JPS5858784A - 分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還形半導体レ−ザInfo
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- JPS5858784A JPS5858784A JP56157429A JP15742981A JPS5858784A JP S5858784 A JPS5858784 A JP S5858784A JP 56157429 A JP56157429 A JP 56157429A JP 15742981 A JP15742981 A JP 15742981A JP S5858784 A JPS5858784 A JP S5858784A
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- Japan
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- light
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- emitting layer
- semiconductor laser
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- 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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- 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
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-
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
本発明は、分布帰還形半導体レーザ（以下ＤＦＢレーザ
と略称する）に関するものである。
と略称する）に関するものである。
ＤＦＢレーザは、発光層もしくはそれに近接する層に周
期的な凹凸（回折格子）を設け、等測的に周期的な屈折
率変化を導入した構造を有す企０第１図にＩｎ １ｘＧ
ａ ｘＡｓ ｙ １１１ｉｙ系の混晶半導体で構成し
たＤＦＢレーザの一例を示す。図において、１はｎ型Ｉ
ｎＰ基板、２はｎ型ＩｎＧａＰ導波路層、３はＩｎＧａ
Ａｓ Ｐ発光層、４けＩｎＧａＡｓＰバッファ層、５は
Ｐ型ＩｎＰ層、６はＰ型ＩｎＧａＡｓＰ層、７は電極、
８は矢印で示す光の進行方向に沿った周期的な凹凸（回
折格子）、９は光の出射端面を示す。このようなレーザ
では、発振波長が凹凸の周期Ａによって決定されるため
、安定な単一波長で動作する。
期的な凹凸（回折格子）を設け、等測的に周期的な屈折
率変化を導入した構造を有す企０第１図にＩｎ １ｘＧ
ａ ｘＡｓ ｙ １１１ｉｙ系の混晶半導体で構成し
たＤＦＢレーザの一例を示す。図において、１はｎ型Ｉ
ｎＰ基板、２はｎ型ＩｎＧａＰ導波路層、３はＩｎＧａ
Ａｓ Ｐ発光層、４けＩｎＧａＡｓＰバッファ層、５は
Ｐ型ＩｎＰ層、６はＰ型ＩｎＧａＡｓＰ層、７は電極、
８は矢印で示す光の進行方向に沿った周期的な凹凸（回
折格子）、９は光の出射端面を示す。このようなレーザ
では、発振波長が凹凸の周期Ａによって決定されるため
、安定な単一波長で動作する。
従って、高品質光フアイバ通信用光源として有望視され
ている。
ている。
しかしながら、通常の半導体レーザでは、出射端面９と
して結晶のへき開面などを利用しているため、両側の出
射端面９が光の進行方向に対して垂直な一対の平行面と
なり、ファプリーペロー共振器が構成される。このため
凹凸の周期Ａによって決定される波長とともにファプリ
ーペロー共振器の波長でも発振してしまう場合が多い。
して結晶のへき開面などを利用しているため、両側の出
射端面９が光の進行方向に対して垂直な一対の平行面と
なり、ファプリーペロー共振器が構成される。このため
凹凸の周期Ａによって決定される波長とともにファプリ
ーペロー共振器の波長でも発振してしまう場合が多い。
ファプリーベローモードを抑制するため、従来は、発光
領域の一部に非励起部分を設けてファプリーベローモー
ドに対する吸収損失を増大させるか、出射端面９の一方
をワイヤーノーでカットし、散乱損失を増大させる構成
が取られていた。しかし、前者の構成では非励起領域の
長さのため歩留りが悪くなる。捷だ、後者の構成では、
結晶に欠陥が導入される可能性があり、信頼性の劣化を
招く恐れがある。また、いずれの構成でも一つの出射端
面９からしか出力を取９出せないため、全体的な効率は
半減する。
領域の一部に非励起部分を設けてファプリーベローモー
ドに対する吸収損失を増大させるか、出射端面９の一方
をワイヤーノーでカットし、散乱損失を増大させる構成
が取られていた。しかし、前者の構成では非励起領域の
長さのため歩留りが悪くなる。捷だ、後者の構成では、
結晶に欠陥が導入される可能性があり、信頼性の劣化を
招く恐れがある。また、いずれの構成でも一つの出射端
