JPS60149183A - 分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還形半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS60149183A JPS60149183A JP59004721A JP472184A JPS60149183A JP S60149183 A JPS60149183 A JP S60149183A JP 59004721 A JP59004721 A JP 59004721A JP 472184 A JP472184 A JP 472184A JP S60149183 A JPS60149183 A JP S60149183A
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- Japan
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-
- 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
-
- 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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
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、分布帰還形半導体レーザ（以下「ＤＦＢレー
ザ」と略す）の改善に関するものである。
ザ」と略す）の改善に関するものである。
（従来技術）
ＤＦＢレーザは、単一波長動作が可能な高性能光源とし
て、低損失光ファイバ通信への応用などの目的で開発が
進められている。第１図は従来のＤＦＢレーザの一例で
あり、光が進行する方向に沿う断面図である。同図はＩ
ｎＰを基板としてこれと格子整合のとれるＩｎＧａＡｓ
Ｐ系拐料を例にと利料もので、ｎ形１ｎＰ基板１の上に
ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２、ＩｎＧａＡｓＰ発光層
３、Ｐ形１ｎＧａＡｓＰバッファ層４、ｐ形１ｎＰクラ
ッド層５、およびｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７が積
層され、電極８，９がキャップ層７と基板１の面上に配
置された構成となっている。光の進行方向に沿って周期
的な凹凸１０が導波路層２に形成されており、発光層３
に電流を注入することによってレーザ発振が得られる。
て、低損失光ファイバ通信への応用などの目的で開発が
進められている。第１図は従来のＤＦＢレーザの一例で
あり、光が進行する方向に沿う断面図である。同図はＩ
ｎＰを基板としてこれと格子整合のとれるＩｎＧａＡｓ
Ｐ系拐料を例にと利料もので、ｎ形１ｎＰ基板１の上に
ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２、ＩｎＧａＡｓＰ発光層
３、Ｐ形１ｎＧａＡｓＰバッファ層４、ｐ形１ｎＰクラ
ッド層５、およびｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７が積
層され、電極８，９がキャップ層７と基板１の面上に配
置された構成となっている。光の進行方向に沿って周期
的な凹凸１０が導波路層２に形成されており、発光層３
に電流を注入することによってレーザ発振が得られる。
発光層３が存在するレーザ領域（長さＡｄ）の一方の延
長上に、ｐ形１ｎＰ ５およびｎ形’ＩｎＰ ６から成
る窓領域（長さ’ｗ ）が設けられている。この窓領域
は導波機能を有しないため、両端面の反射によるファプ
リーベローモードの発振は著しく制限され、発光層３の
存在するレーザ発振領域で窓領域がない左端では約３０
チの反射があり、一方窓領域がある右端では極めて小さ
な反射率の非対称構造となっているので、周期的な凹凸
１０によるｂＦＢモードのみが低い発振閾値とな一層、
単一波長発振が起こり易い。
長上に、ｐ形１ｎＰ ５およびｎ形’ＩｎＰ ６から成
る窓領域（長さ’ｗ ）が設けられている。この窓領域
は導波機能を有しないため、両端面の反射によるファプ
リーベローモードの発振は著しく制限され、発光層３の
存在するレーザ発振領域で窓領域がない左端では約３０
チの反射があり、一方窓領域がある右端では極めて小さ
な反射率の非対称構造となっているので、周期的な凹凸
１０によるｂＦＢモードのみが低い発振閾値とな一層、
単一波長発振が起こり易い。
一方、このような窓構造ＤＦＢレーザでは出射される光
出力も非対称となる。窓領域からの出力をＰＷ％窓領域
と対向する端面からの出力をＰＭとすると、ＰＷおよび
ＰＭと注入電流との関係（入出力特性）は通常第２図の
破線のようになる。すなわち、窓領域からの出力Ｐｗの
方が大きい。しかるに、第１図の従来例では窓領域は単
にファプリーペローモードを抑圧するために配置されて
いるので、窓領域の長さｔｗは、数１０〜数１００μｍ
と長い。
出力も非対称となる。窓領域からの出力をＰＷ％窓領域
と対向する端面からの出力をＰＭとすると、ＰＷおよび
ＰＭと注入電流との関係（入出力特性）は通常第２図の
破線のようになる。すなわち、窓領域からの出力Ｐｗの
方が大きい。しかるに、第１図の従来例では窓領域は単
にファプリーペローモードを抑圧するために配置されて
いるので、窓領域の長さｔｗは、数１０〜数１００μｍ
と長い。
そのため、窓領域内で出射光が破線で示したように電極
８，９で反射され、窓領域からの出力Ｐｗの出射パター
ンは乱れたものとなり、ＰＷを出力として利用すること
が難しく、専らＰＭが出力として用いられてきた。従っ
て、利用される出力の効率が低いという欠点があった。
８，９で反射され、窓領域からの出力Ｐｗの出射パター
ンは乱れたものとなり、ＰＷを出力として利用すること
が難しく、専らＰＭが出力として用いられてきた。従っ
て、利用される出力の効率が低いという欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、上述のような従来の窓構造レーザの欠点を解
決するために々されたもので、出力効率の向上と発振し
きい値電流の低減化を実現し得る分布帰還形半導体レー
ザを提供するものである。
決するために々されたもので、出力効率の向上と発振し
