JPS6064490A - Semiconductor laser and manufacture thereof - Google Patents
Semiconductor laser and manufacture thereofInfo
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- JPS6064490A JPS6064490A JP17380883A JP17380883A JPS6064490A JP S6064490 A JPS6064490 A JP S6064490A JP 17380883 A JP17380883 A JP 17380883A JP 17380883 A JP17380883 A JP 17380883A JP S6064490 A JPS6064490 A JP S6064490A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ｐ（またはｎ）−Ｃ；ａＡｓ基板上にｐ（ま
たはｎ） −ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層（第１クラッド層
という）と、／７ドープまたはｐまたはｎ −Ａ Ｉｙ
Ｇａ＋−ｙＡｓ層（活性層という）と、ｎ（またはｐ）
−Ａ １ｚＧａ＋−ｘＡｓ層（第２クラッド層という
）とを形成してなるスＹライプ形の半導体レーザおよび
その！！造方力法関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a p(or n)-AlxGa+-xAs layer (referred to as a first cladding layer) on a p(or n)-C; A Iy
Ga+-yAs layer (referred to as active layer) and n (or p)
-A Y-striped semiconductor laser formed by forming a 1zGa+-xAs layer (referred to as a second cladding layer), and its! ! Concerning the manufacturing method.
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。第１図において、符号ｌはｐ（また
はｎ ） −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２はｐ（またはＩＩ
）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層（第１クラッド層という）
、３はノンドープまたは１〕またはｎ −Ａ １ｙＧａ
１−ｙＡｓ層（活性層というただしｙ＜ｘ、 ｙ＜ｚ）
、４は、１１（またはｐ）−ＡｌｚＧａ、−ｚＡｓ層（
第２クラッド層という）、５は１１÷（またはｐ”）−
ＧａＡｓ層、６はＴ１層、７はＡｕＪＦｉ、８はＡ ｕ
Ｇ ｅ層である。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光が変化する
場合には１１１ｊ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だめに量産には不ぼき
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 FIG. 1, l is a p (or n)-GaAs substrate, 2 is a p (or II
)-AlxGa, -xAs layer (referred to as first cladding layer)
, 3 is non-doped or 1] or n-A 1yGa
1-yAs layer (referred to as active layer, y<x, y<z)
, 4 is an 11 (or p)-AlzGa, -zAs layer (
(referred to as the second cladding layer), 5 is 11÷(or p”)−
GaAs layer, 6 is T1 layer, 7 is AuJFi, 8 is Au
Ge layer. Such a semiconductor laser oscillates spectrally in a single mode during continuous wave operation, but may not oscillate in the 111j single mode not only during high-speed modulation but also when the return light 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 disadvantages in that they are unsuitable for mass production due to their complex structures, and their manufacturing costs are high.
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１実施例に基づいて１１′「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図とメ゛・１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ｕ（またはｎ）−ＧａＡｓ
基級、２は１）（またはｎ ） −Ａ ｌ ｘ Ｇ ａ
。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on one embodiment shown in the drawings.This embodiment will be explained by applying it to a refractive index guided semiconductor laser.FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG.
Base level, 2 is 1) (or n) -A l x Ga
.
