JPS5918692A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS5918692A JPS5918692A JP57127934A JP12793482A JPS5918692A JP S5918692 A JPS5918692 A JP S5918692A JP 57127934 A JP57127934 A JP 57127934A JP 12793482 A JP12793482 A JP 12793482A JP S5918692 A JPS5918692 A JP S5918692A
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- light
- diffraction grating
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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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- 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
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- H01S5/1206—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 having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1212—Chirped grating
-
- 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
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- H01S5/1206—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 having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
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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】
この発明は非周期的にピッチが変化している回ゲ
折格子をメ布帰還手段として有する半導体レーザに関す
るものである。
るものである。
半導体レーザは光フアイバ通信用光源として広く実用さ
れているが、半導体レーザと多モード光ファイバとの組
合せにおいて、スペックル雑音による信号劣化を如何に
して除去するかという事が問題になっている。半導体レ
ーザのモード制御技術の最近の進歩によって半導体レー
ザ光のコヒーレンスは従来とくらべ著しく改善され、丈
た発振スペクトルについても数十〜１００Ｍｂ／ｓ以下
の変調周波数に対しては、第１図に示す如く利得分布曲
線１００のはゾ中夫に殆んど単−縦モード発啼振に近い
状態の発振スペクトルＩＯが実現されている。しかし、
このようなコヒーレンスの良い２１仁導体レーザ光を多
モード光ファイバ中を伝搬させると光フアイバ中で生ず
る不規則なモード変換の結果として光フアイバ出射端に
おいては異った光路を通過して来た光が干渉し合い、不
規則な変動を示し、またパルス変調された光に対しては
パルス波形の乱れを生ずる。このＪＴ： ｆ；；スペッ
クル雑音を除去する対策として現在、 （１１高周波Ｍ畳変ｍ’ａの採用 （２） 光源として発光ダイオードの使用（３）
モートスクラン゛ブラの採用の３つの方法が知られてい
る。このうち（１）の方法゛は半導体レーザを数百１ν
ｌ工１ｚの高周波信号で変調すると、発振スペクトルが
第２図に示す様に利得分布２００に対応するひろがりを
有する多モード発振２０１２１ 、２２．２３．２４．
・・・・・・・・・の状態になり、レーリ゛光のコヒー
レンスが低下する事を利用するものである。しかし、こ
