JPS58206183A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS58206183A JPS58206183A JP8882082A JP8882082A JPS58206183A JP S58206183 A JPS58206183 A JP S58206183A JP 8882082 A JP8882082 A JP 8882082A JP 8882082 A JP8882082 A JP 8882082A JP S58206183 A JPS58206183 A JP S58206183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- wavelength
- oscillation
- diffraction grating
- reflecting mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
-
- 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
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- 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
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、発振特性を改良した新しい構造の半導体レー
デ装置に関する。
デ装置に関する。
近年、光通信や光情報処理技術等の発展に伴い、これら
の分野に用いられる半導体レーデには、高度な性能が要
求されるようになっている。
の分野に用いられる半導体レーデには、高度な性能が要
求されるようになっている。
特に１単一の発振周波数（波長）で発振し、力・つその
発振波長を所定波長に設定することが可−能なレーデが
要求されている。
発振波長を所定波長に設定することが可−能なレーデが
要求されている。
現在実用化されている半導体レーデは、ヘキ開面を反射
鏡として用いる所謂７アプリ・々ロータイブ（Ｆ−Ｐ
）のものであるため、特に発□振波長を所望波長に設定
することが非常に困難である。これは、レーデ発振に必
要な７ （−ト”パック（帰還）ｔｌ−生じさせる反射
鏡の反射率に波長依存性がないためである。
鏡として用いる所謂７アプリ・々ロータイブ（Ｆ−Ｐ
）のものであるため、特に発□振波長を所望波長に設定
することが非常に困難である。これは、レーデ発振に必
要な７ （−ト”パック（帰還）ｔｌ−生じさせる反射
鏡の反射率に波長依存性がないためである。
そこで最近、ヘキ開面を利用せずに結晶表面に周期的凹
凸（回折格子）を形成し、これを反射鏡として利用する
ことに：エリ発蚕波長の単一イビをはかった、所謂分布
帰還（ＤＦＢ ）レーデや分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ
） Ｌ／−デ等が開発されるに至っている。しかしなが
ら、この種のレーデにあってはＦ−Ｐレーザに比してし
さい値が高いと云う問題がめった。
凸（回折格子）を形成し、これを反射鏡として利用する
ことに：エリ発蚕波長の単一イビをはかった、所謂分布
帰還（ＤＦＢ ）レーデや分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ
） Ｌ／−デ等が開発されるに至っている。しかしなが
ら、この種のレーデにあってはＦ−Ｐレーザに比してし
さい値が高いと云う問題がめった。
本発明の目的は、シキい１直を高くすることなく、発振
波長を所望波長に設定することのできる半導体レーザ装
置を提供することにある。
波長を所望波長に設定することのできる半導体レーザ装
置を提供することにある。
本発明の骨子は、ヘキ開面等による対向する一対の反射
鏡を有した第１の導波路にょシレーデ発振のしきい値を
決定すると共に、周期的凹凸からなる回折格子を有した
第２の導波路にょシ発振波長を決定することにある。
鏡を有した第１の導波路にょシレーデ発振のしきい値を
決定すると共に、周期的凹凸からなる回折格子を有した
第２の導波路にょシ発振波長を決定することにある。
すなわち本発明は、電流励起によってレーデ発掘する半
導体レーデにおいて、両端に一対の略対向する鏡面を有
し電流注入される帯状の第１の導波路領域と、この第１
の導波路領域に光結合され、表面或いは電流注入にょう
発光する層の近傍に回折格子を有し電流注入される帯状
の第２の導波路領域とを設けたものである。
導体レーデにおいて、両端に一対の略対向する鏡面を有
