JPS59197184A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

Info

Publication number
JPS59197184A
JPS59197184A JP58072385A JP7238583A JPS59197184A JP S59197184 A JPS59197184 A JP S59197184A JP 58072385 A JP58072385 A JP 58072385A JP 7238583 A JP7238583 A JP 7238583A JP S59197184 A JPS59197184 A JP S59197184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
optical fiber
parts
resonator
substrate
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
Application number
JP58072385A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Odagiri
小田切 雄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58072385A priority Critical patent/JPS59197184A/ja
Publication of JPS59197184A publication Critical patent/JPS59197184A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4292Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • H01S5/02326Arrangements for relative positioning of laser diodes and optical components, e.g. grooves in the mount to fix optical fibres or lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H01S5/0202Cleaving
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0207Substrates having a special shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02251Out-coupling of light using optical fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光ファイバと光学的に結合しやすく且つ光ファ
イバの先端部を固定できるような半導体レーザの構造に
関する。
半導体レーザを光源とし、光ファイバを伝送路とする光
通信方式は、通信容量、経済性等で既存の通信方式より
優れたものとなる可能性があり、新しい通信方式として
各方面から注目されている。
この光通信方式においては、必要に応じて送る情報を電
気信号から光、信号に、あるいは光信号から電気信号に
変換しているが、光信号が増幅、記憶、4論理演算等の
信号処理にそのまま使われる場合は比較的少ない。もし
、光を直接記憶や論理演算等の信号処理に用いることが
できれば、光通信システムの機能の多様化にとって極め
て有効と思われる。この場合に基本的で且つ重要な問題
の一つに光ファイバと半導体レーザの結合が掲げられる
。この結合回路は大別するとレンズ方式と光フアイバ先
端加工方式の二つのタイプに分類される。
前者のレンズ方式は、光ファイバと半導体レーザの間に
置いたレンズの相対位置により像倍率を変化させる方式
である。他方、後者の光フアイバ先端加工方式は、光フ
ァイバの先端をピラミッド状先球状等にして半導体レー
ザの共振器面の活性領域に近接させる方式である。この
方式は、半導体レーザと光ファイバとの結合効率がレン
ズ方式よりも優れており、光ファイバが単一モード7ア
イパの場合でも60チ以上の効率が得られる。
しかしながら、半導体レーザと光ファイバの相対位置の
トレランスが厳しいために、この方式では周囲温度の変
化による結合効率の増減が大きい。
したがって、半導体レーザと光ファイバを光学的に結合
させる結合回路としては、信頼性の面からトレランスの
緩いレンズ方式が主として用いられている。他方、シス
テムの面から見ると、結合効率が高いことは、伝送距離
を延ばすことができまた最小受信レベルに対してマージ
ンを大きく取れるので、システム全体の信頼性の向上に
つながる。そこで、光フアイバ先端加工方式で信頼性の
高い半導体レーザそジ具−ルを実現するには、周囲温度
の変化に対して光フアイバ先端部と半導体レーザの活性
領域との相対位置のずれを少なくするような対策を講す
る必要がある。
本発明の目的は上記の欠点を除いて、光フアイバ先端部
を容易に実装できるような半導体レーザを提供すること
にある。
本発明による半導体レーザの構成は、レーザ発振する活
性領域を備え、少なくとも一方のレーザ光出射端部に共
振器軸の方向に沿って形成された断面形状が凹状の溝を
有し、その溝の中心軸が共振器軸とほぼ平行にあり、溝
が共振器軸にほぼ垂直な面を持ち、その面が対向する面
と共振器を構成することに特徴がある。
この発明においては、半導体レーザの活性領域に近い側
の例えばp側電極面に、フォトリソグラフィック技術等
を用いて、p側電極側から見たときの中心軸が共振器軸
とはぼ一致するような溝を半導体レーザの少なくとも一
方の端面に構成させる。この場合、溝の断面形状はエツ
チング液等iの選択により、U字形、■字形2台形等任