の方法では半導体レーザを絶えず高周波イじ号で変調し
ｆＪければならない事が何と椙゛ってもわずられしい。
れているが、半導体レーザと多モード光ファイバとの組
合せにおいて、スペックル雑音による信号劣化を如何に
して除去するかという事が問題になっている。半導体レ
ーザのモード制御技術の最近の進歩によって半導体レー
ザ光のコヒーレンスは従来とくらべ著しく改善され、丈
た発振スペクトルについても数十〜１００Ｍｂ／ｓ以下
の変調周波数に対しては、第１図に示す如く利得分布曲
線１００のはゾ中夫に殆んど単−縦モード発啼振に近い
状態の発振スペクトルＩＯが実現されている。しかし、
このようなコヒーレンスの良い２１仁導体レーザ光を多
モード光ファイバ中を伝搬させると光フアイバ中で生ず
る不規則なモード変換の結果として光フアイバ出射端に
おいては異った光路を通過して来た光が干渉し合い、不
規則な変動を示し、またパルス変調された光に対しては
パルス波形の乱れを生ずる。このＪＴ： ｆ；；スペッ
クル雑音を除去する対策として現在、 （１１高周波Ｍ畳変ｍ’ａの採用 （２） 光源として発光ダイオードの使用（３）
モートスクラン゛ブラの採用の３つの方法が知られてい
る。このうち（１）の方法゛は半導体レーザを数百１ν
ｌ工１ｚの高周波信号で変調すると、発振スペクトルが
第２図に示す様に利得分布２００に対応するひろがりを
有する多モード発振２０１２１ 、２２．２３．２４．
・・・・・・・・・の状態になり、レーリ゛光のコヒー
レンスが低下する事を利用するものである。しかし、こ
の方法では半導体レーザを絶えず高周波イじ号で変調し
ｆＪければならない事が何と椙゛ってもわずられしい。
（２）の方法はコヒーレントな半導体レーザ光のかわり
に、発光ダイオードのインコヒーレント光を用いるもの
で、モーダル雑音除去には有効であるが、変調帯域が高
々ａ 十ｈｌ ｂ ／ ｓ止りであり、また光ファイバ
への結合光量も大きく出来ないのて中継間隔を余り長く
とる早が出来ない。（３）の方法は、本発明に直接か＼
わりをもたないので説明は省略する。詳細については同
高、貝淵著「光フアイバ通信」、電気通信技術ニュース
社刊、５０３〜５０４頁を参照されたい。
に、発光ダイオードのインコヒーレント光を用いるもの
で、モーダル雑音除去には有効であるが、変調帯域が高
々ａ 十ｈｌ ｂ ／ ｓ止りであり、また光ファイバ
への結合光量も大きく出来ないのて中継間隔を余り長く
とる早が出来ない。（３）の方法は、本発明に直接か＼
わりをもたないので説明は省略する。詳細については同
高、貝淵著「光フアイバ通信」、電気通信技術ニュース
社刊、５０３〜５０４頁を参照されたい。
本発明の目的は多モード光ファイバ通信システムにおけ
る光源のコヒーレンスに起因スルスペックル雑音除去に
関する従来の方法の上で説明した如き欠点を取り除き、
スペックル雑音を生じない程度の低コヒーレンス度でか
つ光フアイバ中に従来の半導体レーザの場合と同程度の
レベルの光を結合可能１よ放射光分布を有する光源を提
供する事にある。
る光源のコヒーレンスに起因スルスペックル雑音除去に
関する従来の方法の上で説明した如き欠点を取り除き、
スペックル雑音を生じない程度の低コヒーレンス度でか
つ光フアイバ中に従来の半導体レーザの場合と同程度の
レベルの光を結合可能１よ放射光分布を有する光源を提
供する事にある。
本発明の他の目的は定められたスペクトル帯域内におい
ては第３図３１にかす様な連続的な発振スペクトルを有
する半導体レーザを提供する芋にあるＯ 本発明によれば活性層、導波路層、クラッド層、基板側
第１成長層の任意の２つの屑の間の境界部に、非周期的
にピッチが変化しているコルゲート状非周期構造による
回折格子を分布帰還手段としてレーザ光光路に沿って１
個所以上形成した事を特徴とするダブルへテロ接合半導
体レーザが得られる。
ては第３図３１にかす様な連続的な発振スペクトルを有
する半導体レーザを提供する芋にあるＯ 本発明によれば活性層、導波路層、クラッド層、基板側
第１成長層の任意の２つの屑の間の境界部に、非周期的
にピッチが変化しているコルゲート状非周期構造による
回折格子を分布帰還手段としてレーザ光光路に沿って１
個所以上形成した事を特徴とするダブルへテロ接合半導
体レーザが得られる。
