JPS58186986A - モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents

モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ

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JPS58186986A
JPS58186986A JP57069508A JP6950882A JPS58186986A JP S58186986 A JPS58186986 A JP S58186986A JP 57069508 A JP57069508 A JP 57069508A JP 6950882 A JP6950882 A JP 6950882A JP S58186986 A JPS58186986 A JP S58186986A
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light
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JP57069508A
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Shigeyuki Akiba
重幸 秋葉
Katsuyuki Uko
宇高　勝之
Kazuo Sakai
堺　和夫
Yuichi Matsushima
松島　裕一
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KDDI Corp
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Kokusai Denshin Denwa KK
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
    • H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザとその出力光のモニタ用光検出器
の集積化に関するものである。
分布帰還形レーザ（以下ＤＦＢレーザと略す）は、単一
軸モード発振するすぐれたレーザで、高品質光フアイバ
通信用光源として期待されている。第１図にＩｎＧａＡ
ｓＰ／　ＩｎＰ系の半導体で構成した場合のＤＦ’Ｂレ
ーザの例を示す。図において、ｌはｎ形ＩｎＰ基板、２
はｎ　’ｆｔｅ　ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層、３はＩｎ
ＧａＡｓＰ発光層、４は発光層３のメルトバックを防止
するだめのＩｎＧａＡｓＰバクファ一層、５はｐ形Ｉｎ
Ｐ１ｍ、６はｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、８，９は
電極、１０　、　Ｉｆはリード線をそれぞれ示している
。
周期的凹凸７がＤＦＢレーザの特徴であり、発振波長は
その周期によって一義的に決定される。また、ＤＦＢレ
ーザでは、周期構造自体が共振器となっているため、従
来の半導体レーザに必要なファプリベロー共振器を構成
するためのへき開面は不要で、むしろ出力端での反射は
ない方が好ましい。
一方、従来半導体レーザの出力光をモニタする場合には
第１図に示すように、一方の出力端の延長上に光検出器
２００として例えばゲルマニウムホトダイオードなどを
配置し、その出力電流をモニタする構成が取られている
。このようなモニタ法では、レーザ１００と光検出器２
００を別々に作製し、かつ両者の相対的な位置の安定化
を図る必要がある。また、レーザを複数個配列する場合
には、全体の装置が大きくなり、組立ても困難になって
くる。
上述のような困難を解決するため、第２図に示すような
ファプリーペロー形のレーザと出力光モニタとを集積し
た従来例がある。端面１８は通常のへき開により、もう
一方の端面１７は化学エツチング等で形成されるが、端
面１７を端面１８に対して平行にするのが難しい。また
、端面１７もへき開により形成しようとすると層構造を
特殊のものにする必要がある。
本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、ＤＦＢレーザの特徴を生かし、かつ、レーザと光
検出器を別々に組立てる際の不都合を解消するために、
ＤＦＢレーザと出力光モニタ用光検出器が同一基板上に
配置されたモニタ付分布帰還形半導体レーザを提供する
ことを目的とする。
以下本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の一実施例を示している。第１図のＤＦ
Ｂレーザと同様な層構造を有するウエーノ・を作製した
後、レーザ領域とモニタ領域とを分離する両者の間の分
離領域を発光層３の禁制帯幅より大きな禁制帯幅を有す
る半導体１２、例えば高抵抗ＩｎＰで一様に埋め込み、
電極を８および８ａ、’Ｊ−ド線を１０および１０ａと
別々に取ることにより、ＤＦＢレーザ領域とモニタ領域
を同一基板１の上に配置したものである。この構造によ
れば、まず、埋めへんだ半導体１２の部分が発光層３の
禁制帯幅より大きくなっているため、レーザ領域からの
出力光に対して吸収がなく透明な窓となっているため、
出力光は容易にモニタ領域に到達し、また、発光層３と
埋め込み部分１２との接触面における反射も極めて小さ
