JPS59165481A - 分布帰還型半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS59165481A JPS59165481A JP58039862A JP3986283A JPS59165481A JP S59165481 A JPS59165481 A JP S59165481A JP 58039862 A JP58039862 A JP 58039862A JP 3986283 A JP3986283 A JP 3986283A JP S59165481 A JPS59165481 A JP S59165481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- shape
- semiconductor laser
- distributed feedback
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01S5/12—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
Landscapes
- 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】
この発明は、単一軸モード発振が可能な半導体レーザに
関するものである。
関するものである。
長距離、大容量の光フアイバ通信用の光源には、光ファ
イバの材料分散の影響を軽減するために、高速変調時に
も単一の軸モードで発振する半導体レーザが望まれてい
る。その目的のため、半導体レーザの活性領域あるいは
反射領域に、発振光波造によるブラッグ反射を利用する
、いわゆる分布帰還型あるいは分布反射型の半導体レー
ザが開発された。これらの半導体レーザで良好な単一軸
モード発振を実現するためには、結晶表面あるいは内部
での不要な反射光を除去してレーザ発振が周期構造によ
る反射だけで生ずるようにすることが重要である。従来
、周期構造と活性層とを含む部分をそれよシもバンドギ
ャップの大きな半導体層で埋め込んだいわゆる窓構造が
採用されていた。
イバの材料分散の影響を軽減するために、高速変調時に
も単一の軸モードで発振する半導体レーザが望まれてい
る。その目的のため、半導体レーザの活性領域あるいは
反射領域に、発振光波造によるブラッグ反射を利用する
、いわゆる分布帰還型あるいは分布反射型の半導体レー
ザが開発された。これらの半導体レーザで良好な単一軸
モード発振を実現するためには、結晶表面あるいは内部
での不要な反射光を除去してレーザ発振が周期構造によ
る反射だけで生ずるようにすることが重要である。従来
、周期構造と活性層とを含む部分をそれよシもバンドギ
ャップの大きな半導体層で埋め込んだいわゆる窓構造が
採用されていた。
この窓構造によシ、外部結晶端面からの反射光は大幅に
抑圧されたが、従来の窓構造は、周期構造部分と窓部分
との境界が共振器軸に対してほぼ垂直な平面となってい
たために、この部分での反射光いわゆる内部反射が存在
することとなってレーザ発振の不安定性が完全には除去
できないという欠点を有していた。さらに、このような
共振軸にほぼ垂直な平面を有する構造の埋め込み結晶成
長は、結晶軸の方向によって結晶成長の様子が大きく異
なることから１、共振軸に平行な面と垂直な面とが交っ
た角の部分で結晶成長が不安定になシやすく、結晶成長
の再現性の点で問題があった。
抑圧されたが、従来の窓構造は、周期構造部分と窓部分
との境界が共振器軸に対してほぼ垂直な平面となってい
たために、この部分での反射光いわゆる内部反射が存在
することとなってレーザ発振の不安定性が完全には除去
できないという欠点を有していた。さらに、このような
共振軸にほぼ垂直な平面を有する構造の埋め込み結晶成
長は、結晶軸の方向によって結晶成長の様子が大きく異
なることから１、共振軸に平行な面と垂直な面とが交っ
た角の部分で結晶成長が不安定になシやすく、結晶成長
の再現性の点で問題があった。
本発明の目的は、内部反射光が小さく動作特性が安定で
、かつ結晶成長の再現性が高い、分布帰還型の半導体レ
ーザを提供することにある。すなわち本発明は、活性層
と、その中の光の半波長の整数倍の周期の回折格子を含
む帯状のメサストライプをｐ型及びｎ型の半導体層で埋
め込んだ半導体レーザにおいて、前記メサストライプの
形状を、その長手方向の先端部分で徐々に幅を減少させ
て先細形状としたことを特徴とする分布帰還型半導体レ
ーザである。
、かつ結晶成長の再現性が高い、分布帰還型の半導体レ
ーザを提供することにある。すなわち本発明は、活性層
と、その中の光の半波長の整数倍の周期の回折格子を含
む帯状のメサストライプをｐ型及びｎ型の半導体層で埋
め込んだ半導体レーザにおいて、前記メサストライプの
形状を、その長手方向の先端部分で徐々に幅を減少させ
て先細形状としたことを特徴とする分布帰還型半導体レ
ーザである。
回折格子を含む活性部の形状を共振器軸方向に徐々に幅
が狭くなるように設定し、それを埋め込んだ窓構造を採
用することによシ、内部反射光を減少させて動作特性を
安定させるとともに、結晶成長−の再現性を大幅に向上
させることができる。
が狭くなるように設定し、それを埋め込んだ窓構造を採
用することによシ、内部反射光を減少させて動作特性を
安定させるとともに、結晶成長−の再現性を大幅に向上
させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は、本発明の望ましい実施例の活性領域の形状
を示すだめの内部平面断面図、第２図、第３図は第１図
中に示したＡＡ’断面、ＢＢ’断面における断面図をそ
れぞれ示す。本発明の半導体レーザは以下の工程によっ
て得られる。まず、ｎ型の（００１）方位のＩｎＰ基板
１に、Ｈｅ−Ｃｄレーザの二光束干渉法と化学エツチン
グ法とによシ、周期２０５０ Ａの回折格子・２を形成
した後に、液相成長法により、ｎ型のＩｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ の光導波路層３（組成波長１．３０．厚さ０．２
ｐｍ）、Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 活性層４（組成波長１
．５５μｍ、厚さ０．１師）、ｐ型のＩｎＰのクラッド
層５を形成する。その後、フォトリングラフィ法と化学
エツチング法とにより、第１図〜第３図に示す平盤形状
に加工する。すなわち、回折格子２、光導波路層３、活
性層４、クラッド層５からなる活性部１０を幅がほぼ一
定な平行領域】１と、長手方向の先端部の幅を徐々に減
少させて先細形状とした遷移領域１２とで構成し、それ
らを２本の第１及び第２の溝１３ 、１４で形成する。
。第１図は、本発明の望ましい実施例の活性領域の形状
を示すだめの内部平面断面図、第２図、第３図は第１図
中に示したＡＡ’断面、ＢＢ’断面における断面図をそ
れぞれ示す。本発明の半導体レーザは以下の工程によっ
て得られる。まず、ｎ型の（００１）方位のＩｎＰ基板
１に、Ｈｅ−Ｃｄレーザの二光束干渉法と化学エツチン
グ法とによシ、周期２０５０ Ａの回折格子・２を形成
した後に、液相成長法により、ｎ型のＩｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ の光導波路層３（組成波長１．３０．厚さ０．２
ｐｍ）、Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 活性層４（組成波長１
．５５μｍ、厚さ０．１師）、ｐ型のＩｎＰのクラッド
層５を形成する。その後、フォトリングラフィ法と化学
エツチング法とにより、第１図〜第３図に示す平盤形状
に加工する。すなわち、回折格子２、光導波路層３、活
性層４、クラッド層５からなる活性部１０を幅がほぼ一
定な平行領域】１と、長手方向の先端部の幅を徐々に減
少させて先細形状とした遷移領域１２とで構成し、それ
らを２本の第１及び第２の溝１３ 、１４で形成する。
その後、再び液相成長によシ、ｐ型のＩｎＰの電流ブロ
ック層６、ｎ型のＩｎＰの電流阻止層７を活性部ｌＯの
クラッド層５の上部を除く面に形成し、続いて全面に、
ｐ型ＩｎＰの埋め込み層８、ｐ型のＩｎＧａ Ａｓ Ｐ
の電極層９を形成して結晶成長を終了する。その後、電
極層９の表面にＡｕ−Ｚｎのｐ側電極２０を、基板１の
表面にＡｕ −Ｇｅ−Ｎｖのｎ側電極２１を真空蒸着に
より形成したのち、アロイしてウェハーの製作を完了し
、次諭でこれをへき開して分布帰還型半導体レーザに加
工する。
ック層６、ｎ型のＩｎＰの電流阻止層７を活性部ｌＯの
クラッド層５の上部を除く面に形成し、続いて全面に、
ｐ型ＩｎＰの埋め込み層８、ｐ型のＩｎＧａ Ａｓ Ｐ
の電極層９を形成して結晶成長を終了する。その後、電
極層９の表面にＡｕ−Ｚｎのｐ側電極２０を、基板１の
表面にＡｕ −Ｇｅ−Ｎｖのｎ側電極２１を真空蒸着に
より形成したのち、アロイしてウェハーの製作を完了し
、次諭でこれをへき開して分布帰還型半導体レーザに加
工する。
上記半導体レーザの室温での発振しきい値が２５鮎 と
良好な特性を示した。発振スペクトルは純粋な単一の軸
モードで形成され、高速変調時にも安定であった。これ
は、遷移領域１２の存在にょシ、内部反射がほぼ完全に
抑圧された結果と考えられる。また、遷移領域１２の形
状は滑らかに変化しておシ、この周辺部での結晶成長に
不安定な状態が生じることは少なく、結晶成長の再現性
を大幅に向上した。
良好な特性を示した。発振スペクトルは純粋な単一の軸
モードで形成され、高速変調時にも安定であった。これ
は、遷移領域１２の存在にょシ、内部反射がほぼ完全に
抑圧された結果と考えられる。また、遷移領域１２の形
状は滑らかに変化しておシ、この周辺部での結晶成長に
不安定な状態が生じることは少なく、結晶成長の再現性
を大幅に向上した。
上記の実施例において、活性層４とクラッド層５との間
にアンチ・メルトバック層を挿入しても良い。遷移領域
１２の形状は滑らかに幅が減少していればよく、その形
状は限定されるものではない。
にアンチ・メルトバック層を挿入しても良い。遷移領域
１２の形状は滑らかに幅が減少していればよく、その形
状は限定されるものではない。
しかし、直線的に幅が減少する場合には、遷移領域１２
を形成する外形線の作る角度が鋭角となり、先端部のみ
に丸みを持たせたものが望ましい。また、周期構造２は
基板１に直接形成したが、活性層４の上部に形成するこ
ともできる。
を形成する外形線の作る角度が鋭角となり、先端部のみ
に丸みを持たせたものが望ましい。また、周期構造２は
基板１に直接形成したが、活性層４の上部に形成するこ
ともできる。
第１図は本発明の望ましい実施例を示す半導体レーザの
平面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図、第３