次ζζ本発明の原理を図面および数式を用いて説明する
。
。
一般に分布帰還型（以下Ｄｌと略記）又は分布ブラック
反射器型（以下Ｄｌｌ几と略記）半導体レーザと称せら
れるものは、活性層、導波路層、クラッド層、基板側第
１成長層、の任意の２つの屑の間の境界部Ｉこ周期が 但し Ｎ−整数 λ。−レーザ光の真空中での波長 ｎ６−実効屈折率 で与えられるコルゲート状の周期構造を回折格子として
全面、又は一部分に形成したものである。
反射器型（以下Ｄｌｌ几と略記）半導体レーザと称せら
れるものは、活性層、導波路層、クラッド層、基板側第
１成長層、の任意の２つの屑の間の境界部Ｉこ周期が 但し Ｎ−整数 λ。−レーザ光の真空中での波長 ｎ６−実効屈折率 で与えられるコルゲート状の周期構造を回折格子として
全面、又は一部分に形成したものである。
Ｄ Ｂ’ Ｂ又はＤ Ｂ Ｒ半導体レーザの特徴はレー
ザ内部での光のフィードバックをファブリ・べ「コー型
光共振器で（Ｊなく回折格子によるブラック回街を用い
ているためζこ、発振波長は（１）式で与えられるλ０
に固定出来る事であり、常に単一周波数発振が得られる
。１）ＦＢ又はＩ）Ｂ几半導体レーザに関する更に詳細
な説明についてはエッチ・シー・ケージ−２世、エム・
ビー・バニッシュＡｍ”へデロストラクチーア レーザ
ース゛、アカデミツクブレス刊、１９７８年、バートＡ
、９Ｏ−ＬＯ，Ｇ頁をｂ照されたい。ＤＦＢ又はＤＢ几
牛導体レーザはコヒーレンスの良いレーザ光を放射する
ので、スペックル雑音はかえって出易くなり、そのまま
では多モード光ファイバ通信には向かない。
ザ内部での光のフィードバックをファブリ・べ「コー型
光共振器で（Ｊなく回折格子によるブラック回街を用い
ているためζこ、発振波長は（１）式で与えられるλ０
に固定出来る事であり、常に単一周波数発振が得られる
。１）ＦＢ又はＩ）Ｂ几半導体レーザに関する更に詳細
な説明についてはエッチ・シー・ケージ−２世、エム・
ビー・バニッシュＡｍ”へデロストラクチーア レーザ
ース゛、アカデミツクブレス刊、１９７８年、バートＡ
、９Ｏ−ＬＯ，Ｇ頁をｂ照されたい。ＤＦＢ又はＤＢ几
牛導体レーザはコヒーレンスの良いレーザ光を放射する
ので、スペックル雑音はかえって出易くなり、そのまま
では多モード光ファイバ通信には向かない。
所で、前述の様なコルゲート状周期構造は実効的にレー
ザの発光部分Ｉこそって の形の屈折率分布が導入された事と等価である。
ザの発光部分Ｉこそって の形の屈折率分布が導入された事と等価である。
（２）式で与えられるｎ（ｘｌ−ｊｌｏ三Δｎ （ｘ）
をフーリエ変換して得られるその空間周波数スペクトル
分布は丁度ｗｗ２π／７の位置にデルタ関数状の鋭いピ
ークを示し、この事が単一周波数発振が得られる事を反
映している０そこでΔｎ （ｘ）の分布を（２）式とは
異った形にし、その空間周波数スペクトルがある帯域内
で連続スペクトルになる様に選んでおけば、その帯域に
対応する周波数帯域においてのみ連続的発振スペクトル
分布を有するレーザ発振が実現出来る事になる。
をフーリエ変換して得られるその空間周波数スペクトル
分布は丁度ｗｗ２π／７の位置にデルタ関数状の鋭いピ
ークを示し、この事が単一周波数発振が得られる事を反
映している０そこでΔｎ （ｘ）の分布を（２）式とは
異った形にし、その空間周波数スペクトルがある帯域内
で連続スペクトルになる様に選んでおけば、その帯域に
対応する周波数帯域においてのみ連続的発振スペクトル
分布を有するレーザ発振が実現出来る事になる。
Δｎ （ｘ）の空間周波数スペクトルが連続スペクトル
領域をもつ様にする一般的な手段はΔｎ （ｘ）にＸに
関する非周期的変化を持たせる事である。非周期的変化
を持たせる方法とし、では （、＋１ 前記（２）式においてｎｌをＸの非周期的
関数ｎ ｘ （ｘ）とする ２ π （１））前記（２）式において■関数の引数を□Ｘでは
ｆｆ＜ｘの非線型関数ｆ （ｘ）さする。
領域をもつ様にする一般的な手段はΔｎ （ｘ）にＸに
関する非周期的変化を持たせる事である。非周期的変化
を持たせる方法とし、では （、＋１ 前記（２）式においてｎｌをＸの非周期的
関数ｎ ｘ （ｘ）とする ２ π （１））前記（２）式において■関数の引数を□Ｘでは
