ埋込み層５８を形成する。
（ｂ）に示すように、ＳＬＡ活性層１０と活性層２０及
び光導波路部５０の形状に合わせたストライプ状のマス
ク層Ｍ７を塗布し、異方性エッチングを施すことによ
り、マスク層Ｍ７の下部領域を残して、ｎ−ＩｎＰ層
（またはｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層）５２とＩｎＧａＡｓＰ
活性層５４及びｐ−ＩｎＰ層（またはｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層）５６の側部を除去する。更に、前記の除去した部
分にｎ−ＩｎＰ埋込み層５８を形成する。
【００７１】次に、マスク層Ｍ７を除去した後、同図
（ｃ）に示すように、キャップ層１４，２４を形成する
ためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６０を成長させ、更
に、マスターレーザＭＬＤの第１の正電極１６とスレー
ブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を形成する。
（ｃ）に示すように、キャップ層１４，２４を形成する
ためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６０を成長させ、更
に、マスターレーザＭＬＤの第１の正電極１６とスレー
ブレーザＳＬＤの第２の正電極２６を形成する。
【００７２】次に、同図（ｄ）に示すように、溝部３０
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＰ
半導体基板２に達する溝部３０を形成することにより、
電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレーブレー
ザＳＬＭを形成する。
を形成すべき領域を除いて、マスク層（図示せず）を塗
布した後、反応性イオンエッチング処理にてｎ−ＩｎＰ
半導体基板２に達する溝部３０を形成することにより、
電気的に分離したマスターレーザＭＬＤとスレーブレー
ザＳＬＭを形成する。
【００７３】次に、ｎ−ＩｎＰ半導体基板２の裏面に負
電極３２を形成し、更に劈開処理して、劈開面と光出射
端ＭＯと光入射端ＳＩを誘電体多層膜にて無反射コーテ
ィングすることにより、レーザ発光素子４を完成する。
図６（ａ）に示したレーザ発光素子４の構造は、図７
（ｄ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造に対応し
ている。
電極３２を形成し、更に劈開処理して、劈開面と光出射
端ＭＯと光入射端ＳＩを誘電体多層膜にて無反射コーテ
ィングすることにより、レーザ発光素子４を完成する。
図６（ａ）に示したレーザ発光素子４の構造は、図７
（ｄ）中の一点鎖線Ｘ−Ｘに沿った縦断面構造に対応し
ている。
【００７４】そして、図６（ａ）（ｂ）に示すように、
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
このレーザ発光素子４とファイバグレーティング６の先
端部３４を対向させて匡体内に固着することにより、注
入同期レーザを完成させる。
【００７５】次に、図６に基づいて、本実施の形態の注
入同期レーザの動作を説明する。マスターレーザＭＬＤ
とスレーブレーザＳＬＤは、個々独立に作動した場合に
は、ともに単一縦モード発振し、図３に示したのと同様
の中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。ファ
イバグレーティング６は、グレーティングＦＧにより前
記中心波長λLDとほぼ同じ波長λFGの光を反射し、残余
の光を透過する反射波長特性を有している。
入同期レーザの動作を説明する。マスターレーザＭＬＤ
とスレーブレーザＳＬＤは、個々独立に作動した場合に
は、ともに単一縦モード発振し、図３に示したのと同様
の中心波長λLDと強度分布を有する光を発生する。ファ
イバグレーティング６は、グレーティングＦＧにより前
記中心波長λLDとほぼ同じ波長λFGの光を反射し、残余
の光を透過する反射波長特性を有している。
【００７６】マスターレーザＭＬＤで発生する光が光入
出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射し、グ
レーティングＦＧで選択反射された光がマスターレーザ
ＭＬＤのＳＬＡ活性層１０に入力して増幅され、再び光
入出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射する
という動作を繰り返す。これにより、定常状態では、マ
スターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯからは、図３に示し
たマスターレーザＭＬＤとファイバグレーティング６の
スペクトル強度の共通した波長の光が出射される。
出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射し、グ
レーティングＦＧで選択反射された光がマスターレーザ
ＭＬＤのＳＬＡ活性層１０に入力して増幅され、再び光
入出力端ＭＩよりファイバグレーティング６に入射する
という動作を繰り返す。これにより、定常状態では、マ
スターレーザＭＬＤの光出射端ＭＯからは、図３に示し
たマスターレーザＭＬＤとファイバグレーティング６の
スペクトル強度の共通した波長の光が出射される。
【００７７】この波長の光がスレーブレーザＳＬＤの光
入射端ＳＩ及び光導波路部５０を通じて活性層２０に注
入され、発振波長が注入された光の波長にロック（固
定）されることにより、スレーブレーザＳＬＤの光出射
端ＳＯからその固定された波長の光が出射される。
入射端ＳＩ及び光導波路部５０を通じて活性層２０に注
入され、発振波長が注入された光の波長にロック（固
定）されることにより、スレーブレーザＳＬＤの光出射
端ＳＯからその固定された波長の光が出射される。
【００７８】また、スレーブレーザＳＬＤの直流バイア
ス電流ＩDCに変調電流ＩMDを重畳させて供給すると、単
一縦モード性が維持されて、変調された光信号を出射す
る。
ス電流ＩDCに変調電流ＩMDを重畳させて供給すると、単
一縦モード性が維持されて、変調された光信号を出射す
る。
【００７９】この実施の形態の注入同期レーザによれ