し電流注入される帯状の第１の導波路領域と、この第１
の導波路領域に光結合され、表面或いは電流注入にょう
発光する層の近傍に回折格子を有し電流注入される帯状
の第２の導波路領域とを設けたものである。
以下、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。第１
の光導波路１の両端にはヘキ開等による反射鏡２，３が
形成され、第２の光導波路４の表面には周期的凹凸（回
折格子）５が形成され、こｎらの導波路１．４は分岐点
６で電磁光学的に結合さｎている。また、第１２よび第
２の導波路１，４には遁流圧入が行なわれ、内部に設け
られたＰ−Ｎ接合で発光し、その注入発光により誘導放
出が生じるものとなっている。
の光導波路１の両端にはヘキ開等による反射鏡２，３が
形成され、第２の光導波路４の表面には周期的凹凸（回
折格子）５が形成され、こｎらの導波路１．４は分岐点
６で電磁光学的に結合さｎている。また、第１２よび第
２の導波路１，４には遁流圧入が行なわれ、内部に設け
られたＰ−Ｎ接合で発光し、その注入発光により誘導放
出が生じるものとなっている。
このような形式においてレーデ発振は、反射鏡２．３と
反射鏡２および回折格子５からなる分布反射鏡との２組
の共振器の組み合せで生じる。
反射鏡２および回折格子５からなる分布反射鏡との２組
の共振器の組み合せで生じる。
これは、１種の複合共振器であり、まずレーザ発振はし
きい値の低い反射鏡２，３の共蚕器で生じることが予想
されるが、その場合一部の光は分岐点６を介して、分布
反射鏡へ導かれる。
きい値の低い反射鏡２，３の共蚕器で生じることが予想
されるが、その場合一部の光は分岐点６を介して、分布
反射鏡へ導かれる。
回折格子５の周期を４１回折格子の付いた部分の等価屈
折率をｎとすると λＬ＝１（２ｎ １１ ） −−−−−−−（１）で
与えられる波長λＬの光が分布反射鏡で強く反射される
。ここで、ｍは正の整数である。そのため、分布反射鏡
からの反射光の波長はλＬのみであシ、従ってその成分
が第１の導波路１へ注入されることになり、第１の導波
路１の発振波長もλＬのみで生じることになり、単一波
長で、な２かっ回折格子５の周期Ａで決まる波長で発掘
する仁とｌζなる。
折率をｎとすると λＬ＝１（２ｎ １１ ） −−−−−−−（１）で
与えられる波長λＬの光が分布反射鏡で強く反射される
。ここで、ｍは正の整数である。そのため、分布反射鏡
からの反射光の波長はλＬのみであシ、従ってその成分
が第１の導波路１へ注入されることになり、第１の導波
路１の発振波長もλＬのみで生じることになり、単一波
長で、な２かっ回折格子５の周期Ａで決まる波長で発掘
する仁とｌζなる。
本発明に工れば、発振のしきい値は主として第１の導波
路で決まシ第２の導波路からの反射光によって発掘波長
が決まるため、従来のＶ −デに比して略同−のしきい
値レベルで単−波長発振を行うことが可能になる。した
がって、光通信や光情報処理技術等の分野において甑め
で有用性が高く、さらて従来の半導体レーデの適、用範
囲を大幅に広げることができる。
路で決まシ第２の導波路からの反射光によって発掘波長
が決まるため、従来のＶ −デに比して略同−のしきい
値レベルで単−波長発振を行うことが可能になる。した
がって、光通信や光情報処理技術等の分野において甑め
で有用性が高く、さらて従来の半導体レーデの適、用範
囲を大幅に広げることができる。
第２図（、）〜（ｄ）は本発明の一実施例に係わる半導
体レーデ装置の概略構成を示すもので第２図（−）は平
面図、第２図（ｂ）は同図＜＆）の矢視Ａ−Ａ新面図、
第２図（ｅ）は同図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図、第２図
Ｃｄ）は同図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
体レーデ装置の概略構成を示すもので第２図（−）は平
面図、第２図（ｂ）は同図＜＆）の矢視Ａ−Ａ新面図、
第２図（ｅ）は同図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図、第２図
Ｃｄ）は同図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
Ｎ−１ｎＰ基板１ノ上の一部に、所望の発振波長λＬと
λＬ＝＝ ２ｎ Ａの関係で結ばれた周期・′１の回折
格子１２を、２光束干＄法或いは化学的エツチング法に
より形成し之のち、孜■収戊云により垂板１１上にＮ−
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 、 ４１３０．８３