ｆｆ＜ｘの非線型関数ｆ （ｘ）さする。
の２方法がある。しかし、前記（ａ３の方法を実際に適
用しようきすると前記フルゲート状周期構造のみぞの深
さを前記ｓ１１ （ｘ）に従って変化される必要があり
、それを実現出来る具体的方法は現在知られていない。
用しようきすると前記フルゲート状周期構造のみぞの深
さを前記ｓ１１ （ｘ）に従って変化される必要があり
、それを実現出来る具体的方法は現在知られていない。
一方前記（ｂ’ｌの方法では前記コルゲート状周期構造
のかわりＩこ、みその深さは一定にして、みぞの間隔が
非線型関数ｆα）に従って変化するフルゲート状非周期
構造を実現すれば良くこれは後述する様に、゛亀子ビー
ム露光技術、フオ） ＩＪソクラフィ技術によって容易
に実現出来る０従って本発明においては発明者は前記（
ｂ）の方法を採用する事によって前記△ｎ （ｘ）の空
間周波数スペクトルに連続スペクトル領域をもたせたＯ 前記（ｂｌの方法によって実際に前記△ｎ （ｘ）の空
間周波数スペクトルが連続スペクトルをもつ様になる事
を簡単な例によって説明する。今、もつとも簡単な例と
して ｆ （Ｘ）” ｋ ｅ ｘ ＋ｋｓ ｘ ２（３）であ
る場合を考える。△ｎ（第＝ １１１度（ｆ（幻）＝ｎ
ｓ面（Ｖ＠ｘ ＋ Ｖｔ ｘ２ンの空間周波数スペクト
ルＦ（→は で求められる。この計鉢を実行すると （５） が得られる。（５）式で大括弧の中の第２項ははげしく
振動する項であり、平均すればゼロになると考えられる
のでこれを無視すると となる。関数ｃｏｓ （（ｗ２に−”） ７４ ｋ ｘ
）は＠４図に示す様にＷＷ” ｋ ｅの近傍でに・−
ｚｌｃｘ／に・＜ｗ＜ ｋ＊ ＋２ｋｔ／に・の範囲で
ゆるやかに変化し、それ以外では、はげしく振動し、平
均的にはゼロとみなしてよい。前記（ｂ）式に示す空間
周波数スペクトルと第３図３１に示す発振スペクトルと
の対応関係は次の様にして決める事が出来る０ずなわち
発振スペクトルの中心波長をλ０．スペクトル巾をΔλ
とすると前記＋１１式を用いてから求める事が出来る０
今、たとえばλ＠”１．３μｍΔλ−１ＯＡ、Ｎ−２、
ｎｅ”３．４５ＧとするとＡ＝０．３７６ Ｘ １０
ｃｍ ＝＝ ０．３７６ ａｍ−１，０７３Ｘ
１０ ｃｆｎ 共振器長Ｌ＝し００μｍとすると共振器端でのビツチは ２π 曙０． ｌ ９１９ Ｘ １０ ｃ１ｎ千〇、１９１
９μｎ１ となる。前記（３）式１こ対応する回折格子を模式的に
示したものが第５図であって、この様な構造は大規模集
積回路の製作に用いられる電子ビーム露光技術、深紫外
光露光技術、Ｘ線露光技術を利用する事によって容易に
実現する事が出来る。
のかわりＩこ、みその深さは一定にして、みぞの間隔が
非線型関数ｆα）に従って変化するフルゲート状非周期
構造を実現すれば良くこれは後述する様に、゛亀子ビー
ム露光技術、フオ） ＩＪソクラフィ技術によって容易
に実現出来る０従って本発明においては発明者は前記（
ｂ）の方法を採用する事によって前記△ｎ （ｘ）の空
間周波数スペクトルに連続スペクトル領域をもたせたＯ 前記（ｂｌの方法によって実際に前記△ｎ （ｘ）の空
間周波数スペクトルが連続スペクトルをもつ様になる事
を簡単な例によって説明する。今、もつとも簡単な例と
して ｆ （Ｘ）” ｋ ｅ ｘ ＋ｋｓ ｘ ２（３）であ
る場合を考える。△ｎ（第＝ １１１度（ｆ（幻）＝ｎ
ｓ面（Ｖ＠ｘ ＋ Ｖｔ ｘ２ンの空間周波数スペクト
ルＦ（→は で求められる。この計鉢を実行すると （５） が得られる。（５）式で大括弧の中の第２項ははげしく
振動する項であり、平均すればゼロになると考えられる
のでこれを無視すると となる。関数ｃｏｓ （（ｗ２に−”） ７４ ｋ ｘ
）は＠４図に示す様にＷＷ” ｋ ｅの近傍でに・−
ｚｌｃｘ／に・＜ｗ＜ ｋ＊ ＋２ｋｔ／に・の範囲で
ゆるやかに変化し、それ以外では、はげしく振動し、平
均的にはゼロとみなしてよい。前記（ｂ）式に示す空間
周波数スペクトルと第３図３１に示す発振スペクトルと
の対応関係は次の様にして決める事が出来る０ずなわち
発振スペクトルの中心波長をλ０．スペクトル巾をΔλ
とすると前記＋１１式を用いてから求める事が出来る０
今、たとえばλ＠”１．３μｍΔλ−１ＯＡ、Ｎ−２、