面９からしか出力を取９出せないため、全体的な効率は
半減する。
本発明は、上記従来技術の欠点を解決するものであり、
ファプリーペローモードによる発振を抑制し回折格子の
周期によって定まる単一波長で安定に発振し、かつ発振
光を効率よく取り出すことのできる分布帰還形半導体レ
ーザを提供するものである。
ファプリーペローモードによる発振を抑制し回折格子の
周期によって定まる単一波長で安定に発振し、かつ発振
光を効率よく取り出すことのできる分布帰還形半導体レ
ーザを提供するものである。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
本発明の一実施例を第２図（ａ）に示す。図における符
号は第１図と同じである。
号は第１図と同じである。
本発明の特徴は、発光層３の長さが近接の層２゜４の長
さより短くなるように光の出射面側の少くとも一方に空
隙１０を設けたことにある。このような構成にすること
によって、第２図（ｂ）に示す如く、光は発光層３への
とじ込めの状態Ｉがら空隙１ｏの部分におけるｎ、■の
如く放射される状態に変化することになり、ファプリー
ペローモードに７１する発振しきい値を著しく増大させ
ることができ、ファプリーペローモードを抑制すること
ができる。
さより短くなるように光の出射面側の少くとも一方に空
隙１０を設けたことにある。このような構成にすること
によって、第２図（ｂ）に示す如く、光は発光層３への
とじ込めの状態Ｉがら空隙１ｏの部分におけるｎ、■の
如く放射される状態に変化することになり、ファプリー
ペローモードに７１する発振しきい値を著しく増大させ
ることができ、ファプリーペローモードを抑制すること
ができる。
空隙１０の長さは、使用波長の数倍程度あれば実用上効
果があることが確かめられている。
果があることが確かめられている。
第３図は、周期的な凹凸８を有しない通常のへき開面レ
ーザでその効果を測定した例を示すものである。このと
きのレーザは、発振波要約１５μｍのバッファ一層４．
導波路層２を有するもので、へき開直後の発振しきい値
は約６５ ｍＡでちった。これをＨ２ＳＯ４：Ｈ２０ｚ
：Ｈ２Ｏ：’１ ： ８ ： １の混合液の中に５〜
１０秒間浸し、へき開面に露出している発光層付近を選
択的にエツチングした１、その結果、発光層部分が数１
０００ 、Ａ”削られ、第２図（ｃ）のような出力端面
が形成され、発振しきい値は２〜３倍に増大した。この
時、レーザの電気的特性への影響はほとんど観察されず
、また出射パターンの変化もあまり見られなかった。
ーザでその効果を測定した例を示すものである。このと
きのレーザは、発振波要約１５μｍのバッファ一層４．
導波路層２を有するもので、へき開直後の発振しきい値
は約６５ ｍＡでちった。これをＨ２ＳＯ４：Ｈ２０ｚ
：Ｈ２Ｏ：’１ ： ８ ： １の混合液の中に５〜
１０秒間浸し、へき開面に露出している発光層付近を選
択的にエツチングした１、その結果、発光層部分が数１
０００ 、Ａ”削られ、第２図（ｃ）のような出力端面
が形成され、発振しきい値は２〜３倍に増大した。この
時、レーザの電気的特性への影響はほとんど観察されず
、また出射パターンの変化もあまり見られなかった。
以上説明したように、本発明の分布帰還形半導体レーザ
は、通常のへき開面レーザとほとんど同様の工程により
製造できるため、歩留りの劣化がなく、また、化学エツ
チングを用いて製造すれば欠陥の導入もほとんど起こら
ない０１だ、ファプリーペローモードの発振は充分抑圧
されるため、安定な単一波長で動作することが期待され
る。本発明のレーザがＩｎＧａＡｓ Ｐ系以外の材料で
構成されたレーザにも容易に適応できることは言う１で
もない。
は、通常のへき開面レーザとほとんど同様の工程により
製造できるため、歩留りの劣化がなく、また、化学エツ
チングを用いて製造すれば欠陥の導入もほとんど起こら
ない０１だ、ファプリーペローモードの発振は充分抑圧
されるため、安定な単一波長で動作することが期待され
る。本発明のレーザがＩｎＧａＡｓ Ｐ系以外の材料で
構成されたレーザにも容易に適応できることは言う１で
もない。
このように、本発明により高信頼度かつ安定な単一波長
で動作する半導体レーザを提供することができ、高品質
光フアイバ通信をはじめ、その他の光情報処理の実現に
その効果は極めて大きい。
で動作する半導体レーザを提供することができ、高品質
光フアイバ通信をはじめ、その他の光情報処理の実現に
その効果は極めて大きい。
第１図は従来の分布帰還形レーザをＩｎＧａＡｓＰ系の
混晶で構成した例を示す縦断面図、第２図（ａ） （ｂ
）（ｃ）は本発明の実施例を示す縦断面図および一部拡
大断面図、第３図はエツチング時間と発撮しきい値の増
加比を示す特性図である。 １−−− ｎ型１ｒ＋Ｐ基１ｆｆｌ、２−ｎ型ＩｎＣ；
ａＡｓＰ導波路層、３− ＩｎＧａＡｓＰ発光層、４−
１ｎＧａＡｓＰバツフア一層、５−ｐ型ＩｎＰ、 ６−
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ、７・・・電極、８・・・周期的
