JPS60240178A - 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
- JPS60240178A JPS60240178A JP9725084A JP9725084A JPS60240178A JP S60240178 A JPS60240178 A JP S60240178A JP 9725084 A JP9725084 A JP 9725084A JP 9725084 A JP9725084 A JP 9725084A JP S60240178 A JPS60240178 A JP S60240178A
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- Japan
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- layer
- diffraction grating
- active layer
- inp
- grating surface
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
〔発明の分野〕
本発明は、分布帰還形半導体レーザの構造に関するもの
である。
である。
分布帰還形半導体レーザは、レーザの活性領域を含むレ
ーザ光の閉じ込められる領域に沿りて、波長選択性をも
った定ピツチの回折格子を形成し、この回折格子による
レーザ光のブラッグ回折反射を原理とした光共振器を用
いたレーザでおる。この型のレーザ素子は、ファプリー
ペロー形の如く易に可能であり、モード選択性が非常に
優れている等の数々の特徴を有している。
ーザ光の閉じ込められる領域に沿りて、波長選択性をも
った定ピツチの回折格子を形成し、この回折格子による
レーザ光のブラッグ回折反射を原理とした光共振器を用
いたレーザでおる。この型のレーザ素子は、ファプリー
ペロー形の如く易に可能であり、モード選択性が非常に
優れている等の数々の特徴を有している。
さて、これまでに分布帰還形半導体レーザの構造、特に
厚さ方向の光の閉じ込め構造としては、第３図（Ａ）に
示されるＬ−□Ｃ（Ｌａｒｇｅ＊０ｐｔｉｃａｌ・Ｃ＆
マ１ｔｙ）構造、第３図（Ｂ）に示される５−ｃ−ｕ（
Ｓ＊ｐａｒａｔｅ＠Ｃｏｎｆｉｎｓ＠ｇｅｔａｒｏ−８
ｔｒｕｃｔｕｒｅ ）構造７５５採用されていた。これ
らの図に於て、１は例えばｎ−ＩｎＰ基板、２は基板上
にホト・リソグラフィーによりて形成嘔れた回折格子面
、３はｎ−ＩｎＧａＡｇＰ光導波路層、８はｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ中間層、４はＩｎＧａＡｓＰ活性層、５はＰ−
ＩｎＧａＡｓＰ第２クラッド層、６はＰ−ＩｎＧａＡｉ
Ｐ表面層、７は蒸着金属による電極面である。
厚さ方向の光の閉じ込め構造としては、第３図（Ａ）に
示されるＬ−□Ｃ（Ｌａｒｇｅ＊０ｐｔｉｃａｌ・Ｃ＆
マ１ｔｙ）構造、第３図（Ｂ）に示される５−ｃ−ｕ（
Ｓ＊ｐａｒａｔｅ＠Ｃｏｎｆｉｎｓ＠ｇｅｔａｒｏ−８
ｔｒｕｃｔｕｒｅ ）構造７５５採用されていた。これ
らの図に於て、１は例えばｎ−ＩｎＰ基板、２は基板上
にホト・リソグラフィーによりて形成嘔れた回折格子面
、３はｎ−ＩｎＧａＡｇＰ光導波路層、８はｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ中間層、４はＩｎＧａＡｓＰ活性層、５はＰ−
ＩｎＧａＡｓＰ第２クラッド層、６はＰ−ＩｎＧａＡｉ
Ｐ表面層、７は蒸着金属による電極面である。
そして、上記各図の右側に示される厚さ方向と屈折率分
布の関係の如くに、活性層４と光導波路層３、あるいは
活性層４と光導波路層３及び中間層８は上下面を屈折率
が１１％なる半導体層５゜１によって挾まれている。こ
のため活性層４で発・・ １ よ紛惜峠ｌμ シ シ
Ｌ 平４首栓層 ζ 、１ 内Ｋ Ｒｌ”−込められて
伝播してゆき、発振に必要な帰還はブラッグ回折格子面
２によって達成されるものである。
布の関係の如くに、活性層４と光導波路層３、あるいは
活性層４と光導波路層３及び中間層８は上下面を屈折率
が１１％なる半導体層５゜１によって挾まれている。こ
のため活性層４で発・・ １ よ紛惜峠ｌμ シ シ
Ｌ 平４首栓層 ζ 、１ 内Ｋ Ｒｌ”−込められて
伝播してゆき、発振に必要な帰還はブラッグ回折格子面
２によって達成されるものである。
このよう彦し−デ累子を作るには、ｎ−ＩｎＰ基板（あ
るいは、特に図示しないがｎ−１ｎｐ基板上に第１クラ
ッド層を成長きせたものを使っても良り、）上にホト・
リングラフイーによって回折格子面２を形成し、その上
面に光導波路層３、活性層４、クラッド層５、表面層６