ｎｅ”３．４５ＧとするとＡ＝０．３７６ Ｘ １０
ｃｍ ＝＝ ０．３７６ ａｍ−１，０７３Ｘ
１０ ｃｆｎ 共振器長Ｌ＝し００μｍとすると共振器端でのビツチは ２π 曙０． ｌ ９１９ Ｘ １０ ｃ１ｎ千〇、１９１
９μｎ１ となる。前記（３）式１こ対応する回折格子を模式的に
示したものが第５図であって、この様な構造は大規模集
積回路の製作に用いられる電子ビーム露光技術、深紫外
光露光技術、Ｘ線露光技術を利用する事によって容易に
実現する事が出来る。
実際の半導体レーザではコルゲート状非周期構造の長さ
は半導体レーザ共振器の長さで制限され無限に長くなる
事はない。その意味で前記＋４１ 、 （５１、（ｒ、
）式は厳密には成り立たないが、実際の半導体レーザの
共振器長は光の波長ｌこくらへて十分長いので、前記（
４１’、 （５１、［６１式は十分良い近似で成立する
と考えてよい。
は半導体レーザ共振器の長さで制限され無限に長くなる
事はない。その意味で前記＋４１ 、 （５１、（ｒ、
）式は厳密には成り立たないが、実際の半導体レーザの
共振器長は光の波長ｌこくらへて十分長いので、前記（
４１’、 （５１、［６１式は十分良い近似で成立する
と考えてよい。
以上の説明では簡単のためにΔｎ （ｘ）＝□□□（ｆ
（ｘ））のｆ （Ｘｉの関数形さしては前記（３）式
の従な２次関数を例にきったが、ｆ（ｘ）の関数形は何
らこれに限定される必要はないのであってＸの１次関数
以夕１の関数であって、かつ半導体レーザの共ｖ：Ｊ器
長の範囲内で周期性を示さない関数であればどんなｒＪ
Ａ数形でも良い。
（ｘ））のｆ （Ｘｉの関数形さしては前記（３）式
の従な２次関数を例にきったが、ｆ（ｘ）の関数形は何
らこれに限定される必要はないのであってＸの１次関数
以夕１の関数であって、かつ半導体レーザの共ｖ：Ｊ器
長の範囲内で周期性を示さない関数であればどんなｒＪ
Ａ数形でも良い。
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する〇
第７図は本発明ｌこよる半導体レーザの１つの好才しい
実施例を一部を切り欠いて示した図である。
実施例を一部を切り欠いて示した図である。
第７図１こおいて７Ｇはｎ型ＩｎＰ基板、７３はｎ型■
口Ｐ層、 ７’ｉ／ｚ７２はそれぞれｎ氾およびｐ型１
ｎＯ７０ａｏ３Ａｓｏ、ｒ＋Ｐｏ４ クラッド層、７０
はＩｎｏ６Ｇａｏ、ａＡ、ｇｏ、５ａＰｏ、＋４ 活性
Ｗｉ１７４はｐ型ＩｎＰ層、７４１はｐ ＵＳ、 Ｉ
ｏ ｏ、 ６０ ａ ａ ＜Ａ１０．８６ＰＯ，＋４
キャップ層、７９は８ｉ０−絶舒膜、７８はオーミック
接帥用Ｃｄ拡散部、７７と７９１はそれぞれＡｕ Ｚ
ｎおよびＡｕ０ｅ−Ｎｉ電極である。７５はクラッド層
７１とｎ５１ Ｉ ｎ Ｐ Ｎｉ ７３ の境界面に
形成された非周期的ｌζビ・ソチが変化し、ているコル
ゲート状非周期構造の回折格子である。
口Ｐ層、 ７’ｉ／ｚ７２はそれぞれｎ氾およびｐ型１
ｎＯ７０ａｏ３Ａｓｏ、ｒ＋Ｐｏ４ クラッド層、７０
はＩｎｏ６Ｇａｏ、ａＡ、ｇｏ、５ａＰｏ、＋４ 活性
Ｗｉ１７４はｐ型ＩｎＰ層、７４１はｐ ＵＳ、 Ｉ
ｏ ｏ、 ６０ ａ ａ ＜Ａ１０．８６ＰＯ，＋４
キャップ層、７９は８ｉ０−絶舒膜、７８はオーミック
接帥用Ｃｄ拡散部、７７と７９１はそれぞれＡｕ Ｚ
ｎおよびＡｕ０ｅ−Ｎｉ電極である。７５はクラッド層
７１とｎ５１ Ｉ ｎ Ｐ Ｎｉ ７３ の境界面に
形成された非周期的ｌζビ・ソチが変化し、ているコル
ゲート状非周期構造の回折格子である。
第７図に示す構造の半導体レーザは第８図に示す様な工
程によって作る事が出来る。
程によって作る事が出来る。
ハを作る。次にその上に第８図（ｂ）に示す様に電子線
又は深紫外光に感度をもつレジス） Ｐ＆８１２をスピ
ナーコートし焼きしめ処理を行−゛う０次に第８図（Ｃ
）に示す様に電子線８１３による直接描画によるか、第
８図（ｄ）に示す様にフォトマスク８２と深紫外光８１
４によるかのいずれかの方法によってレジスト膜８１２
の上に、第６図に示す様なコルゲート状非周期構造の回
す１柘子パターンを形成する。但し第６図において６０
．６１＋ ６２１・・・・・・、は第５図に示した非周
期的にピッチか変化する回折格子のパターンにそれぞれ
対応寸−る０ｔ５８図（ｃ）に示した電子線直接描画の