意に形成される。この溝形成に際して溝の幅は、光フア
イバ先端部がその溝上に固定でき、しかも光ファイバの
中心軸が半導体レーザの活性領域にほぼ一致する等の条
件を満足するような大きさである必要がある。光7アイ
パの先端が先球状あるいはピラミッド状のように丸みを
有していれば、溝に固定された光フアイバ先端部と半導
体レーザを効率よく光学的に結合させることができる。
即ち、光ファイバからの光信号を半導体レーザの活性領
域に外部注入することも、半導体レーザからの光信号を
光ファイバに結合させることも高効率に実現できる0光
フアイバの固定方法に関して従来の例では、光フアイバ
先端部を直接固定することが難しかったので、光フアイ
バ先端部から数ミリメートルも離れた光ファイバの側面
を半田や接着材等で固定していた。これに対して、本発
明の場合には先端部が溝上に固定されているので、周囲
温度の変化による半導体レーザと光フアイバ先端部との
相対位置が変ることはほとんどない。以上により信頼性
の高い半導体レーザモジュールが実現できる。
次に実施例を用いてこの発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の実施例である半導体レーザの斜視図を
表わす。
第2図は本発明の実施例の半導体レーザを用いた半導体
レーザモジュールの平面図、第3図ta+〜(0)は本
発明の実施例の半導体レーザの製造方法を!示す斜視図
である。まず、第3図(JLIにおいて、n−InP奉
板(100)面に半導体層を積層させて製作された半導
体レーザウェハ101のp側電極面102にサイドエツ
チングされないSi 3N4膜103をCVD(ケミカ
ル・ベイパー・ディポジション)蒸着する。続いてフォ
トリソグラフィック技術によりH型のパターン105を
その中心軸201が共振器軸202とほぼ一致するよう
に活性領域106直上のストライプ107周辺部へ形成
し、H形のパターン105部分のSi3N4膜103を
プラズマエツチングあるいは酸系の溶液で除去し、また
p側電極も酸系の溶液で除去する。第3図(alにおけ
るH形パターン105の大きさは長さがAが130μm
、長さBが50μm。
長さCが100 p m 、長さDが30μm、長さE
が100 pmのものである。第3図(blにおいて、
InPエツチング液として10チヨウ素酸を用いてIn
Pを選択エツチングする。このエツチング液は<10 
o)方向へのエツチング速度が<111>方向の場合よ
りも数十倍早い。そのためエツチング時間の大小に応じ
て逆メサ台形の断面形状をした溝を形成することができ
る0この場合にエツチングされる角度θ′は54.74
゜である。H形のパターン105の場合には、ストライ
プ107のある部分が一部を除いてエツチングされない
ため、三角柱の部分108が半導体レーザウェハ101
に出来た溝109上に乗った状態となる。
第3図(0)において、その半導体レーザウェハ101
をエチルアルコール溶液に入れて超音波洗浄すると、三
角柱の部分108が振動のために折れて完全の半導体レ
ーザ301を得る。この2個の溝109には、第2図に
示すように光フアイバ先端部112が臂開面111に近
接して固定されている。この場合に光ファイバ113は
、その中心軸203が共振器軸202とほぼ一致するよ
うKその外径が選ばれる。
本発明の実施例では、溝109の断面形状が逆メサ台形
となるため、光ファイバ113の側面が溝109の底部
と溝109の最小幅の2箇所の計3箇所で接するように
、光ファイバ113の外径を10≠m、溝109の深さ
を52μmになるようKした。また、光フアイバ先端部
112はその先端がエツチングと放電加工によって先球
面114になっている。このときの曲率半径は5μmで
あった。光ファイバ113は単一モードファイバでカッ
トオフ波長が1.1μm、コア径が10μmである。半
導体レーザ301の発振波長は1.3μmであった。本
発明では、溝109で光ファイバ113の先端部112
を固定できるので、周囲温度の変化に対して半導体レー
ザ301と光フアイバ先端部112との相対位置がずれ
ることは殆んどなり、シたがって結合効率の周囲温度の
変化で増減することがなかった。これKより信頼性が高
くしかも高結合効率な半導体レーザモジュールとなる半
導体レーザを実現できた。
なお、上記実施例においては、n−InP基板の代りに
p−InP基板を用いてもよい。この場合にはn側電極
をエツチングすることになる。本実施例では発振波長1
.3μm帯のものを用いたが、他の波長帯のものでもよ
く、また半導体レーザ301の構造は任意のものでも適
用できる。例えば、電極面を共振器軸の方向に沿りて多
分割したような、例えばタンデム電極構造の半導体レー
ザや、半導体レーザとフォトダイオードの組み合わせの
場合や、またそれらをアレイ化した場合にも同様である
多分割した半導体レーザの場合には一方の光ファイバか
らの光信号を半導体レーザに光注入し、信号処理されこ
のち、他方の光ファイバへ情報を伝達することが可能で
ある。信号処理としては、光増幅、光記憶、光演算等が
考えられる。半導体レーザとフォトダイオードの組み合
わせの場合には、一方の光ファイバからの光信号をフォ
トダイオードで受光し、光電流に変換されたのち、その
光電流を隣接する半導体レーザに印加することにより、
レーザ発振を起こさせて、他方の光ファイバで外部に情
報を伝達させることができる。また以上の実施例では溝
が2個の場合について説明したが、通常の半導体レーザ
モジュールのように、溝が1個の場合でもよい。この場
合には半導体レーザからの光信号を近接する光ファイバ
に結合伝達させることができる。
実施例においては、断面形状が逆メサ台形の溝109を
形成した場合について説明したが、溝109の断面形状
は必ずしも逆メサ台形である必要はない。7字形やU字
形2台形等の溝であってもよい。
U牢屋の溝の場合には、選択性のないエツチング液を用