くすることができ、安定したレーザ発県を得ることがで
きる。一方、本実施例においてはＤＦＢレーザ領域とモ
ニタ領域の層構造が同一であり、モニタ領域の光検出部
分３ａは、ＤＦＢレーザ領域の発光層３と同一のものと
なっているが、出力光の光子エネルギーはＤＦＢレーザ
領域の発光層３の禁制帯幅より僅かに大きいため、充分
光を検出することが可能である。もちろん、モニタ領域
の層構造はＤＦＢレーザ領域の層構造と同じである必要
はなく、光を検出する層の禁制帯幅が発光層の禁制帯幅
と同じかもしくは小さければ光検出が可能である。しか
し、製造の容易さからすれば、ＤＦＢレーザ領域とモニ
タ領域の層構造が同一の方が有利なことは明らかである
。
以北の説明ではレーザの横モード安定化に関するストラ
イプ構造については触れなかったが、第４図に埋め込み
ストライプ構造を用い横モード安定化を図ったＤＦＢレ
ーザの実施例を示している。
同図（ａ）は光が出射される面から見た層構造を示して
おり、同図（ｂ）は横方向から見た層構造を示している
。分離領域とストライプ部分の外側はｐ型ＩｎＰ層５と
ｎ形ＩｎＰ層１４で埋め込まれてお松、横モード安定化
ＤＦＢレーザの出力光に対する窓効果および電流阻止機
能を同時に兼ね備えたものである。キャップ層１３はこ
の場合ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層で電流通路部分にのみＺｎ
拡散領域１５（斜線部）が設けである。一方、第４図の
構造を、ＤＦＢレーザ領域とモニタ領域との電気的な分
離という観点から見ると、ｐ形ＩｎＰ層５がすべてに共
通に入っているため完全な分離にはなっていない。従っ
て、ＤＦＢレーザ領域に加わる電圧の一部がモニタ領域
に漏れ、モニタ電流は光を検出して発生した電流と漏れ
電流とが重畳されたものとなる。予め漏れ電流を差し引
くような回路を外部に付加することによっても、この弊
害は取り除くことができるが、第５図に示す如くモニタ
領域付近の分離領域に電気的分離領域１６（縦線部）を
設けることによって、漏れ電流を阻止できる。例えば、
領域１６にｎ形の不純物を拡散あるいはイオン注入法で
入れて、ｎ形のＩｎＰにするか、領域１６にプロトン等
を照射して高抵抗領域とするか、あるいはまた、領域１
６をエツチングで取り除くことなどが用いられる。
以七説明したように、本発明のモニタ付ＤＦＢレーザは
、レーザとモニタが同一基板上に集積されており、かつ
レーザとモニタ部の層構造を同一とすれば製造プロセス
の増加を招くことなく容易に製造できる。また、ＤＦＢ
レーザの片端面での反射も小さいため、ＤＦＢレーザ自
体の特性向上にもつながり、単一軸モードレーザの特徴
が大いに発揮される。
また、説明ではＩｎＧａＡｓＰ系の半導体を例に用いた
が、ＭＧａＡＳ系などの他の材料にも容易に応用するこ
とができる。ストライプ構造に関しても埋め込みストラ
イプ構造だけでなく、異なったストライプ構造にも応用
できることは言うまでもない。
このようなモニタ付ＤＦＢレーザは高性能光フアイバ通
信用光源として極めて有望であり、その効果は極めて大
である。
【図面の簡単な説明】
第１図はＤＦＢレーザとそれをモニタする光検出器の従
来の配置例を示す断面図、第２図はファプリーベロ１形
レーザとモニタとを同一基板上に配置した従来の例を示
す断面図、第３図は本発明の実施例を示す断面図、第４
図と第５図は本発明を埋め込みストライプ構造のものに
応用した実施例をそれぞれ示す断面図である。 １−　ｎ形ＩｎＰ基板、２−　ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ光導
波路層、３−＝　ＩｎＧａＡｓＰ発光層、４−・・Ｉｎ
ＧａＡｓＰバッファ一層、５−ｐ形ＩｎＰ層、６−＝　
ｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、７・・・周期的凹凸、
８．８ａ、９・・・電極、１０　、１０ａ　、　１１・
・・リード線、１２・・・埋込み部分、１３・・キャノ
グ層、１４・・・ｎ形ＩｎＰ層、１５・・・Ｚｎ拡散領
域、１６・・電気的分離領域、１７．１８・・端面、１
００・・・レーザ、２００・・・光検出器。 特許出願人　　国際電信電話株式会社 代理人　大塚　　学 外１名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）発光層もしくは該発光層に隣接する層に光の進行
    方向に沿う周期的な凹凸を有し前記発光層に電流を注入
    することによってレーザ発振せしめる分布帰還形半導体
    レーザにおいて、該分布帰還形半導体レーザを構成する
    レーザ領域と該レーザ領域の出力を検出するモニタ領域
    が同一基板上に配置され、かつ、該モニタ領域と前記レ
    ーザ領域との間が前記レーザ領域の発光層の禁制帯幅よ
    り大なる禁制帯幅を有する半導体で埋められていること
    を特徴とするモニタ付分布帰還形半導体レーザ。
JP57069508A 1982-04-27 1982-04-27 モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ Pending JPS58186986A (ja)

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