を順次エピタキシャル成長させてゆき、さらに活性層の
周囲をペテロ接合にて埋込んだ、いわゆる埋込み形（Ｂ
ｖｒｉ＠ｄ−Ｈｅｔｅｒｏ−Ｔｙｐｅ ）の場合にはス
トライブ構造にメサ・エツチングを施し次に活性層の両
脇に埋込み層を工ぎタキシャル成長させれば良い。とこ
ろで、前記従来例に於ては、活性層面に回折格子面が直
接形成された構造でなく、光導波路層に該回折格子面が
形成されている層構成を有しているが、これは次のよう
な問題を有することが判明している。
るいは、特に図示しないがｎ−１ｎｐ基板上に第１クラ
ッド層を成長きせたものを使っても良り、）上にホト・
リングラフイーによって回折格子面２を形成し、その上
面に光導波路層３、活性層４、クラッド層５、表面層６
を順次エピタキシャル成長させてゆき、さらに活性層の
周囲をペテロ接合にて埋込んだ、いわゆる埋込み形（Ｂ
ｖｒｉ＠ｄ−Ｈｅｔｅｒｏ−Ｔｙｐｅ ）の場合にはス
トライブ構造にメサ・エツチングを施し次に活性層の両
脇に埋込み層を工ぎタキシャル成長させれば良い。とこ
ろで、前記従来例に於ては、活性層面に回折格子面が直
接形成された構造でなく、光導波路層に該回折格子面が
形成されている層構成を有しているが、これは次のよう
な問題を有することが判明している。
すなわち、第４図、第５図の電磁界の強さ分布に示され
るように、電磁界は主として半導体層５゜１間の内側よ
シにその最大値を有している。とζろが従来の構成では
回折格子面の位置は、境界付近つまシミ磁界の強さが比
較的弱い、分布特性の裾野の付近にあたるため電磁波の
回折効率が優れ力いという欠点があった。このため高性
能カレーザ発光源の実現が仲々困難であるという問題点
を有していることが判明している。
るように、電磁界は主として半導体層５゜１間の内側よ
シにその最大値を有している。とζろが従来の構成では
回折格子面の位置は、境界付近つまシミ磁界の強さが比
較的弱い、分布特性の裾野の付近にあたるため電磁波の
回折効率が優れ力いという欠点があった。このため高性
能カレーザ発光源の実現が仲々困難であるという問題点
を有していることが判明している。
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであ）、主と
して光が閉じ込められる領域が、屈折率が小なる半導体
層にて挾まれた活性層、中間層、光導波路層の３層よル
々る構成であって、回折格子面を中間層のいずれかの片
面に設けたことを特徴とするものである。
して光が閉じ込められる領域が、屈折率が小なる半導体
層にて挾まれた活性層、中間層、光導波路層の３層よル
々る構成であって、回折格子面を中間層のいずれかの片
面に設けたことを特徴とするものである。
本発明に係わる分布帰還形半導体レーザは、生として光
が閉じ込められる３層の半導体層のうち、中間層のいず
れかの片面に回折格子面を設けた構成であって、電磁界
の強さ分布が大力る位置と回折格子面の位置とを可及的
に一致させることができるようになるため、活性層にて
発生した電磁波を非常に効率良く、該回折格子面で回折
させることが出来るものである。
が閉じ込められる３層の半導体層のうち、中間層のいず
れかの片面に回折格子面を設けた構成であって、電磁界
の強さ分布が大力る位置と回折格子面の位置とを可及的
に一致させることができるようになるため、活性層にて
発生した電磁波を非常に効率良く、該回折格子面で回折
させることが出来るものである。
以下、本発明の好適実施例につき、第１図を参照して説
明する。
明する。
第１図Ｇ）は本実施例に於ける分布帰還形半導体レーザ
の活性層に沿った長手方向（レーザ光軸方向）の横断面
図である。
の活性層に沿った長手方向（レーザ光軸方向）の横断面
図である。
本図に於いて、ｎ−ＩｎＰ基板１（あるいは、特に図示
しないが、ｎ−１ｎＰ基板上にｎ−ＩｎＰ第１クラッド
層を成長させたものでもよい。）上には、順次ｎ−Ｉｎ
ＧａＡ＠Ｐ光導波路層９、ｎ−ｌ１Ｐ中間層１０゜Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層４、ｐ−ＩｎＰクラッド層５、ｐ−Ｉ
ｎＰ表面層６がエピタキシャル成長されていて、活性層
よ多発生した電磁波（あるいは光）は、主として半導体
層１．５間の領域に閉じ込められて伝播してゆくもので
ある。
しないが、ｎ−１ｎＰ基板上にｎ−ＩｎＰ第１クラッド
層を成長させたものでもよい。）上には、順次ｎ−Ｉｎ
ＧａＡ＠Ｐ光導波路層９、ｎ−ｌ１Ｐ中間層１０゜Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層４、ｐ−ＩｎＰクラッド層５、ｐ−Ｉ
ｎＰ表面層６がエピタキシャル成長されていて、活性層
よ多発生した電磁波（あるいは光）は、主として半導体