いることによって形成される。このとき共振器軸202
に垂直な面110にはきれいな臂開面111が得られる
。したがって、臂開面111の形成は本実施例のような
H形のパターン105の代りに長方形のパターンを用い
ても化学エツチングで実現可能である。以上の実施例で
は湿式のエツチングで溝109を形成させたが、乾式の
例えばイオンエツチングやドライエツチング等を用いて
もよい。
但し、これらの方法ではエツチング速度が極めて遅い。
時間的に見ると湿式の方が有利であるがサイドエツチン
グの問題が生じないため高精度の要求される溝の形成に
は乾式がよい。また実施例では光ファイバ113の先端
部112を先球面114に加工したが、非球面等任意の
形状にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である半導体レーザの斜視図、
第2図は本発明の半導体レーザを用いた半導体レーザモ
ジュールの平面図、第3図ta+〜(0)は第1図に示
した実施例の半導体レーザの製造方法を示すための斜視
図である。 図において、101・・・・・・半導体レーザウェハ、
102・・・・・・p側電極面、103・・・・・・5
iBNa膜、105・・・・・・H形パターン、106
・・・・・・活性領域、107・・・・・・ストライブ
、108・・・・・・三角柱のある部分、109・・・
・・・溝、110・・・・・・垂直な面、111・・・
・・・臂開面、112・・・・・・光フアイバ先端部、
113−・・・・・・・・光ファイバ、114・・・・
・・先球面、201・・・・・・H形パターンの中心軸
、202・・・・・・共振器軸、203・・・・・・光
ファイバの中心軸、301・・・・・・半導体レーザ、
をそれぞれあられす。 第  j  図 第  2 図 1/4L     j(// (a〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. l レーザ発振する活性領域を備え、少な(とも一方の
    レーザ光出射端部に共振器軸の方向に沿って形成された
    断面形状が凹状の溝を有し、前記溝の中心軸が前記共振
    器軸とほぼ平行にあり、前記溝が前記共振器軸にほぼ垂
    直な面を有し、且つ当該面が対向する面と共振器を構成
    することを特徴とする半導体レーザ。
JP58072385A 1983-04-25 1983-04-25 半導体レ−ザ Pending JPS59197184A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58072385A JPS59197184A (ja) 1983-04-25 1983-04-25 半導体レ−ザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58072385A JPS59197184A (ja) 1983-04-25 1983-04-25 半導体レ−ザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59197184A true JPS59197184A (ja) 1984-11-08

Family

ID=13487759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58072385A Pending JPS59197184A (ja) 1983-04-25 1983-04-25 半導体レ−ザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59197184A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6396609A (ja) * 1986-10-14 1988-04-27 Nec Corp 光接続回路
EP0331332A2 (en) * 1988-03-03 1989-09-06 AT&T Corp. Device including a component in alignment with a substrate-supported waveguide
EP0361153A2 (de) * 1988-09-29 1990-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Koppeln einer optischen Faser an ein Koppelfenster eines planar integriert optischen Bauteils und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung
US4969704A (en) * 1987-05-22 1990-11-13 British Telecommunications Public Limited Company Positioning device and a hermetically sealed package formed therefrom
EP0420027A2 (de) * 1989-09-29 1991-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Koppelanordnung zum optischen Koppeln einer Faser mit einem auf einem Substrat integrierten planaren optischen Wellenleiter
FR2659148A1 (fr) * 1990-03-01 1991-09-06 Commissariat Energie Atomique Procede de connexion entre une fibre optique et un microguide optique.