ば、ファイバグレーティング６の反射波長特性によって
マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。また、部品点数が少なく、構造が簡素で、
機械的強度に優れた注入同期レーザを提供することがで
きる。
ば、ファイバグレーティング６の反射波長特性によって
マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。また、部品点数が少なく、構造が簡素で、
機械的強度に優れた注入同期レーザを提供することがで
きる。
【００８０】更に、光導波路部５０の形状がマスターレ
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がるテーパ形状であるた
め、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間で
の光結合効率が大幅に向上し、高効率且つ低消費電力の
注入同期レーザを実現することができる。
ーザＭＬＤ側に向けて漸次拡がるテーパ形状であるた
め、マスターレーザＭＬＤとスレーブレーザＳＬＤ間で
の光結合効率が大幅に向上し、高効率且つ低消費電力の
注入同期レーザを実現することができる。
【００８１】更にまた、光導波路部５０は、下部クラッ
ド層１８と上部クラッド層２２及び埋込み層４４と比較
して高屈折率のワイドギャップ構造であるため、マスタ
ーレーザＭＬＤからスレーブレーザＳＬＤへの光の入射
のみを許容する一方向性の光アイソレータとして機能す
る。このため、別体の光アイソレータが不要となる。
ド層１８と上部クラッド層２２及び埋込み層４４と比較
して高屈折率のワイドギャップ構造であるため、マスタ
ーレーザＭＬＤからスレーブレーザＳＬＤへの光の入射
のみを許容する一方向性の光アイソレータとして機能す
る。このため、別体の光アイソレータが不要となる。
【００８２】図７（ｂ）に示す製造工程において、スト
ライプ形状のマスク層Ｍ７を塗布することとしたが、光
導波路部５０を形成すべき領域に対応する図２（ｂ）に
示すような扇形状の部分を有するマスク層を適用しても
よい。このように、マスク層に扇形状の部分を設けて以
降の処理をすると、光入射端ＳＩ側に向けて、厚み方向
（縦方向）と水平方向との両方向に漸次拡がる光導波路
部５０を形成することができ、マスターレーザＭＬＤと
スレーブレーザＳＬＤ間での光結合効率を更に向上させ
ることができる。
ライプ形状のマスク層Ｍ７を塗布することとしたが、光
導波路部５０を形成すべき領域に対応する図２（ｂ）に
示すような扇形状の部分を有するマスク層を適用しても
よい。このように、マスク層に扇形状の部分を設けて以
降の処理をすると、光入射端ＳＩ側に向けて、厚み方向
（縦方向）と水平方向との両方向に漸次拡がる光導波路
部５０を形成することができ、マスターレーザＭＬＤと
スレーブレーザＳＬＤ間での光結合効率を更に向上させ
ることができる。
【００８３】尚、以上に説明した第１〜第３の実施の形
態では、ＩｎＧａＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様
の構造を有するレーザ発光素子４を適用する場合を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の
構造を有する半導体レーザを適用することができる。要
は、マスターレーザとスレーブレーザを同一の半導体基
板上に構造的に一体形成し、更に、電気的には夫々分離
したレーザ発光素子を適用することができる。
態では、ＩｎＧａＡｓＰ埋込みヘテロ構造レーザと同様
の構造を有するレーザ発光素子４を適用する場合を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の
構造を有する半導体レーザを適用することができる。要
は、マスターレーザとスレーブレーザを同一の半導体基
板上に構造的に一体形成し、更に、電気的には夫々分離
したレーザ発光素子を適用することができる。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の注入同期レ
ーザによれば、温度等の外部環境の変化に対して強く且
つ急峻な反射波長特性の得られるファイバグレーティン
グによって、マスターレーザとスレーブレーザの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。
ーザによれば、温度等の外部環境の変化に対して強く且
つ急峻な反射波長特性の得られるファイバグレーティン
グによって、マスターレーザとスレーブレーザの発振波
長が決まるため、極めて安定した単一波長の光を得るこ
とができる。
【００８５】また、マスターレーザとスレーブレーザと
を同一の半導体基板上に一体化したレーザ発光素子とフ
ァイバグレーティングによって構成することにより、部
品点数が少なく、構造が簡素で、機械的強度に優れた、
モジュール化した注入同期レーザを提供することができ
る。
を同一の半導体基板上に一体化したレーザ発光素子とフ
ァイバグレーティングによって構成することにより、部
品点数が少なく、構造が簡素で、機械的強度に優れた、
モジュール化した注入同期レーザを提供することができ
る。
【００８６】また、スレーブレーザの光入射端側に一方
向性の光導波路部を形成したことにより、別体の光アイ
ソレータが不要となり、部品点数が少なく、構造が簡素
で、機械的強度に優れた注入同期レーザを提供すること
ができる。
向性の光導波路部を形成したことにより、別体の光アイ
ソレータが不要となり、部品点数が少なく、構造が簡素
で、機械的強度に優れた注入同期レーザを提供すること
ができる。
【００８７】また、光導波路部の断面積が光入射端に近
づくにつれて漸次拡がる形状にすることにより、マスタ
ーレーザとスレーブレーザ間での光結合効率を大幅に向
上させることができるため、高効率且つ低消費電力の注
入同期レーザを提供することができる。
づくにつれて漸次拡がる形状にすることにより、マスタ
ーレーザとスレーブレーザ間での光結合効率を大幅に向
上させることができるため、高効率且つ低消費電力の注
入同期レーザを提供することができる。
【図１】第１の実施の形態の注入同期レーザの構造を示
す図。
す図。
【図２】第１の実施の形態の注入同期レーザの製造工程
例を示す説明図。
例を示す説明図。
【図３】マスターレーザとスレーブレーザ及びファイバ