場合は電子線８１３が第５図に示したパターンを直接、
レジスト膜８１２上に技術による場合はフォトマスク８
２に第５図に対応するパターンが形成されている。第８
図ｃｃ）又は第８図（ψの工程が終了後、現像処理を行
なう事により第８図（ｅ）に示す様に第５図のパターン
に対応したパターンのレジスト膜８１５がウェハ上に残
りこれを稀塩酸でエツチングして第８図（ｆ）に示す様
なウェハが得られる。
又は深紫外光に感度をもつレジス） Ｐ＆８１２をスピ
ナーコートし焼きしめ処理を行−゛う０次に第８図（Ｃ
）に示す様に電子線８１３による直接描画によるか、第
８図（ｄ）に示す様にフォトマスク８２と深紫外光８１
４によるかのいずれかの方法によってレジスト膜８１２
の上に、第６図に示す様なコルゲート状非周期構造の回
す１柘子パターンを形成する。但し第６図において６０
．６１＋ ６２１・・・・・・、は第５図に示した非周
期的にピッチか変化する回折格子のパターンにそれぞれ
対応寸−る０ｔ５８図（ｃ）に示した電子線直接描画の
場合は電子線８１３が第５図に示したパターンを直接、
レジスト膜８１２上に技術による場合はフォトマスク８
２に第５図に対応するパターンが形成されている。第８
図ｃｃ）又は第８図（ψの工程が終了後、現像処理を行
なう事により第８図（ｅ）に示す様に第５図のパターン
に対応したパターンのレジスト膜８１５がウェハ上に残
りこれを稀塩酸でエツチングして第８図（ｆ）に示す様
なウェハが得られる。
この上に、液相エピタキシャル成長によって順次ｎ型Ｉ
ｎ ｏ、７Ｇａ ｏ、１Ａｓｏ６Ｐｏ、４クラッド層
８３、Ｉｎｏ、ｅＧａｏ、４Ａｓｏ、５６Ｐｏ目活性層
８４１ ｐ型Ｉｎｏ、７Ｇａｏ、ＩＡｓｏ、ｇＰｏ４ク
ラッド層８５、ｐ型ＩｎＰ層８６）ｐ型Ｉｎｏ、ｓ＋０
ａｏ４Ａｓｏ、ｇｓＰｏ、＋ ４キャップ層８６１を成
長しく第８図（ｇ））更にＳｉＯ窟絶縁膜８６２をつけ
Ｃｄ拡散（第８図１こ示してない）した後にＡｕ−Ｚｒ
＋！！極８７、Ａ ＋１−Ｏｅ −Ｎ ｉ電極８８をフ
ける事によって第８図（ｈ）に示す様なウェハが得られ
る。これを第５図のＬの→ノーイズにへき開する事ｌこ
よっ４１７図に示す様な半導体レーザが得られる。
ｎ ｏ、７Ｇａ ｏ、１Ａｓｏ６Ｐｏ、４クラッド層
８３、Ｉｎｏ、ｅＧａｏ、４Ａｓｏ、５６Ｐｏ目活性層
８４１ ｐ型Ｉｎｏ、７Ｇａｏ、ＩＡｓｏ、ｇＰｏ４ク
ラッド層８５、ｐ型ＩｎＰ層８６）ｐ型Ｉｎｏ、ｓ＋０
ａｏ４Ａｓｏ、ｇｓＰｏ、＋ ４キャップ層８６１を成
長しく第８図（ｇ））更にＳｉＯ窟絶縁膜８６２をつけ
Ｃｄ拡散（第８図１こ示してない）した後にＡｕ−Ｚｒ
＋！！極８７、Ａ ＋１−Ｏｅ −Ｎ ｉ電極８８をフ
ける事によって第８図（ｈ）に示す様なウェハが得られ
る。これを第５図のＬの→ノーイズにへき開する事ｌこ
よっ４１７図に示す様な半導体レーザが得られる。
第９図は本発明の他の実施例を一部を切り欠いて示した
図である。第９図において９６はｎ型Ｉ ｎ Ｐ Ｌ板
、９３はｎ型Ｉ ｎ Ｐ Ｈｚ ９１と９２はそれぞれ
ｎ型およびｐ型Ｉ ｎ ｏ、 ７ Ｇ ａ ｏ、 ３
Ａ ｓ ｏ、 ６ Ｐ （１４クラッド層、９０はＩｎ
ｏ、６０ａｏ、４Ａｓｏ、ｇｓＰｏ、＋４活性層、９４
はｐ型１ｎＰＭ、９４１はｐ型Ｉ ｎ ６．６Ｇａｏ、
４ｋｓｏ８６Ｐｏ、＋ａ キャップ層、９９は５ｉｆ
ｔ絶縁膜、９９１はオーミック接触用Ｃｄ拡散部、９８
と９７はそれぞれＡｕ−ＺｎおよびＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電
極である。第７図の実施例との相違は回折格子９５が半
導体レーザの発光部全域にわたっているのではなく、点
線９９２で囲まれた発光部の外側にある事である０即ち
第７図の実施例はＤＦＢ半導体レーザであり、第９図の
半導体レーザはＤＩＩＲ半導体レーザである。第９図の
半導体レーザも第８図に示した１糧によって製造する事
が出来る。
図である。第９図において９６はｎ型Ｉ ｎ Ｐ Ｌ板
、９３はｎ型Ｉ ｎ Ｐ Ｈｚ ９１と９２はそれぞれ
ｎ型およびｐ型Ｉ ｎ ｏ、 ７ Ｇ ａ ｏ、 ３
Ａ ｓ ｏ、 ６ Ｐ （１４クラッド層、９０はＩｎ
ｏ、６０ａｏ、４Ａｓｏ、ｇｓＰｏ、＋４活性層、９４