−ｘＡｓ層（ｔＩＳ１クラッド層という）であるーこの
第１クラツド［２は、該第１クラッド層２と同伝導型で
ｐ（またはｎ） Ａｌｘ’Ｇａ、−ｘ’Ａｓ層２．１と
、ｐ（またはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ、−ｘ”Ａｓ層２２と
の間にｐ（またはｕ） −Ａ ｌｙ’ Ｇａ１−ｙ’
Ａｓ層２３（ただし ｌ ＜ Ｘｌ、ｙｌ ＜ Ｘｌ
ｌ、ｙ＜ｙ’）を形成して構成される。３はノンドープ
またはρまたはｎ−ＡｌｙＧａ、−ｙＡｓ層（活性層と
いうただしｙ＜ｘ、ｙ＜ｚ）、４は第２クラッド層であ
る。この第２クラッド層４は該第２クラッド層４と同伝
導型でｎ（または１＋） −Ａ ｌｚ’ Ｇａ＋−ｚ’
Ａｓ層４１とｎ（またはｐ ） −Ａ Ｉ Ｚ ”
ＣＭ ａ １− Ｚ ” Ａ ３層４２との間に１１（
またはｐ）−Ａｌｙ”Ｇａ、−ｙ”Ａｓ層４３（ただし
ｙｌ ｌ ＜ Ｚｌ、 ｌ Ｉ ＜ Ｚｌ ！、ｙ＜ｙ
”、ｙ゛≠ｙ゛）を形成してなる。この１）（またはｎ
）−Ａｌｙ’Ｇａ＋−ｙ’Ａｓ層、１１（または１＋）
−Ａｌｙ”Ｇａ、−ｙ”Ａｓ層２３ 、４３は、先導波
層であり、この光導波層２３．４３は前記活性層３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
２３．４３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。-xAs layer (referred to as tIS1 cladding layer) - this first cladding layer 2 is of the same conductivity type as the first cladding layer 2 and has p (or n) Alx'Ga, -x'As layer 2.1; p (or n) -Alx"Ga, -x"As layer 22 and p (or u) -A ly'Ga1-y'
As layer 23 (where l < Xl, yl < Xl
l, y<y'). 3 is a non-doped or ρ or n-AlyGa, -yAs layer (referred to as an active layer, where y<x, y<z), and 4 is a second cladding layer. This second cladding layer 4 has the same conductivity type as the second cladding layer 4 and has n (or 1+) -A lz'Ga+-z'
As layer 41 and n (or p)-A I Z ”
11(
or p) -Aly"Ga, -y"As layer 43 (however, yl l < Zl, l I < Zl !, y < y
”, y゛≠y゛).This 1) (or n
)-Aly'Ga+-y'As layer, 11 (or 1+)
The -Aly"Ga, -y"As layers 23 and 43 are waveguide layers, and the optical waveguide layers 23 and 43 optically act on each other to maintain the distance between the active layer 3 and the waveguide layer 23. .43 is set to an interval that does not cause laser oscillation due to the operating current.
したがって、この実施例によれば３つの光共振器３．２
３．４３を有することになる。これら３．２３．４３は
へきかい面が同一のため同し共振器長りを有するが屈折
率が異なることになる。ここで７７ブリ・ペロー反射型
半導体レーザの縦モードについて説明する。縦モードと
は波長上りら４１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
たがづて、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Δ入とすると、この縦モード間隔
は次式であられされる、二とが知られている。According to this embodiment, therefore, three optical resonators 3.2
3.43. Since these 3, 23, and 43 have the same cleavage plane, they have the same resonator length, but have different refractive indexes. Here, the longitudinal mode of the 77 Burri-Perot reflective semiconductor laser will be explained. A laser oscillator with a long resonator length can resonate waves of many different wavelengths, and this mode is called a longitudinal mode, also called an axial mode. Therefore, in the 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. If the difference between the wavelengths (longitudinal mode spacing) is Δin, then this longitudinal mode spacing is expressed by the following equation.
Δλ＝λ２Δ＋ｎ ／ ２ ｕ １． ［］ （＾／
１１＜（Ｉｌ＋／ （ｌλ）１ここで、ｍは次数、■は
屈折率、λは波長である。Δλ=λ2Δ+n/2 u 1. ［］ （＾／
11<(Il+/(lλ)1) where m is the order, ■ is the refractive index, and λ is the wavelength.