JPH03285381A (ja) * 1990-04-02 1991-12-16 Sharp Corp 半導体レーザ素子の製造方法
US5280550A (en) * 1991-06-26 1994-01-18 Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. Method of coupling an optical fiber to an optoelectronic component and connector devices obtained thereby
WO1995004296A1 (de) * 1993-07-27 1995-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines silizium-halbleitersubstrats mit integriertem wellenleiter und daran angekoppelter optischer faser
WO1995006270A1 (en) * 1993-08-23 1995-03-02 Alliedsignal Inc. Polymer microstructures which facilitate fiber optic to waveguide coupling
US5570385A (en) * 1991-11-07 1996-10-29 Goldstar Co., Ltd. Semiconductor laser and method for manufacturing the same
EP1134599A1 (de) * 2000-03-17 2001-09-19 Alcatel Integrierte Justagestruktur für auf optisches Modul auszurichtende Glasfaser
WO2022171447A1 (de) * 2021-02-15 2022-08-18 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum herstellen einer mehrzahl von halbleiterlasern und halbleiterlaser

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0567203B2 (ja) * 1986-10-14 1993-09-24 Nippon Electric Co
JPS6396609A (ja) * 1986-10-14 1988-04-27 Nec Corp 光接続回路
US4969704A (en) * 1987-05-22 1990-11-13 British Telecommunications Public Limited Company Positioning device and a hermetically sealed package formed therefrom
EP0331332A2 (en) * 1988-03-03 1989-09-06 AT&T Corp. Device including a component in alignment with a substrate-supported waveguide
EP0361153A2 (de) * 1988-09-29 1990-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Koppeln einer optischen Faser an ein Koppelfenster eines planar integriert optischen Bauteils und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung
EP0420027A2 (de) * 1989-09-29 1991-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Koppelanordnung zum optischen Koppeln einer Faser mit einem auf einem Substrat integrierten planaren optischen Wellenleiter
US5239601A (en) * 1990-03-01 1993-08-24 Commissariat A L'energie Atomique Connection process between an optical fibre and an optical microguide
FR2659148A1 (fr) * 1990-03-01 1991-09-06 Commissariat Energie Atomique Procede de connexion entre une fibre optique et un microguide optique.
JPH03285381A (ja) * 1990-04-02 1991-12-16 Sharp Corp 半導体レーザ素子の製造方法
US5280550A (en) * 1991-06-26 1994-01-18 Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. Method of coupling an optical fiber to an optoelectronic component and connector devices obtained thereby
CH685174A5 (fr) * 1991-06-26 1995-04-13 Suisse Electronique Microtech Procédé pour coupler une fibre optique à un composant optoélectronique et dispositifs de raccordement obtenus.
US5570385A (en) * 1991-11-07 1996-10-29 Goldstar Co., Ltd. Semiconductor laser and method for manufacturing the same
WO1995004296A1 (de) * 1993-07-27 1995-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines silizium-halbleitersubstrats mit integriertem wellenleiter und daran angekoppelter optischer faser
US5700382A (en) * 1993-07-27 1997-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Method for fabricating a silicon semiconductor substrate having an integrated waveguide and an optical fiber coupled thereto
WO1995006270A1 (en) * 1993-08-23 1995-03-02 Alliedsignal Inc. Polymer microstructures which facilitate fiber optic to waveguide coupling
EP1134599A1 (de) * 2000-03-17 2001-09-19 Alcatel Integrierte Justagestruktur für auf optisches Modul auszurichtende Glasfaser
WO2022171447A1 (de) * 2021-02-15 2022-08-18 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum herstellen einer mehrzahl von halbleiterlasern und halbleiterlaser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4658403A (en) Optical element in semiconductor laser device having a diffraction grating and improved resonance characteristics
US6316281B1 (en) Method for fabricating a hybrid optical integrated circuit employing SOI optical waveguide
KR0179988B1 (ko) 비대칭 광 비임을 가진 디바이스에 광섬유를 결합시키는 집적형 광 패키지
JPS59197184A (ja) 半導体レ−ザ
JPH10282364A (ja) 光学デバイスの組立体
JP2001004877A (ja) 光導波路、光モジュールおよび光システム
JPH11211942A (ja) 面型光デバイス及び光ファイバとの光結合方法
EP0649038B1 (en) Optical waveguide mirror
JPH1184183A (ja) 光モジュール
JP3223930B2 (ja) 光デバイス
US4986661A (en) Solid state fiber optic semiconductor ring laser apparatus
JPH06230237A (ja) 光回路
JPS63164386A (ja) 半導体レ−ザ
JPS61296785A (ja) 半導体レ−ザアレイ装置
JP3239933B2 (ja) 半導体光デバイス、該半導体光デバイスの製造方法、および該半導体光デバイスの実装構造
JP3302839B2 (ja) 光通信用ユニット
JPS61272987A (ja) 半導体レ−ザ素子
JPH04264409A (ja) 光学結合回路
CN114114533B (zh) 一种三维光波导调制结构及其制备方法
JPS62247209A (ja) 光ジヤイロスコ−プ
JPH0449273B2 (ja)
JP2008002954A (ja) 光ジャイロ
JPH02257110A (ja) 光ファイバ・光導波路接続構造
JPS5910597B2 (ja) 半導体レ−ザアレイ及びその製造方法
JPS6360585A (ja) 半導体レ−ザ素子