きい値電流の低減化を実現し得る分布帰還形半導体レー
ザを提供するものである。
（発明の構成）
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の１つの実施例を示したものであり、窓
領域内で出射光の実質的々反射が起こらないようにその
長さｔＷは発光層３と電極８．９との間の厚さ、あるい
はその数倍程度に制振されている。このようにすれば、
出射パターンの乱れはなく、出力を効率良く集光するこ
とができ、Ｐｗを出力として利用することができる。一
方、窓領域の長さ１．がこのように短かくなってもファ
プリーペローモードは充分抑圧可能である。また、窓領
域と対向する端面に反射率を高める被膜１２が施されて
いる。そのため％Ｆ２図に実線で示したように発振しき
い値電流が低減され、かつ、出力の非対称性が大きくな
る。従って、利用される出力の効率は大幅に改善される
。また、ＰＭは非常に小さくなるが、モニタ用として充
分利用可能である。
領域内で出射光の実質的々反射が起こらないようにその
長さｔＷは発光層３と電極８．９との間の厚さ、あるい
はその数倍程度に制振されている。このようにすれば、
出射パターンの乱れはなく、出力を効率良く集光するこ
とができ、Ｐｗを出力として利用することができる。一
方、窓領域の長さ１．がこのように短かくなってもファ
プリーペローモードは充分抑圧可能である。また、窓領
域と対向する端面に反射率を高める被膜１２が施されて
いる。そのため％Ｆ２図に実線で示したように発振しき
い値電流が低減され、かつ、出力の非対称性が大きくな
る。従って、利用される出力の効率は大幅に改善される
。また、ＰＭは非常に小さくなるが、モニタ用として充
分利用可能である。
第４図は本発明の他の実施例を示したもので、周期的な
凹凸１０はバッファ層４に施されている。
凹凸１０はバッファ層４に施されている。
また、１Ｍモードを抑圧してＴＥモードによる安定な単
一波長動作を実現させるために、金属電極８の一部が長
さ１ｇに亘って、発光層３に近接して配置されている。
一波長動作を実現させるために、金属電極８の一部が長
さ１ｇに亘って、発光層３に近接して配置されている。
さらに、窓領域の端面に反射率を低減させる被膜１３、
例えば無反射コーテイング膜が施されており、窓領域か
らの出力効率が一層改善される構造となっている。電極
８とｐ形ＩｎＰクラッド層５にはさまれる形で配置され
ているｐ形ＩｎＧａＡｓＰ層１４は、電極８の一部を発
光層３に近接して配置する際に、電極の位置を選択的化
学エツチングで制御し易くするために設けられている。
例えば無反射コーテイング膜が施されており、窓領域か
らの出力効率が一層改善される構造となっている。電極
８とｐ形ＩｎＰクラッド層５にはさまれる形で配置され
ているｐ形ＩｎＧａＡｓＰ層１４は、電極８の一部を発
光層３に近接して配置する際に、電極の位置を選択的化
学エツチングで制御し易くするために設けられている。
以上の実施例において、反一対膜１２は使用波長λの１
／４の厚さでＡｔｔ ＯｓとＣ（又は５ｉｎ２）を交互
に多層に積層するか、又は、厚さλ／２のＳｉｎ、と金
属膜を積層して形成することができる。また、反射防止
膜１３は、λ／４の厚さのＡｔｔ ０ ｓにより形成す
ることができる。
／４の厚さでＡｔｔ ＯｓとＣ（又は５ｉｎ２）を交互
に多層に積層するか、又は、厚さλ／２のＳｉｎ、と金
属膜を積層して形成することができる。また、反射防止
膜１３は、λ／４の厚さのＡｔｔ ０ ｓにより形成す
ることができる。
以上の説明では、枦モードを安定化するためのストライ
プ構造については触れなかったが、本発明は埋込みへテ
ロ構造、平凸導波路構造など各種のストライプ構造に適
用されることば程うまでもない。また、ＩｎＧａＡｓＰ
／ ＩｎＰ系だけでなく、ＩｎＡＬＧａＡｓ／ ＩｎＰ
系、ＡＡＧａＡｓ／ＧａＡｓ系など他の半導体材料にも
適応可能である。
プ構造については触れなかったが、本発明は埋込みへテ
ロ構造、平凸導波路構造など各種のストライプ構造に適
用されることば程うまでもない。また、ＩｎＧａＡｓＰ
／ ＩｎＰ系だけでなく、ＩｎＡＬＧａＡｓ／ ＩｎＰ
系、ＡＡＧａＡｓ／ＧａＡｓ系など他の半導体材料にも
適応可能である。
（発明の効果）
以上のように、本発明の分布帰還形レーザは、従来のも
のに比べて低い発振しきい値を有し、かつ、出力効率の
大幅な向上を達成するものである。
のに比べて低い発振しきい値を有し、かつ、出力効率の
大幅な向上を達成するものである。
また、本発明のＤＦＢレーザは、窓領域から出力を取り
出すため、光ファイバ等を窓領域端面に密着させてもレ
ーザ特性への彩管がなく、光ファイバ等への入射まで考
慮した結合動車も改善される。
出すため、光ファイバ等を窓領域端面に密着させてもレ
ーザ特性への彩管がなく、光ファイバ等への入射まで考
慮した結合動車も改善される。
従って、本発明のＤＦＢレーザは低損失光ファイバ通信
等へ応用することができ、その効果は極めて大きい。
等へ応用することができ、その効果は極めて大きい。
第１図は従来の窓構造分布帰還形レーザの断面模式図、
第２図は従来と本発明によるＤＦＢレーザの入出力特性
の例を示す特性図、第３図及び第４図は本発明によるＤ
ＦＢレーザの断面模式図である。 １− ｎ形ＩｎＰ基板、 ：２−ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ導
波路層、 ３・・・ＩｎＧａＡｓＰ発光層、 ４・・・
ｐ形ＩｎＧａＡｓＰバッファ層、５−ｐ形ＩｎＰクラッ
ド層、 ６− ｎ形ＩｎＰ層、 ７−ｐ形ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層、８，９・・・電極、１０・・・周期的な
凹凸、１２・・・反射率を高める被膜、 １３・・・反
射率を低減させる被膜、１４・・・ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ
層。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人大塚 学 外１名
第２図は従来と本発明によるＤＦＢレーザの入出力特性
の例を示す特性図、第３図及び第４図は本発明によるＤ
ＦＢレーザの断面模式図である。 １− ｎ形ＩｎＰ基板、 ：２−ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ導