このように縦モード間隔があられされるので活性ＪｔＪ
３と光導波層２３．４３とは屈折率が異なることから
両者の縦モード間隔は異なるが、これらが互いに光学的
に結合されているので活ｆｉ層３と光導波層２３との両
者が一致した波長および活性層３と先導波層４３との両
者が一致した波長でのみ共振する。このため、活性層３
が戻り光など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光導波Ｗｉ２３．４３とは共振でき
ないため該活性層３の縦モードはこの光導波層２３，４
３のそれぞ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 reduced in this way, the active JtJ
3 and the optical waveguide layer 23, 43 have different refractive indexes, so their longitudinal mode spacing is different, but since they are optically coupled to each other, both the active fi layer 3 and the optical waveguide layer 23 match. The active layer 3 and the leading wave layer 43 resonate only at the same wavelength. Therefore, the active layer 3
Even if the light tries to fly to another adjacent longitudinal mode due to returned light, etc., the longitudinal mode cannot resonate with the optical waveguide Wi23, 43, so the longitudinal mode of the active layer 3 is transferred to the optical waveguide layer 23, 4.
It will be locked to each of 3. In this way, the semiconductor laser of this embodiment can stabilize the longitudinal mode.
以上のように本発明によれば第１層クラッド層を該第
１クラッド層と同伝導型でｐ（またはｎ） −Ａｌｘ’
Ｇａ、−ｘ’Ａｓ層とｐ（またはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ、
−ｘ”Ａｓ層との間にｐ（またはｎ）−Ａｌｙ’Ｇａ、
ｙ’Ａｓ層（ただし、 ｌ ＜ ×Ｔ、 Ｉ ＜ ｘＩ
１、ｙ＜ｙ’）を形成して構成し前記第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） −Ａ
ｌｚ’ Ｇａ、−ｚ”Ａｓ層とｎ（またはｐ）−Ａｌ
ｚ”Ｇａ＋−ｚ”Ａｓ層との間にｎ（またはｐ）−Ａｌ
ｙ”Ｇａ１−ｙ”Ａｓ層（ただしｙｌ ｌ ＜ ｚｌ、
＋ １ ＜ ＺＩ Ｉ、ｙ＜ｙＩＩ、ｙ゛≠ｙ゛）を形
成して構成し、前記各Ａｌｙ’Ｇａｔ−ｙ’Ａｓ層、Ａ
ｌｙ”Ｇａ、−ｙ”Ａｓ層（先導液層という）と前記活
性層との間隔を互いに光学的１こ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間
隔に設定したので、活性層が戻り光の変化などにより池
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
のそれぞ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 above, according to the present invention, the first cladding layer is of the same conductivity type as the first cladding layer and p (or n) -Alx'
Ga, -x'As layer and p (or n)-Alx''Ga,
p (or n)-Aly'Ga between the -x''As layer,
y'As layer (where l < xT, I < xI
1, y<y'), and the second cladding layer is of the same conductivity type as the second cladding layer and is n (or p) -A.
lz' Ga, -z''As layer and n (or p)-Al
n (or p)-Al between the z"Ga+-z"As layer
y"Ga1-y"As layer (where yl l < zl,
+ 1 < ZI I, y < yII, y゛≠y゛), and each of the Aly'Gat-y'As layers, A
The distance between the ly"Ga, -y"As layer (referred to as the leading liquid layer) and the active layer is set to such a distance that they interact optically with each other and that the optical waveguide layer does not cause laser oscillation due to the operating current. Even if the active layer tries to jump to the longitudinal mode of the pond due to a change in the returned light, the longitudinal mode cannot resonate with the optical waveguide layer, so the longitudinal mode of the active layer is locked to each of the leading wave layers. Therefore, the longitudinal mode can be stabilized.