はｐ型１ｎＰＭ、９４１はｐ型Ｉ ｎ ６．６Ｇａｏ、
４ｋｓｏ８６Ｐｏ、＋ａ キャップ層、９９は５ｉｆ
ｔ絶縁膜、９９１はオーミック接触用Ｃｄ拡散部、９８
と９７はそれぞれＡｕ−ＺｎおよびＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電
極である。第７図の実施例との相違は回折格子９５が半
導体レーザの発光部全域にわたっているのではなく、点
線９９２で囲まれた発光部の外側にある事である０即ち
第７図の実施例はＤＦＢ半導体レーザであり、第９図の
半導体レーザはＤＩＩＲ半導体レーザである。第９図の
半導体レーザも第８図に示した１糧によって製造する事
が出来る。
以上、本発明について２つの実施例を用いて説明したが
本発明は前記２つの実施例に伺ら限定される事なく、特
に半導体レーザ材料と半導体レーザのモードＩｉｉ制御
構造および電流制限構造に関しては何ら限定されるもの
でない事を付加えておく。
本発明は前記２つの実施例に伺ら限定される事なく、特
に半導体レーザ材料と半導体レーザのモードＩｉｉ制御
構造および電流制限構造に関しては何ら限定されるもの
でない事を付加えておく。
第１図は典型的なモード１１１Ｉ御された半導体レーザ
の発振スペクトル１０と利？６分布１００を示す図。 ＠２図は高周波重畳変調された引へ導体レーザの発振ス
ペクトル２０．２１ 、２２．２３．２４と利得分布２
００を示す図。 第３図は本発明による半導体レーザの発振スペクトル３
１と利得分布３０を示す図。 ｍ４図はｌｌＡ数△ｔｔ（ｘ）＝ａｌ１８（ｋｎ Ｘ十
ｋｌ Ｘ２）の空間周波数スペクトルを示す図。 第５図は非周期的にピッチが変化する回折格子の形状を
示す図〇 第６図は第８図に示す製造工程において使用される電子
線描画又はフｒ ｌ’マスクのパターンを示す図０ 第７図と第９図は本発明による半導体レーザを１部を切
り欠いて示した斜視図で、 ７６と９６はＩｎＰ基板 ７３と９３はｎ型ＩｎＰＭ ７０と９０は１ ｎ （Ｊ ａ Ａ、 ｓ Ｐ活性層７
１と７２と９１と９２ｆｊＩｎ（］ａＡｓＰクラッド層
７４と９４はｐｆｆｉＩｎＰＮ ７４１と９４１はｐ ｍ Ｉ ｎ （Ｊ ａ Ａ ｓ
Ｐギャップ層７９と９９はＳ ｉ Ｏ＊絶縁膜 ７８と９９１はＣｄ拡散部 ７７と９８はＡ ｕ −Ｚ ｎ Ｅ極 ７９１と９７はＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電極 である。 第８図は本発明による半導体レーザの製造工程を示］゛
図である０ 牙 ｌ ロ 第２口 オ ３ 図 一部１ 人。−△入 λθ 人。＋Ａ入 入′：３＋
５ 図 オ６ 圓 ７７ 口 （ｃＬ） （Ｃ） （す ＆ぢ ８ 圓 （Ｊ） （ｄ） （ｆ）
の発振スペクトル１０と利？６分布１００を示す図。 ＠２図は高周波重畳変調された引へ導体レーザの発振ス
ペクトル２０．２１ 、２２．２３．２４と利得分布２
００を示す図。 第３図は本発明による半導体レーザの発振スペクトル３
１と利得分布３０を示す図。 ｍ４図はｌｌＡ数△ｔｔ（ｘ）＝ａｌ１８（ｋｎ Ｘ十
ｋｌ Ｘ２）の空間周波数スペクトルを示す図。 第５図は非周期的にピッチが変化する回折格子の形状を
示す図〇 第６図は第８図に示す製造工程において使用される電子
線描画又はフｒ ｌ’マスクのパターンを示す図０ 第７図と第９図は本発明による半導体レーザを１部を切
り欠いて示した斜視図で、 ７６と９６はＩｎＰ基板 ７３と９３はｎ型ＩｎＰＭ ７０と９０は１ ｎ （Ｊ ａ Ａ、 ｓ Ｐ活性層７
１と７２と９１と９２ｆｊＩｎ（］ａＡｓＰクラッド層
７４と９４はｐｆｆｉＩｎＰＮ ７４１と９４１はｐ ｍ Ｉ ｎ （Ｊ ａ Ａ ｓ
Ｐギャップ層７９と９９はＳ ｉ Ｏ＊絶縁膜 ７８と９９１はＣｄ拡散部 ７７と９８はＡ ｕ −Ｚ ｎ Ｅ極 ７９１と９７はＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電極 である。 第８図は本発明による半導体レーザの製造工程を示］゛
図である０ 牙 ｌ ロ 第２口 オ ３ 図 一部１ 人。−△入 λθ 人。＋Ａ入 入′：３＋
５ 図 オ６ 圓 ７７ 口 （ｃＬ） （Ｃ） （す ＆ぢ ８ 圓 （Ｊ） （ｄ） （ｆ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、活性層を含む多層構造を具備する半導体レーザにお
