JPS60165780A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、オプトエレクトロニクス分野、特に光フアイ
バ通信において極めて単色性の高い半導体レーザ装置を
供するものである。

従来例の構成とその問題点 現在の光通信システムでは、半導体レーザの直接変調に
よる信号伝送が中心であり、特に長距離伝送システムで
は、光ファイバの低損失波長帯である１、３１１ｍと１
．５〜１．６　ｐｍ帯カ主流となッテいる。従って、光
通信システムの光源としては、前記波長領域をカバーす
ることのできるＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰダブルへテロレ
ーザが大きな役割を果している。しかしながら、この系
のレーザの特性はいまだに十分とは言えず、特に高速変
調時に横モードおよび縦モードが不安定であると、雑音
が多くなったり、ファイバの持つ広い伝送帯域を著しく
制限してしまうという問題点がある。

横モードの安定化のために、従来より例えば第１図に示
すような活性層を埋め込む構造のものが提案されている
。同図において、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ　−Ｉｎ
Ｐ層、３はｎ　−ＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はＰ　−Ｉ
ｎＰ層である。６はＰ　−ＩｎＰ層、６はｎ　−ＩｎＰ
層である。

ところで、このような構造の半導体レーザ装置は、ｎ−
ＩｎＰ基板１−にに例えば液相エピタキシャル法でｎ　
−ＩｎＰ層２、ｎ　−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３、Ｐ−Ｉ
ｎＰ層４を順次成長してノザ状にし、そのメザ部分にＰ
　−ＩｎＰ層６、ｎ　−ＩｎＰ層６を成長させるという
手段がとられるが、第１図で示す光導波路の幅Ｗが１〜
３ｐｍときわめて狭いため、製作工程において破損しや
すいといった欠点があった。

一方、縦モードの安定化の試みとして、分布帰還型（Ｄ
ＦＢ）、分布反射型（ＤＢＲ）レーザ等の提案がなされ
、縦モード（１ヘー化に対して、実験的には良好な結果
を得ている。しかし、有効反射率が低いことと損失の増
大に供う発振しきい値電流の上昇、さらには、素子製作
において、エピタキシャル成長層または同一半導体基板
上に、ホログラフィック露光等による高精度の回折格子
製作技術を要し、その再現性１歩留り等に問題があった
。

発明の目的 本発明は、上記のような回折格子を用いず、製作が容易
でかつ、縦モードを制御した半導体レーザ装置を歩留り
良く提供することにある。

発明の構成 本発明の半導体レーザ装置は、活性層もしくはそれと隣
接する光導波路の幅を一部分広くすることによって、等
側屈折率が他の部分より大きな内部反射面を形成し、高
い縦モード単一性をもつ半導体レーザを与えるもので、
さらに、光導波路の一部分を広くすることよりメサスト
ライプ構造の力学的強度が増すため、歩留りの飛躍的向
上を与えるものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。Ｓｎ
　ドープｎ　−１ｎＰ基板７上に厚み約４　／／７７２
の’ｒｅ　ドープｎ　−工ｎｐクラッド層８、厚み約０
．３μη１のノンドープｎ　−ＩｎＧａＡＳＰ活性層９
、厚み約３μｍのＺｎ　ドープＰ　−ＩｎＰクラッド層
１ｏを順次液相エピタキシャル法によって成長させた後
、ホトエツチング法によって不要な部分をとり除氏第２
図に示す構造を作製する。続いて、埋め込みのため、第
２のエピタキシャル成長によってＰ　−ＩｎＰ層、ｎ−
ｒｎｐ層を形成した。成長後の端面図は従来例を示す第
１図と同様のものである。

、第３図に本半導体レーザ装置の導波路の上面図を示す
。狭い導波路幅Ｗ、を２　／７７７２　、広い導波路幅
Ｗ２　を１０　Ｊｉｍとすることによって、導波路幅の
広い部分の等側屈折率が他の部分より大きくし内部干渉
効果をもたらすに十分な反射が起こるようにしている。

なお、導波路の両端面は電極形成後のへき開によって、
共振器長（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）をもつファブリベロー型
共振器を形成し、各導波路ノ縦方向Ｃ’　長すり、＋　
Ｌ２　ｙ　Ｌ５は各々、約１６０μｍ。

６１１ｍ　、１８ｏｌ１ｍと１７た。以上述べた製作工
程は、従来の埋め込み型半導体レーザと同一であり、ホ
トエツチングの際に使用するマスクを変更するだけで製
作可能である。

以上述べた本発明の半導体レーザ装置と第１図に示した
従来の埋め込み型半導体レーザを同一製作条件で製作し
、レーザ発振特性を比較した結果、両者とも発振しきい
値電流はほぼ同一であるが、本発明の半導体レーザ装置
はしきい値電流の１．２倍〜４倍の広範囲にわたり縦モ
ード単一度が０゜９９以」二であり、従来型の埋め込み
型半導レーザに比べ、非常に安定した高車−縦モード半
導体６・、　７ レーザが得られることが分かった。また、その製造歩留
りは、従来型のものに比べ、４０％以上向」ニした。

さらに、第３図の導波路幅Ｗ２　と、導波路長Ｌ＋　、
　Ｌ２．　Ｌｓを変化させて実験した結果、Ｗ２〈２１
１７７２　、　Ｌ２　〉２０　Ｊｉｍ、ｌ　Ｌ＋　”３
１（１０ｐｍ。

ｌ　Ｌ、−Ｌ３＋　＞１００μｍの各々の場合において
、単−縦モード性に関しては従来型の埋め込み半導体レ
ーザと比較して顕著な優位性は見られなくなった。

なお、本発明はＩｎＰ　／　ＩｎＧａＡｓＰ半導体レー
ザ装置以外にもＧａＡＳ　／ＡｅｅａＡｓ　等の半導体
レーザ装置にも広く適用可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、活性層もしくはそれと隣接しで
ある導波路の幅を一部分広くとることによって高車−縦
モード発振が得られ、さらに、従来と同じ製作プロセス
でありながら製造の歩留り向上に有力な手段を与えるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の埋め込み型半導体レーザ装置の斜視図、
第２図は製造工程途中における本発明の半導体レーザ装
置の斜視図、第３図は第２図の半導体レーザの導波路の
」二面図である。 ７・パ・・Ｓｎ　ドープＩｎＰ基板、８・・・・・・Ｔ
θ　ドープｎ−ＩｎＰクラッド層、９−・−ｎ　−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層、１０・・・・・・Ｚｎ　ドープＩｎ
Ｐクラッド層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）へき開面を有する半導体レーザであって、前記へ
   き開面間に構成される活性層もしくはそれと隣接しであ
   る導波路の幅を一部分広くすることによって内部反射面
   を構成した半導体レーザ装置。
2. （２）活性層の中央より１０１１ｍ〜１ｏＯＩｌｎｚず
   ら