第１図は従来例の構造断面図、第２図は本発明の実施例
の構造断面図である。
１、、、ｐ（またはｎ）−ＧａＡｓ基板、２． 、６．
ｐ（またはｎ）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層（第１クラ
ッド層）、３゜０．ノンドープまたはｐまたはｎ −Ａ
１ｙ（ｉａｌ−ｙＡｓ層（活性層）、４．、、ｎ（ま
たはＩＩ）／＼１ｚＧａ、−ｚＡＳ層（第２クラツド）
＠）、５．、、ｎ＋（またはＩＩ＋）−ＧａＡｓ層、６
１０．Ｔｉ層、７，０．ｌＸｕ層、Ｆｉ。
、、ＡｕＧｅ層、２１．、．１＋（またはｎ） −Ａｌ
ｘ’（ｉａｌ−ｘ’Ａｓ層、２２０．、ｐ（またはｎ
） −Ａ ｌ ｘ ” （ｉ ａ １−）＋”Ａｓｌ、
２３．、、’ｒｌ−（またはｐ） Ａ ｌｙ’（ｉａｌ
−ｙ’Ａｓ層（光導波層）、４］、、、ｎ（または＋＋
） Ａ Ｉ ／、’ＧＩＩＩｌ−ｚ’Ａｓ層、４２．
、、＋＋（またはｐ）−１＼ｌｚ”（：ａ＋−ｚ”Ａｓ
層、４３．、、ｎ（またはｐ）−Ａ ｌｙ” ＱａＩ−
ｙ”Ａｓ層、
出願人 ローム株式会社
代理人 弁理士 両口１和秀
第１図
５′FIG. 1 is a structural sectional view of a conventional example, and FIG. 2 is a structural sectional view of an embodiment of the present invention. 1. p (or n)-GaAs substrate, 2. ,6.
p (or n)-AlxGa, -xAs layer (first cladding layer), 3°0. Non-doped or p or n-A
1y (ial-yAs layer (active layer), 4.,, n (or II)/\1zGa, -zAS layer (second cladding)
@), 5. , , n+ (or II+)-GaAs layer, 6
10. Ti layer, 7,0. lXu layer, Fi. , , AuGe layer, 21. ,．． 1+ (or n) -Al
x'(ial-x'As layer, 220., p(or n
) −A l x ” (ia 1-) + “Asl,
23. ,,'rl-(or p)Aly'(ial
-y'As layer (optical waveguide layer), 4], , n (or ++
) A I /,'GIIIl-z'As layer, 42.
,,++(or p)-1\lz"(:a+-z"As
layer, 43. ,, n (or p)-A ly” QaI-
y”As layer, Applicant ROHM Co., Ltd. Agent Patent Attorney Kazuhide Ryoguchi 1 Figure 1 5'
Claims (2)
ｎ） −ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層（第１クラッド層とい
う）と、ノンドープまたはｐまたはｎ −Ａ １ｙＧａ
Ｉ−ｙＡｓ層（活性層という）と、１１（またはｐ）
−Ａ ＩｚＧａｌ−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１２ラツド層と同伝導型でｐ
（またはｎ）−Ａｌｘ’Ｇａ、−ｘ’Ａｓ層と１）（ま
たはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ、−ｘ”Ａｓ層との間に＋＋（
またはｎ）−Ａｌｙ’Ｇａ、−ｙ’ＡｓｗＩ（ただし
ｌ ＜ ×１１．ｌ＜ｙＩＩ、ｙ＜ｙ”）を形成して構
成するとともに前記第２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 ｌｚ” Ｇａ１−
ｚ’ Ａｓ層とｎ（またはｐ）−Ａｌｚ”Ｇａ、−ｚ”
Ａｓ層との間にｎ（またはｐ）−Ａｌｙ”Ｇａ、−ｙ”
Ａｓ層（ただし、 ｌ ｌ ＜ ｚＩ、ｙＩＩ＜ｚ゛、
Ｚ＜ 、 ｌ ｌ、ｙ゛≠ｙ゛）を形成して構成し、前
記側Ａ ｌｙ’ Ｇａ＋−ｙ’ Ａｓ層および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
してなる半導体レーザ。(1) A p (or n) -AlxGa, -xAs layer (referred to as a first cladding layer) on an I) (or n) -GaAs substrate, and a non-doped or p or n -A 1yGa layer.
I-yAs layer (referred to as active layer) and 11 (or p)
-A IzGal-zAs layer (referred to as second cladding layer)
In a striped semiconductor laser in which
The first cladding layer is of the same conductivity type as the twelfth cladding layer.