０，１７ ０．３ｏ Ｏ，ａ４（元導彼路層
）、Ｎ−■ｎＯ，’７４ＧａＯ−２６”０．５ＳＰ０．
４５ ”１４（活性層）２よびＰ−ＩｎＰ ４１５ （
クラ、ド層）を順次成長形成する。その後、ホトリング
ラフィ技術および化学工、ナング、′こよρ光導波路形
成のたの、メサ部１６７１７を形成する、。
λＬ＝＝ ２ｎ Ａの関係で結ばれた周期・′１の回折
格子１２を、２光束干＄法或いは化学的エツチング法に
より形成し之のち、孜■収戊云により垂板１１上にＮ−
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 、 ４１３０．８３
０，１７ ０．３ｏ Ｏ，ａ４（元導彼路層
）、Ｎ−■ｎＯ，’７４ＧａＯ−２６”０．５ＳＰ０．
４５ ”１４（活性層）２よびＰ−ＩｎＰ ４１５ （
クラ、ド層）を順次成長形成する。その後、ホトリング
ラフィ技術および化学工、ナング、′こよρ光導波路形
成のたの、メサ部１６７１７を形成する、。
ここで、メサ部１６０内部に第１Ｏ辱ｅ、路唄域が形成
され、メサ部１７０内部に第２υ導彼緬夙域が形成され
る。次いで、２度目の敵相成艮を行い、メサ部１６，１
７ｆｃ＠り囲むよりＶこＩｎＰ層１８（高抵抗埋め込み
層）を形成丁ｏ０その後、メサ部１６．１７の４彼絡狽
域の引こ電流圧入ρ；可舵となるように適当な絶縁膜ノ
９、例えばス・々ツタによるＳ ｉｏ ２膜金形成し、
涜いて）憔２０．２１全冥仝蒸層する。七の友、ヘモ開
寺ンてよりメサ部Ｉ６の画爛に反射曵ｒ形成して半導不
レーザ装置を形成した。
され、メサ部１７０内部に第２υ導彼緬夙域が形成され
る。次いで、２度目の敵相成艮を行い、メサ部１６，１
７ｆｃ＠り囲むよりＶこＩｎＰ層１８（高抵抗埋め込み
層）を形成丁ｏ０その後、メサ部１６．１７の４彼絡狽
域の引こ電流圧入ρ；可舵となるように適当な絶縁膜ノ
９、例えばス・々ツタによるＳ ｉｏ ２膜金形成し、
涜いて）憔２０．２１全冥仝蒸層する。七の友、ヘモ開
寺ンてよりメサ部Ｉ６の画爛に反射曵ｒ形成して半導不
レーザ装置を形成した。
刀＼くして侍りｎた午導不し−デ装置ｌ工、晶侍される
ようにはしさい１＠（〜ｌ 、 ５ ｋＡｈｒＬ２）で
尤振し、かつ発振波長１．２９５［：μｍ〕で単−発振
音し、回折格子の周期から期待されるのと略一致した発
振波長であった。すなわち、低しきい値で単一発振波長
で発振し、かつ発振波長を所望波長に設定し得る半導体
レーデ装置を実現することができた。
ようにはしさい１＠（〜ｌ 、 ５ ｋＡｈｒＬ２）で
尤振し、かつ発振波長１．２９５［：μｍ〕で単−発振
音し、回折格子の周期から期待されるのと略一致した発
振波長であった。すなわち、低しきい値で単一発振波長
で発振し、かつ発振波長を所望波長に設定し得る半導体
レーデ装置を実現することができた。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、前記半導体材料としてはＩｎ
Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ系に限るものではな（、ＧａＡＡＡ
ｓ＋−ＧａＡｓ系を用いてもよい。
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、前記半導体材料としてはＩｎ
Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ系に限るものではな（、ＧａＡＡＡ
ｓ＋−ＧａＡｓ系を用いてもよい。
また、反射鏡の形成手法としては、ヘキ開の代りに化学
エツチング法や反応性イオンエツチング法等による垂直
エツチングを行うようにしてもよい。また、第１の導波
路領域と第２の導波路領域との結合手段として、分岐の
代りに第３図に示す如く方向性結合を用いることも可能
である。
エツチング法や反応性イオンエツチング法等による垂直
エツチングを行うようにしてもよい。また、第１の導波
路領域と第２の導波路領域との結合手段として、分岐の
代りに第３図に示す如く方向性結合を用いることも可能
である。
第１図は本発明の詳細な説明するための模式図、第２図
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の一実踊例に係わる半
導体レーデ装置の概略ＩＩ￥戎を示すもので第２図（１
）は平面図、第２図（ｂ）は同図（ａ）の・天視Ａ−Ａ
断面図、第２図（ｃ）は同図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図