いて、非周期的にピッチが変化している回折格子を分布
帰還手段として有する事を特徴とする半導体レーザ。 λ 非周期的にピッチが変化しているコルゲート構造回
折格子を活性層、クラッド層、導波路層、基板側第１成
長層の任意の２つの層の間の境界面３、非周期的にピッ
チが変化しているコルゲート構造回折格子を活性層、ク
ラッド層、導波路層、基板側第１成長層の任意の２つの
層の間の境界面
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127934A JPS5918692A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127934A JPS5918692A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918692A true JPS5918692A (ja) | 1984-01-31 |
| JPH0377678B2 JPH0377678B2 (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=14972244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127934A Granted JPS5918692A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918692A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003283049A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-10-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2004503923A (ja) * | 2000-07-10 | 2004-02-05 | コーポレーション フォー レーザー オプティックス リサーチ | 帯域幅強調によるスペックル低減のためのシステム及び方法 |
| JP2009054795A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Yokohama National Univ | 半導体レーザ |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP57127934A patent/JPS5918692A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PROCEEDING OF SPIE GUIDED-WAVE OPTICAL AND SURFACE ACOUSTIC WAVE DEVICES SYSTEMS AND APPLICATIONS=1980 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503923A (ja) * | 2000-07-10 | 2004-02-05 | コーポレーション フォー レーザー オプティックス リサーチ | 帯域幅強調によるスペックル低減のためのシステム及び方法 |
| JP2003283049A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-10-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2009054795A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Yokohama National Univ | 半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377678B2 (ja) | 1991-12-11 |
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