図は第１図のＢ−Ｂ’線断面図である。 図において、１は基板、２は回折格子、３は光導波路層
、４は活性層、５はクラッド層、６は電流ブロック層、
７は電流阻止層、８は埋め込み層、９は電極層、１０は
活性部、１１は平行領域、１２は遷移領域、１３ 、１
４は溝、２０はｐ側電極、２１はｎ側電極をそれぞれあ
られす。 特許出願人 日本′屯気株式会社 第３図
平面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図、第３
図は第１図のＢ−Ｂ’線断面図である。 図において、１は基板、２は回折格子、３は光導波路層
、４は活性層、５はクラッド層、６は電流ブロック層、
７は電流阻止層、８は埋め込み層、９は電極層、１０は
活性部、１１は平行領域、１２は遷移領域、１３ 、１
４は溝、２０はｐ側電極、２１はｎ側電極をそれぞれあ
られす。 特許出願人 日本′屯気株式会社 第３図
Claims (1)
- （１）活性層と、半の中の光の半波長の整数倍の周期の
回折格子を含む帯状のメサストライプとをｐ型およびｎ
型の半導体層で埋め込んだ半導体レーザにおいて、前記
メサストライプの前記活性層を含む平面内の形状をその
長手方向の先端部分で徐々に幅を減少させて先細形状と
したことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039862A JPS59165481A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039862A JPS59165481A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165481A true JPS59165481A (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=12564777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58039862A Pending JPS59165481A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59165481A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221182A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Fujikura Ltd | 分布反射型レ−ザ |
| JPS649682A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Nec Corp | Distributed feedback semiconductor laser |
| WO2001029590A3 (en) * | 1999-10-22 | 2001-12-20 | Sarnoff Corp | Mode expander using a taper and a diffraction grating |
| WO2001039341A3 (en) * | 1999-10-22 | 2002-08-01 | Sarnoff Corp | Integrated high power semiconductor laser with tapered active layer and co-directional grating |
| JP2006269781A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Anritsu Corp | 半導体発光素子 |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP58039862A patent/JPS59165481A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221182A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Fujikura Ltd | 分布反射型レ−ザ |
| JPS649682A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Nec Corp | Distributed feedback semiconductor laser |
| WO2001029590A3 (en) * | 1999-10-22 | 2001-12-20 | Sarnoff Corp | Mode expander using a taper and a diffraction grating |
| WO2001039341A3 (en) * | 1999-10-22 | 2002-08-01 | Sarnoff Corp | Integrated high power semiconductor laser with tapered active layer and co-directional grating |
| JP2006269781A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Anritsu Corp | 半導体発光素子 |
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