波路層、 ３・・・ＩｎＧａＡｓＰ発光層、 ４・・・
ｐ形ＩｎＧａＡｓＰバッファ層、５−ｐ形ＩｎＰクラッ
ド層、 ６− ｎ形ＩｎＰ層、 ７−ｐ形ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層、８，９・・・電極、１０・・・周期的な
凹凸、１２・・・反射率を高める被膜、 １３・・・反
射率を低減させる被膜、１４・・・ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ
層。 特許出願人 国際電信電話株式会社 代理人大塚 学 外１名
Claims (1)
- （１）発光層もしくは該発光層に隣接する層に光の進行
方向に沿う周期的な凹凸を有し、肢発光層の存在するレ
ーザ領域の一方の端の延長上に該発光層に比べて犬なる
禁制帯幅を有する半導体層から成る窓領域が配置された
分布帰還形半導体レーザにおいて、前記窓領域の長さが
該窓領域内で出射光の実質的な反射が起こらないように
制限され、かつ、該窓領域と対向する端面に反射率を高
める被膜が施されていることを特徴とする分布帰還形半
導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004721A JPS60149183A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| US06/688,566 US4653059A (en) | 1984-01-17 | 1985-01-03 | Distributed feedback semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004721A JPS60149183A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149183A true JPS60149183A (ja) | 1985-08-06 |
| JPH0118591B2 JPH0118591B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=11591748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59004721A Granted JPS60149183A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4653059A (ja) |
| JP (1) | JPS60149183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0964460A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レーザ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194691A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光導波路領域を有する半導体光集積装置の製造方法 |
| US4840922A (en) * | 1986-07-29 | 1989-06-20 | Ricoh Company, Ltd. | Method of manufacturing masked semiconductor laser |
| JPS63198390A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Ricoh Co Ltd | マスク半導体レ−ザ−の製作方法 |
| JPS63222485A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| US4745617A (en) * | 1987-03-27 | 1988-05-17 | Hughes Aircraft Company | Ideal distributed Bragg reflectors and resonators |
| NL8700904A (nl) * | 1987-04-16 | 1988-11-16 | Philips Nv | Halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
| JP3242955B2 (ja) * | 1991-10-21 | 2001-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| JP3558717B2 (ja) * | 1995-02-07 | 2004-08-25 | 富士通株式会社 | レーザダイオード、その製造方法、およびかかるレーザダイオードを使った光通信システム |
| SE516784C2 (sv) * | 1999-07-08 | 2002-03-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande för effektivt urval av DFB-lasrar |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878487A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS58140177A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
-
1984
- 1984-01-17 JP JP59004721A patent/JPS60149183A/ja active Granted
-
1985
- 1985-01-03 US US06/688,566 patent/US4653059A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0964460A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0118591B2 (ja) | 1989-04-06 |
| US4653059A (en) | 1987-03-24 |
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