な凹凸、９・・・出射端面、１０・空隙。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人 犬塚 学 外１名 ” ！ Ｏｉ Ｚ η ２ 閃（０） ／７ ノ η ２ 図（ｂ）
混晶で構成した例を示す縦断面図、第２図（ａ） （ｂ
）（ｃ）は本発明の実施例を示す縦断面図および一部拡
大断面図、第３図はエツチング時間と発撮しきい値の増
加比を示す特性図である。 １−−− ｎ型１ｒ＋Ｐ基１ｆｆｌ、２−ｎ型ＩｎＣ；
ａＡｓＰ導波路層、３− ＩｎＧａＡｓＰ発光層、４−
１ｎＧａＡｓＰバツフア一層、５−ｐ型ＩｎＰ、 ６−
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ、７・・・電極、８・・・周期的
な凹凸、９・・・出射端面、１０・空隙。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人 犬塚 学 外１名 ” ！ Ｏｉ Ｚ η ２ 閃（０） ／７ ノ η ２ 図（ｂ）
Claims (1)
- 発光層もしくは該発光層に近接する層に光の進行方向に
周期的な凹凸を有し、該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、前記発光層の長さが隣接する層の長さより短くな
るように構成されたことを特徴とする分布帰還形半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157429A JPS5858784A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157429A JPS5858784A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858784A true JPS5858784A (ja) | 1983-04-07 |
| JPS6250074B2 JPS6250074B2 (ja) | 1987-10-22 |
Family
ID=15649437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157429A Granted JPS5858784A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858784A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0141420A2 (en) * | 1983-11-08 | 1985-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| EP0254311A2 (en) * | 1986-07-25 | 1988-01-27 | Nec Corporation | A distributed feedback laser diode |
| US4847845A (en) * | 1987-02-27 | 1989-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser with an interposed gap |
| US4929571A (en) * | 1987-02-27 | 1990-05-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a buried crescent laser with air gap insulator |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56157429A patent/JPS5858784A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0141420A2 (en) * | 1983-11-08 | 1985-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| EP0254311A2 (en) * | 1986-07-25 | 1988-01-27 | Nec Corporation | A distributed feedback laser diode |
| US4847845A (en) * | 1987-02-27 | 1989-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser with an interposed gap |
| US4929571A (en) * | 1987-02-27 | 1990-05-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a buried crescent laser with air gap insulator |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250074B2 (ja) | 1987-10-22 |
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