Between the (or n)-Alx'Ga, -x'As layer and the 1) (or n)-Alx"Ga, -x"As layer ++(
or n) -Aly'Ga, -y'AswI (but
l < ×11. 1<yII, y<y''), and the second cladding layer is of the same conductivity type as the second cladding layer and has the same conductivity type as the second cladding layer.
z' As layer and n (or p)-Alz"Ga, -z"
n (or p)-Aly"Ga, -y" between the As layer
As layer (however, l l < zI, yII < z゛,
Z < , l l, y゛≠y゛), and the side A ly'Ga+-y'As layer and Aly''
A semiconductor laser in which the distance between a Ga, -y''As layer (referred to as a leading wave layer) and the active layer is set to such a distance that they optically interact with each other and the leading wave layer does not cause laser oscillation due to an operating current. .
ＩＩ）／＼１ｘＧａ＋−ｘＡｓ層（第１クラツドノ１４
という）と、７ンドープまたは１）またはｎ−ＡｌｙＧ
ａ、−ｙＡｓ層（活性層という）と、ｎ（またはｐ）
−Ａ １ｚＧａ１−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層クラッド層を１）（または口）
−ノ＼１＼’Ｇｕ１−Ｘ’Ａて７層とｐ（またはｎ）−
Ａｌｘ”（ｉａ、−ｘ”Ａｓ層との開に１賢またはｕ）
−Ａｌｙ’Ｇａ＋−ｙ’Ａｓ層（たたし Ｉ ／ ｘｌ
、 Ｉ／ｘＩＩ、ｙ＜ｙ’）を形成するとともに１１１
ｊ記第２クランド層を１１（またはｐ） Ａｌｚ’（ｉ
ａ、−ｚ’Ａｓ層と１１（またはｐ）−Ａｌｚ”Ｇａ＋
−ｚ”Ａｓ層との間に＋＋（または＋＋）−Ａｌｙ”Ｇ
ａ＋−ｙ”Ａｓ層（ただし ｌ ｌ ＜ ｚｌ、 １１
＜ ｚ １゛、ｚ＜ ｙｌ ７、ｙ゛≠ｙ゛）を形成
し、１ｉｉｊ記両Ａ ｌ ｙ ’ Ｃｉ ａ １−ｙ’
Ａｓ層、Ａ ｌｙ” Ｇａ１−ｙ” ／’ｓＪＭ （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′ｒＩｉｊ記光導波層が動作電流−
二よ；）レーザ発振を起こさない間隔に設定することに
より半導体レーザを製造する方法。(2) 1) (or II)/\1xGa+-xAs layer (first clad layer 14) on the p (or n)-GaAs substrate.
), 7-doped or 1) or n-AlyG
a, -yAs layer (referred to as active layer) and n (or p)
-A 1zGa1-zAs layer (referred to as second cladding layer)
In the method of manufacturing a stripe-shaped semiconductor laser by forming the first cladding layer 1) (or
-ノ\1\'Gu1-X'A 7 layers and p (or n)-
Alx" (ia, -x" 1 wise or u in the gap with the As layer)
-Aly'Ga+-y'As layer (Tatashi I/xl
, I/xII, y<y') and 111
11 (or p) Alz'(i
a, -z'As layer and 11 (or p)-Alz"Ga+
++ (or ++)-Aly”G between −z”As layer
a+-y”As layer (where l l < zl, 11
< z 1゛, z< yl 7, y゛≠y゛), and both A ly ' Ci a 1-y'
The As layer, A ly"Ga1-y"/'sJM (referred to as a leading wave layer), and the active layer interact optically with each other, and the optical waveguide layer 'rIij' controls the operating current -
2) A method of manufacturing semiconductor lasers by setting intervals that do not cause laser oscillation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173808A JP2584606B2 (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173808A JP2584606B2 (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064490A true JPS6064490A (en) | 1985-04-13 |
| JP2584606B2 JP2584606B2 (en) | 1997-02-26 |
Family
ID=15967540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58173808A Expired - Lifetime JP2584606B2 (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584606B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0385388A2 (en) * | 1989-02-28 | 1990-09-05 | Omron Corporation | Ridge-waveguide semiconductor laser |
Citations (3)
| 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 JP58173808A patent/JP2584606B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JP2584606B2 (en) | 1997-02-26 |
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