、第２図（ｄ）は同図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図、第３
図は変形例を示す模式図である。 １・・・第１の導波路領域、２，３・・・反・〜鏡、４
・−・第２の導波路領域、５・−周期的凹凸（回折格子
Ｌ ６・−”分岐点、１ｌ−Ｎ−ＩｎＰ基板、７２ 、
、。 回折格子、１３− Ｎ−Ｉｎ０ｐｓｓ Ｇａｏ−１７Ａ
１１（１＊３＠ ＰＧ−６４層（光導波層）１１４°”
Ｎ−Ｉｎｏ−７４Ｇａ４−２＋１ Ａ’（）−５５Ｐ
Ｇ−４５層（活性層）、１５−Ｐ−ＩｎＰ層（クラッド
層）、１６ 、１７ ・・・メサ部、１ Ｂ −＝ Ｉ
ｎＰ層（高抵抗埋め込み層）、１９・・・絶縁膜、２０
．２１・・・電極。 出願人工熱術院長石板誠−
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の一実踊例に係わる半
導体レーデ装置の概略ＩＩ￥戎を示すもので第２図（１
）は平面図、第２図（ｂ）は同図（ａ）の・天視Ａ−Ａ
断面図、第２図（ｃ）は同図（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図
、第２図（ｄ）は同図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図、第３
図は変形例を示す模式図である。 １・・・第１の導波路領域、２，３・・・反・〜鏡、４
・−・第２の導波路領域、５・−周期的凹凸（回折格子
Ｌ ６・−”分岐点、１ｌ−Ｎ−ＩｎＰ基板、７２ 、
、。 回折格子、１３− Ｎ−Ｉｎ０ｐｓｓ Ｇａｏ−１７Ａ
１１（１＊３＠ ＰＧ−６４層（光導波層）１１４°”
Ｎ−Ｉｎｏ−７４Ｇａ４−２＋１ Ａ’（）−５５Ｐ
Ｇ−４５層（活性層）、１５−Ｐ−ＩｎＰ層（クラッド
層）、１６ 、１７ ・・・メサ部、１ Ｂ −＝ Ｉ
ｎＰ層（高抵抗埋め込み層）、１９・・・絶縁膜、２０
．２１・・・電極。 出願人工熱術院長石板誠−
Claims (1)
- 電流励起によってレーデ発振する半導体レーデ装置にお
いて、両端に一対の略対向する鏡面が形成され、かつ電
流が注入される帯状の第１の導波路領域と、この第１の
導波路領域に光結合され、表面或いは電流注入により発
光する層の近傍に回折格子が形成され、かつ電流が注入
される帯状の第２の導波路領域とを具備してなることを
特徴とする半導体レーデ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8882082A JPS58206183A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8882082A JPS58206183A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58206183A true JPS58206183A (ja) | 1983-12-01 |
| JPS6347278B2 JPS6347278B2 (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=13953554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8882082A Granted JPS58206183A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58206183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296787A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | Sharp Corp | 干渉型半導体レーザ装置 |
-
1982
- 1982-05-27 JP JP8882082A patent/JPS58206183A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296787A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | Sharp Corp | 干渉型半導体レーザ装置 |
| JPH0315831B2 (ja) * | 1985-06-25 | 1991-03-04 | Sharp Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347278B2 (ja) | 1988-09-21 |
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