層１．５間の領域に閉じ込められて伝播してゆくもので
ある。
この光が主として閉じ込められる領域は、回折力はち、
光導波路層の面にも回折格子面が設けられたことに々る
）３層の構成であって、第１図（Ａ）右側の電磁界の強
さ分布に示される如く、回折格子面２の位置が、該分布
の比較的太々る範門内に含まれる関係を有している。更
に言えば該回折格子面２の位置と、電磁界分布が最大と
なる座標（位置）と全可及的に一致させる構成を持つも
のである。第１図（Ｂ）は、本発明の他の好適実施例で
あって、ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰ第１クラッド
層１１ 、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４をエピタキシャル成
長させた後、活性層上に回折格子面２すホト・エツチン
グによって形成し、その上にｎ−ＩｎＰ中間層１Ｏ１ｎ
−Ｉｎｐ光導波路層９等を順次エピタキシャル成長させ
たものであって、（４）に示されるものと同様に電界分
布が大力る位置と、回折格子面の位置とを一致させるも
のである。
光導波路層の面にも回折格子面が設けられたことに々る
）３層の構成であって、第１図（Ａ）右側の電磁界の強
さ分布に示される如く、回折格子面２の位置が、該分布
の比較的太々る範門内に含まれる関係を有している。更
に言えば該回折格子面２の位置と、電磁界分布が最大と
なる座標（位置）と全可及的に一致させる構成を持つも
のである。第１図（Ｂ）は、本発明の他の好適実施例で
あって、ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰ第１クラッド
層１１ 、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４をエピタキシャル成
長させた後、活性層上に回折格子面２すホト・エツチン
グによって形成し、その上にｎ−ＩｎＰ中間層１Ｏ１ｎ
−Ｉｎｐ光導波路層９等を順次エピタキシャル成長させ
たものであって、（４）に示されるものと同様に電界分
布が大力る位置と、回折格子面の位置とを一致させるも
のである。
第２図は、本発明のさらに他の好適実施例であって、ｎ
−ＩｎＰ基板１上にｎ−Ｉｎｐ第１クラッド層１１゜Ｉ
ｎＧａ Ａ ｓ Ｐ活性層４、ｐ−ＩｎＰ中間層１０
を順次エピ々ホ・ンおルＦ＃与嘘訃、矛のドｆホト・工
、チングによって回折格子面２を形成し、次いでｐ−Ｉ
ｎＧａＡａＰ光導波路層９、ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層
５、ｐ−ＩｎＧａＡａＰ表面層６を順次エピタキシャル
成長させたものである。この実施例にあっては、前記実
施例よシも、電磁波の強さ分布（電界分布）が最大なる
位置と、回折格子面の位置との適合性がさらにひときわ
優れるようになる。
−ＩｎＰ基板１上にｎ−Ｉｎｐ第１クラッド層１１゜Ｉ
ｎＧａ Ａ ｓ Ｐ活性層４、ｐ−ＩｎＰ中間層１０
を順次エピ々ホ・ンおルＦ＃与嘘訃、矛のドｆホト・工
、チングによって回折格子面２を形成し、次いでｐ−Ｉ
ｎＧａＡａＰ光導波路層９、ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層
５、ｐ−ＩｎＧａＡａＰ表面層６を順次エピタキシャル
成長させたものである。この実施例にあっては、前記実
施例よシも、電磁波の強さ分布（電界分布）が最大なる
位置と、回折格子面の位置との適合性がさらにひときわ
優れるようになる。
ところで、上記実施例はｐ−ＩｎＰ基板上に長波長のＩ
ｎＰ／ＩｎＧａＡａＰ系レーデを成長させたが、短波長
のＧ＆＾ｓ／ＧａＡｔＡ＠系レーザにも適用できること
は勿論であって、また光射出面から見た構造は、Ｂ−Ｈ
型等の種々の構造に適用可能である。
ｎＰ／ＩｎＧａＡａＰ系レーデを成長させたが、短波長
のＧ＆＾ｓ／ＧａＡｔＡ＠系レーザにも適用できること
は勿論であって、また光射出面から見た構造は、Ｂ−Ｈ
型等の種々の構造に適用可能である。
因みに、第１表に各レーデ波長に於ける各半導体層の厚
み、組成、及び組成比（組成波長λ、にて示す）を示し
た。
み、組成、及び組成比（組成波長λ、にて示す）を示し
た。
なお、ｎｆｉ基板上にレーザ素子を成長させるには、各
示導体層の導電製を逆にすれば良い（この場合、電極拡
散過程、表面層の形成過程が不用に力るメリットがある
）。
示導体層の導電製を逆にすれば良い（この場合、電極拡
散過程、表面層の形成過程が不用に力るメリットがある
）。
以上、詳細に説明したように、本発明における分布帰還
形半導体レーザは光が主として閉じこめられる領域内に
て、電磁界′の強さ分布（電界分布）が最大なる位置と
、回折格子面との位置とを可及的に一致させるようにし
たものであるため、電磁波の回折効率が非常に優れ、次
のような効果を得ることが出来た。
形半導体レーザは光が主として閉じこめられる領域内に
て、電磁界′の強さ分布（電界分布）が最大なる位置と
、回折格子面との位置とを可及的に一致させるようにし
たものであるため、電磁波の回折効率が非常に優れ、次
のような効果を得ることが出来た。
■単−縦モード選択性が非常に優れている。
■電流効率が非常に高くなる。
■しきい値電流が大幅に低下する。
第１図（Ａ） 、 （Ｂ）及び第２図は本発明の一実施
例を示す活性層に沿った横断面図、第３図は従来例を示
す活性層に沿った横断面図、及び屈折率分布図。 第４．５図は従来例を示す活性層に沿った横断面図、及
び電界分布、図中２・・・回折格子面、４・・・活性層
、３・・・光導波路層、ｌＯ・・・中間層を示す。 出願人 藤倉電線株式会社 第１図 小 電磁界の強さ 大 （Ｂ） 覚２図
例を示す活性層に沿った横断面図、第３図は従来例を示
す活性層に沿った横断面図、及び屈折率分布図。 第４．５図は従来例を示す活性層に沿った横断面図、及
び電界分布、図中２・・・回折格子面、４・・・活性層
、３・・・光導波路層、ｌＯ・・・中間層を示す。 出願人 藤倉電線株式会社 第１図 小 電磁界の強さ 大 （Ｂ） 覚２図
Claims (1)
- １、光が主として閉じ込められる領域が、活性層、中間
層、光導波路層の３層の半導体層よシなシ、該中間層の
片面に回折格子面が設けら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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9725084A JPS60240178A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9725084A JPS60240178A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60240178A true JPS60240178A (ja) | 1985-11-29 |
Family
ID=14187327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9725084A Pending JPS60240178A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60240178A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01244688A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | Nec Corp | 分布帰還形半導対レーザ |
| US5289494A (en) * | 1990-10-19 | 1994-02-22 | Optical Measurement Technology Development Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
| US5309472A (en) * | 1991-06-24 | 1994-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and a method for producing the same |
-
1984
- 1984-05-15 JP JP9725084A patent/JPS60240178A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01244688A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | Nec Corp | 分布帰還形半導対レーザ |
| US5289494A (en) * | 1990-10-19 | 1994-02-22 | Optical Measurement Technology Development Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
| US5309472A (en) * | 1991-06-24 | 1994-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and a method for producing the same |
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