グレーティングの個々の特性を示す図。
グレーティングの個々の特性を示す図。
【図４】第２の実施の形態の注入同期レーザの構造を示
す図。
す図。
【図５】第２の実施の形態の注入同期レーザの製造工程
例を示す説明図。
例を示す説明図。
【図６】第３の実施の形態の注入同期レーザの構造を示
す図。
す図。
【図７】第３の実施の形態の注入同期レーザの製造工程
例を示す説明図。
例を示す説明図。
【図８】従来の注入同期レーザの構造を示す説明図。
４…レーザ発光素子、６…ファイバグレーティング、Ｍ
ＬＤ…マスターレーザ、ＳＬＤ…スレーブレーザ、２
８，４８，５０…光伝送路部、３０…溝部、ＭＯ…光出
射端、ＳＩ…光入射端。
ＬＤ…マスターレーザ、ＳＬＤ…スレーブレーザ、２
８，４８，５０…光伝送路部、３０…溝部、ＭＯ…光出
射端、ＳＩ…光入射端。
Claims (7)
- 【請求項１】 特定波長の光を反射するファイバグレー
ティングと、 前記ファイバグレーティングへ出射して反射されてくる
前記特定波長の光を増幅して出射する、ＳＬＡ活性層を
有するマスターレーザと、 前記マスターレーザから出射される前記特定波長の光を
入射し、前記特定波長に同期した光を出射するスレーブ
レーザと、を備えることを特徴とする注入同期レーザ。 - 【請求項２】 前記マスターレーザとスレーブレーザ
は、半導体製造プロセスによって、同一の半導体基板上
に一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の注入同期レーザ。 - 【請求項３】 前記マスターレーザの光出射端と前記ス
レーブレーザの光入射端が溝部を介し分離されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の注入同期レーザ。 - 【請求項４】 前記マスターレーザとスレーブレーザ間
に介在する前記溝部は、半導体製造プロセスにおける反
応性イオンエッチングより形成されていることを特徴と
する請求項３に記載の注入同期レーザ。 - 【請求項５】 前記溝部を介して対向する前記マスター
レーザの光出射端と前記スレーブレーザの光入射端に
は、誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする請
求項３に記載の注入同期レーザ。 - 【請求項６】 前記スレーブレーザには、前記光入射端
と活性層との間に設けられ、周辺の導波層より高屈折率
の光導波路部が形成されていることを特徴とする請求項
３に記載の注入同期レーザ。 - 【請求項７】 前記光導波路部は、前記光入射端に近づ
くにつれて断面積が漸次拡がる形状であることを特徴と
する請求項６に記載の注入同期レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP973298A JPH11214794A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 注入同期レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP973298A JPH11214794A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 注入同期レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214794A true JPH11214794A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11728496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP973298A Pending JPH11214794A (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 注入同期レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214794A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055370A (ja) * | 1999-12-06 | 2002-02-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換モジュール |
| US6556597B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-04-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser diode module |
| CN104124611A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-10-29 | 南京大学 | 基于重构-等效啁啾的单片集成注入锁定dfb激光器及阵列及其制造方法 |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP973298A patent/JPH11214794A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055370A (ja) * | 1999-12-06 | 2002-02-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換モジュール |
| US6556597B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-04-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser diode module |
| CN104124611A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-10-29 | 南京大学 | 基于重构-等效啁啾的单片集成注入锁定dfb激光器及阵列及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040310 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |