JPS6064488A - Semiconductor laser and manufacture thereof - Google Patents
Semiconductor laser and manufacture thereofInfo
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- JPS6064488A JPS6064488A JP17380683A JP17380683A JPS6064488A JP S6064488 A JPS6064488 A JP S6064488A JP 17380683 A JP17380683 A JP 17380683A JP 17380683 A JP17380683 A JP 17380683A JP S6064488 A JPS6064488 A JP S6064488A
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- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、1】(またはn)−GaAs基板上に1)(
または11)−Δ1xGn、−xAs層(fjSlクラ
ッド層という)と、ノンV−ブまたはpまたは盲+−A
lyGu、yAs層(活性層という)と、n(またはp
、) −AIzGa+−zAS層(第22ラツy層とい
う)とを形成してなるストライプ形導体レーザおよびそ
の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a structure in which 1)(
or 11) -Δ1xGn, -xAs layer (referred to as fjSl cladding layer) and non-V-b or p or blind +-A
lyGu, yAs layer (referred to as active layer), n (or p
, ) -AIzGa+-zAS layer (referred to as a 22nd lazy layer) and a method for manufacturing the same.
第1図は、従来例の半導体レーザの発光面方向から見た
構造断面図である。ffN図において、符号1は1)(
またはn ) −G a A s基板、2は1)(また
は11)−AlxGa+−xAsl(第1クラッド層と
いう)、3(土/ンドープまた(土p主tコ(土n −
A l y G a 、−y A s層(活性層という
ただしy<x、y<z)、4は、1】(またはp)−A
IzGa、zAs層(第2クラッド層という)、5は1
1”(主たはp”)−GaAsJ[,6はTi層、7は
Au層、8はAuGeJIである。このような半導体レ
ーザでは、連続発振動作時にはスペクトル的にシングル
モードで発振するが高速変調時のみならずレーザ光の戻
り丸が変化する場合には前記シングルモードではレーザ
発振しない場合がある。これを解決するものとして従来
から例えば分布帰還型、分布反射型、二重共振器型等の
半導体レーザが開発されている。しかしながら、これら
従来のものではいずれも構造が複雑であるために量産に
は不向きであり、かつ製造コストも高くつという欠点が
あった。FIG. 1 is a structural sectional view of a conventional semiconductor laser as viewed from the direction of the light emitting surface. In the ffN diagram, the code 1 is 1)(
or n ) -G a As substrate, 2 is 1) (or 11) - Al
A ly Ga , -y As layer (active layer where y<x, y<z), 4 is 1] (or p) -A
IzGa, zAs layer (referred to as second cladding layer), 5 is 1
1" (mainly or p")-GaAsJ[, 6 is a Ti layer, 7 is an Au layer, and 8 is AuGeJI. Such a semiconductor laser oscillates spectrally in a single mode during continuous wave operation, but may not oscillate in the single mode not only during high-speed modulation but also when the return circle of the laser beam changes. To solve this problem, semiconductor lasers such as distributed feedback type, distributed reflection type, and double resonator type have been developed. However, all of these conventional devices have complicated structures, making them unsuitable for mass production, and have the disadvantage of high manufacturing costs.
本発明は、簡単な構造で量産に適し、製造コストを低減
しその上、縦モードの安定性を良くすることを目的とす
る。An object of the present invention is to have a simple structure suitable for mass production, to reduce manufacturing costs, and to improve longitudinal mode stability.
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。この実施例は屈折率導波型半導体レーザに適用し
て説明する。第2図はこの実施例の構造断面図であり、
第1図と対応する部分には同一の符号を付す。第2図に
おいて符号1は1)(またはn)−GaAs基板、2は
ρ(またはn)−AIxGa。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. This embodiment will be explained by applying it to a refractive index guided semiconductor laser. FIG. 2 is a structural sectional view of this embodiment,
Components corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 2, reference numeral 1 indicates a 1) (or n)-GaAs substrate, and 2 indicates a ρ (or n)-AIxGa.
−zAS層(lクラッド層という)、3はノンドープま
たはIノまたはn −A 1y(ia+−yAs層(活
性層とνtうただしy<x、 y<z)、4は第2クラ
7F層である。この第2クラッド層4は該第2クラ・ノ
ド層4と同伝導型で11(または++)−Alz’Ga
1−z’Ar、141と11(またはp ) −A l
z ” G a 1−7. ” A S層42とのI
ll F: 11 (または1+)−Aly’Ga+−
y’AsJ[43(ただしy’<z’、 I < ZI
I、y<y’>を形成してなる。このh(またはp>
−Aly″Ga、−y’ AsH243は、光導波層で
あり、この光導波層43は前記活性層3との+tVl隔
を互いに光学的に作用しあうとともに1111記光導波
Ji/i 43が動作電流によりレーザ発振を起こさな
い間隔に設定される。したがって、この実施例によれば
2つの光共振器3,43を有することになる。両名3.
43は・\きかい而が同一・のため同じ共振器長りを有
するが屈折率nl、n2が異なることになる。ここで7
アプリ・ベロー反射型半導体レーザの縦モードについて
説1り目−る。縦モードとは波長よりも非常に長い共振
器長を有するレーザ発振器では異なる多数の波長の波が
共振可能になるが、このモードのことを縦モードといい
、軸モードともいう。したがって、縦モードにおいては
多数の波長の波が存在するがスペクトル的にシングルモ
ードとはこれらの波から1つだけの波が選択されている
モードである。各波長の差(縦モード間隔)をΔλとす
ると、この縦モード間隔は次式であられされることが知
られている。-zAS layer (referred to as l cladding layer), 3 is non-doped or I or n-A 1y (ia+-yAs layer (with active layer and νt y<x, y<z), 4 is second cladding layer). This second cladding layer 4 has the same conductivity type as the second cladding layer 4 and is made of 11 (or ++)-Alz'Ga.
1-z'Ar, 141 and 11 (or p) -A l
z ” G a 1-7. ” I with the A S layer 42
ll F: 11 (or 1+)-Aly'Ga+-
y'AsJ[43 (where y'<z', I<ZI
I, y<y'> is formed. This h (or p>
-Aly''Ga, -y' AsH243 is an optical waveguide layer, and this optical waveguide layer 43 optically acts on the +tVl distance with the active layer 3, and the 1111 optical waveguide Ji/i 43 operates. The interval is set so that the current does not cause laser oscillation. Therefore, according to this embodiment, there are two optical resonators 3 and 43. Both 3.
43 has the same resonator length, but the refractive indices nl and n2 are different. here 7
The first theory about the longitudinal mode of an appliquor bellows reflection type semiconductor laser. What is a longitudinal mode? A laser oscillator with a resonator length that is much longer than the wavelength can resonate waves of many different wavelengths, and this mode is called a longitudinal mode, also called an axial mode. Therefore, in a longitudinal mode, there are waves of many wavelengths, but a spectrally single mode is a mode in which only one wave is selected from these waves. It is known that if the difference between wavelengths (longitudinal mode spacing) is Δλ, this longitudinal mode spacing can be expressed by the following equation.
Δλ=λ2Δ「Il/2nL[1−(^/ n ) (
d n / dλ)]ここで、1oは次数、+1は屈折
率、λは波長である。Δλ=λ2Δ"Il/2nL[1-(^/n) (
d n /dλ)] where 1o is the order, +1 is the refractive index, and λ is the wavelength.
このように縦モード間隔l隔があられされるので活性層
3と先導波層43とは屈折率が異なることがら両者の縦
モード間隔は異なるが、両者が互いに光とにより他の近
接した縦モードへ飛ぼうとしても該縦モードでは先導波
層43とは共振できないため該活性層3の縦モードはこ
の先導波層43のそれにロックされることになる。こう
してこの実施例の半導体レーザでは縦モードの安定化が
計れる。Since the longitudinal mode spacing is set at l intervals in this way, the active layer 3 and the leading wave layer 43 have different refractive indexes, so the longitudinal mode spacing between the two is different, but both of them are different from other adjacent longitudinal modes due to light. Even if the active layer 3 tries to fly to the leading wave layer 43, the longitudinal mode cannot resonate with the leading wave layer 43, so the longitudinal mode of the active layer 3 is locked to that of the leading wave layer 43. In this way, the semiconductor laser of this embodiment can stabilize the longitudinal mode.
第3図は他の実施例の構造断面図であり、第1図と対応
する部分には同一の符号を付す。この実施例において注
[jすべきは゛第1クラッド層2か該第1クラッド層2
と同伝導型でp(またはn)−Alx’Ga、x’As
fi 21と1)(またはn) −A lx” (ia
l−x’’As層22と層間2p(またはn)i\l
y’Qal−”l’AsJF)23(ただし l <
xl、 1 < Xl +、y<y’)を形成して構成
されていることともに、前記Aly’(ja、−y’A
s層23(光導波層23という)と1+’+i記活性層
との間隔を互いに光学的に作用しあうとともに前記光導
波層23が動作電流によりレーザ発振を起こさない間隔
に設′、Jlされていることである。この実施例の場合
も」―述と同様にして縦モードの安定化を計ることがで
べろ。FIG. 3 is a structural sectional view of another embodiment, and parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. Note that in this embodiment, the first cladding layer 2 or the first cladding layer 2 should be
p (or n)-Alx'Ga, x'As with the same conductivity type as
fi 21 and 1) (or n) −A lx” (ia
l-x'' As layer 22 and interlayer 2p (or n) i\l
y'Qal-"l'AsJF)23 (where l <
xl, 1 < Xl +, y <y', and the above Aly'(ja, -y'A
The spacing between the s layer 23 (referred to as the optical waveguide layer 23) and the 1+'+i active layer is set to such a distance that they interact optically with each other and that the optical waveguide layer 23 does not cause laser oscillation due to the operating current. That is what we are doing. In the case of this embodiment as well, the stabilization of the longitudinal mode can be achieved in the same manner as described above.
以」二のように本発明によれは第1層クラ7F層を該第
1クランド層と同伝導型で++ (またはn ) −A
lx’Ga、、−x’As層と1)(またはn)−Al
x”’Ga1−x”As層との間に++(またはo)−
Aly’Ga、−y’AsJf7i(ただしyl <
×+、yl < Xl 1、y<y’)を形成して構成
するかまたは前記第2クラッド層を該第2クラッド層と
同伝導型でn(または1))−Alz’Ga+−z’A
J!iとn(または+1)−Alz”(ial−z”A
s層との間に11(またはp ) −+1(またはp)
−Aly’(iaI−y’)\S層(ただし、 I <
Zl、 l < Zl l、y<y’)を形成して構
成し、前記Aly’Ga+−y’As層(先導波層とい
う)と前記活性層との間隔を互いに光学的に作用しあう
とともに前記先導波層が動作電流によりレーザ発振を起
こさない間隔に設定したので、活性層が温度変化戻り光
の変化による影響などにより他の縦モードへ飛ぼうとし
ても該縦モードでは光導波層とは共振できないため該活
性層の縦モードはこの先導波層のそれにロックされるこ
とになり、該縦モードの安定化が計れる。As described in "2" below, according to the present invention, the first cron layer 7F is of the same conductivity type as the first cron layer and is made of ++ (or n) -A.
lx'Ga, -x'As layer and 1) (or n)-Al
++(or o)- between x”'Ga1-x”As layer
Aly'Ga, -y'AsJf7i (where yl <
×+, yl < A
J! i and n (or +1)-Alz"(ial-z"A
11 (or p ) −+1 (or p ) between the s layer
-Aly'(iaI-y')\S layer (where I <
Zl, l<Zl l, y<y'), and the distance between the Aly'Ga+-y'As layer (referred to as a leading wave layer) and the active layer is adjusted so that they interact optically with each other and Since the spacing between the leading waveguide layers is set so that the operating current does not cause laser oscillation, even if the active layer tries to jump to another longitudinal mode due to changes in temperature or changes in returned light, the optical waveguide layer will not be able to operate in that longitudinal mode. Since resonance is not possible, the longitudinal mode of the active layer is locked to that of the leading wave layer, thereby stabilizing the longitudinal mode.
第1図は従来例の構造断面図、ff12図および第3図
は本発明の各実施例の構造断面図である。
1、、、p(またはn ) −G a A s基板、2
.、、p(またはn) −A 1xGaI−xAsJl
(第1クラッド層)、3゜0.7ンドーブまたはpまた
はn −A 1yGa+−yAs層(活性層)、4.”
、 、 n(または+1) −A 1zGa+−zAS
層(lクラッド層)、5.、、n”(または1)+)−
GaAs層、610.Tiff1.7.、、Au層、8
゜、、AuGe層、24.0.p(またはn)−Alx
’(ial−x’As層、22.、、++(またはn)
−Alx”Ga1−X”ASJF!、23.、、++(
またはn) −A ly’ Ga、−y’As層(光導
波層)、41.、、n(またはp)−Alz’Ga+−
z’ AsJI、42 、 、 、 n(またはp)−
Alz”Ga1−z”AJ、43.、、n(または+1
) −A ly’ (ia+4’As層(光導波層)
出願人 ローム株式会社
代理人 弁理士 岡田和秀
第1図
第2図
第3図FIG. 1 is a structural sectional view of a conventional example, and FIG. ff12 and FIG. 3 are structural sectional views of each embodiment of the present invention. 1, p (or n)-GaAs substrate, 2
.. ,, p (or n) -A 1xGaI-xAsJl
(first cladding layer), 3°0.7 dove or p or n-A 1yGa+-yAs layer (active layer), 4. ”
, , n (or +1) -A 1zGa+-zAS
layer (l cladding layer), 5. ,,n”(or 1)+)−
GaAs layer, 610. Tiff1.7. ,,Au layer,8
°, AuGe layer, 24.0. p(or n)-Alx
'(ial-x'As layer, 22., ++ (or n)
-Alx”Ga1-X”ASJF! , 23. ,,++(
or n) -A ly' Ga, -y'As layer (optical waveguide layer), 41. ,, n (or p)-Alz'Ga+-
z' AsJI, 42 , , n (or p)-
Alz”Ga1-z”AJ, 43. ,,n(or +1
) -A ly'(ia+4'As layer (optical waveguide layer) Applicant: ROHM Co., Ltd. Representative Patent attorney: Kazuhide Okada Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (2)
またはn)−Δ1xGa、−xAs層(第1クラッド層
という)と、ノンドープまたはρまたはn−AlyGa
+−yAs層(活性層という)と、11(ますこはl)
) −A l+、GaI−zAs層(第2クラッド層と
いう)とが形成されるストライプ形の半導体レーザにお
いて、前記第1クラッド層を該第1クランド層と同伝導
型でp(またはn) −A lx’Ga+−x’As層
とp(また1土n)−Alx”Ga1−x”As層との
開1ユmlまたはn)−AIy’Ga+−y’As層(
ただし l < xl、 l < xl l、y<y’
)を形成して構成するかまたは前記第2クラッド層を該
第2クラッド層と同伝導型でn(またはp)=Alz’
Ga+−z’As層とn(またはp)−Alz”Ga1
−z”As層との間にn(またはp)−Aly’Ga+
−y’As層(ただし + < 21、y′<zl゛、
y<y’)を形成して構成し、前記A ly’ Gat
−y’As層(先導波層という)と前記活性層との間隔
を互いに光学的に作用しあうとともに前記光導波層が動
作電流によりレーザ発振を起こさないr、n隔に設定し
てなる半導体レーザ。(1) p(,1- or n)-GnAS substrate 1)(
or n) -Δ1xGa, -xAs layer (referred to as first cladding layer) and non-doped or ρ or n-AlyGa
+-yAs layer (referred to as active layer) and 11 (Masukoha l)
) -Al+, GaI-zAs layer (referred to as a second cladding layer) is formed in a stripe-shaped semiconductor laser, in which the first cladding layer is of the same conductivity type as the first cladding layer and p (or n) - The difference between the Alx'Ga+-x'As layer and the p(Alx"Ga1-x"As layer) or n)-AIy'Ga+-y'As layer (
However, l < xl, l < xl l, y <y'
), or the second cladding layer is of the same conductivity type as the second cladding layer and n (or p) = Alz'
Ga+-z'As layer and n (or p)-Alz"Ga1
-z” between n (or p)-Aly'Ga+
-y'As layer (where + < 21, y'< zl゛,
y<y'), and the A ly' Gat
- A semiconductor in which the spacing between the y'As layer (referred to as a leading wave layer) and the active layer is set to an r, n spacing so that they interact optically with each other and the optical waveguide layer does not cause laser oscillation due to an operating current. laser.
)−AlxGal−xAs層(第1クラッド層という)
と、ノンドープまたはI)またはn −A 1yGa1
−yAs層(活性層という)と、■(またはp)−Al
zGa+−zAs層(第2クラッド層という)とを形成
してストライプ形の半導体レーザを製造する方法におい
て、前記第1クラッド層を該第1クラッド層と同伝導型
で1)(またはn) −A lx’ Gat−x’ A
s層とp(またはn)−Alx’’Ga1−x”As層
との間にp(またはo ) −A l y ’ G a
l−y’As層(ただし l < X11. l <
×+、’l、y<y”)を形成して構成するかまたは
前記ttS2クラッド層を該第2クラッド層と同伝導型
で11(またはp)−A +2’ Ga1−Z’AJと
n(またはp)−Alz”Gat−z”As層との間に
n(またはp) −A ly’ Ga1−y’ As層
(ただしy′<z’、y”<z゛、y<y’)を形成し
て構成し、前記AIy’Ga+−y’As層(先導波層
という)と前記活性層との間隔を互いに光学的に作用し
あうとともに前記先導波層が動作電流によりレーザ発振
を起こさない間隔に設定することにより半導体レーザな
製造する方法。(2) P (or n) on p (or n)-GaAs substrate
)-AlxGal-xAs layer (referred to as first cladding layer)
and non-doped or I) or n-A 1yGa1
-yAs layer (referred to as active layer) and ■ (or p)-Al
In the method of manufacturing a striped semiconductor laser by forming a zGa+-zAs layer (referred to as a second cladding layer), the first cladding layer is of the same conductivity type as the first cladding layer and is 1) (or n) - A lx'Gat-x' A
p(or o)-Aly' Ga between the s layer and the p(or n)-Alx''Ga1-x''As layer
l-y'As layer (where l < X11. l <
×+, 'l, y<y''), or the ttS2 cladding layer is of the same conductivity type as the second cladding layer and 11 (or p)-A +2'Ga1-Z'AJ and n (or p)-Alz"Gat-z" As layer between n (or p)-A ly'Ga1-y' As layer (y'<z', y"<z゛, y<y' ), and the distance between the AIy'Ga+-y'As layer (referred to as a leading wave layer) and the active layer is controlled so that they optically interact with each other, and the leading wave layer causes laser oscillation by an operating current. A method of manufacturing semiconductor lasers by setting intervals that do not cause
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17380683A JPS6064488A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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JP17380683A JPS6064488A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6064488A true JPS6064488A (en) | 1985-04-13 |
Family
ID=15967504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17380683A Pending JPS6064488A (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6064488A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5245296A (en) * | 1975-10-07 | 1977-04-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductive phototransmission pass and semiconductor emission devic e used it |
JPS55157281A (en) * | 1979-05-25 | 1980-12-06 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device |
JPS5743487A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-11 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17380683A patent/JPS6064488A/en active Pending
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