JPS6066490A - 単一軸モ−ド半導体レ−ザ - Google Patents
単一軸モ−ド半導体レ−ザInfo
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- JPS6066490A JPS6066490A JP58174624A JP17462483A JPS6066490A JP S6066490 A JPS6066490 A JP S6066490A JP 58174624 A JP58174624 A JP 58174624A JP 17462483 A JP17462483 A JP 17462483A JP S6066490 A JPS6066490 A JP S6066490A
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- Japan
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- layer
- optical waveguide
- dbr
- semiconductor laser
- region
- Prior art date
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
本発明は、発振波長を制御することのできる単一軸モー
ド半導体レーザに関する。
ド半導体レーザに関する。
光フアイバ通信システムの実用化が進む一方で、長距離
・大谷量化を目指す技術の進展は目覚ましいものがある
。１００ｋＩＩを越える中継距離での伝送を行う場合に
は、光ファイバの伝送損失を小さくする必要があるとと
もに、光源としての半導体レーザには光フアイバ内の波
長分散の影響をなくすため単一軸モード動作が要求され
る。この様な半導体レーザとしては結晶内部に回折格子
を組み込んだ構造の分布帰還形半４体レーザ（以下ＤＦ
Ｂレーザと略す）、あるいは分布反射形半導体レーザ（
以下ＤＢＲレーザと略す）が開発されて来た。
・大谷量化を目指す技術の進展は目覚ましいものがある
。１００ｋＩＩを越える中継距離での伝送を行う場合に
は、光ファイバの伝送損失を小さくする必要があるとと
もに、光源としての半導体レーザには光フアイバ内の波
長分散の影響をなくすため単一軸モード動作が要求され
る。この様な半導体レーザとしては結晶内部に回折格子
を組み込んだ構造の分布帰還形半４体レーザ（以下ＤＦ
Ｂレーザと略す）、あるいは分布反射形半導体レーザ（
以下ＤＢＲレーザと略す）が開発されて来た。
本発明者は、ＤＦＢレーザ、ＤＢＲレーザの欠点を改良
した構造の単一軸モード半導体レーザを発明した。これ
は分布ヅ坩還（ＤＦＢ）領域に分布反射（ＤＢＲ）領域
を接続させている構造の単一軸モード半導体レーザであ
シ、主軸モードと副主軸モードとの間の閾値利得の差を
従来のＤＦＢレーザやＤＢＲレーザよりも大きくできる
ことを特徴としていた。しかしながら、成長層の膜厚、
あるいは組成の若干のばらつきによル、ＤＢＲ領域中の
導波路の実効屈折率が変化して、主軸モードと副軸モー
ドとの間の閾値利得の差が小さくなる場合もあシ、この
様な素子では５がらｌｏｍＷの光出力で副軸モードが発
］辰したシ、又温度を変化させた場合に主軸モードから
副軸モードへと軸モードのジャンプが生じるといったこ
とが見られた。
した構造の単一軸モード半導体レーザを発明した。これ
は分布ヅ坩還（ＤＦＢ）領域に分布反射（ＤＢＲ）領域
を接続させている構造の単一軸モード半導体レーザであ
シ、主軸モードと副主軸モードとの間の閾値利得の差を
従来のＤＦＢレーザやＤＢＲレーザよりも大きくできる
ことを特徴としていた。しかしながら、成長層の膜厚、
あるいは組成の若干のばらつきによル、ＤＢＲ領域中の
導波路の実効屈折率が変化して、主軸モードと副軸モー
ドとの間の閾値利得の差が小さくなる場合もあシ、この
様な素子では５がらｌｏｍＷの光出力で副軸モードが発
］辰したシ、又温度を変化させた場合に主軸モードから
副軸モードへと軸モードのジャンプが生じるといったこ
とが見られた。
従って本発明では、これらのばらつきが生じることを考
慮し、これを補償し安定な単一軸モードで発振する単一
軸モード半導体レーザを提供することにある。
慮し、これを補償し安定な単一軸モードで発振する単一
軸モード半導体レーザを提供することにある。
本発明によれば、活性層を含む実効屈折率が周期的に変
化している分布帰還光導波路と、実効屈折率が周期的に
変化している分布反射光導波路とが同−半導体基板上に
光学的に接続されて形成されておシ、かつ前記分布反射
光導波路へ電流を注入するための制御電極を備えている
仁と全特徴とする単一軸モード半導体レーザが得られる
。
化している分布帰還光導波路と、実効屈折率が周期的に
変化している分布反射光導波路とが同−半導体基板上に
光学的に接続されて形成されておシ、かつ前記分布反射
光導波路へ電流を注入するための制御電極を備えている
仁と全特徴とする単一軸モード半導体レーザが得られる
。
に
本発明の詳細な説明する削殊本発明の基本概念を簡単に
説明する。第１図は従来構造の単一軸モードの模式図で
ある。２次の回折格子（周期Ａ）が形成された半導体基
板１の上に、紙面に対し左側半分にＤＦＢ領域１０１を
形成する光ガイド層２と活性層３が積層され、右側半分
にはＤＢＲ領域１０２を形成するＤＢＲ層５か積層され
、これらの層はクラッド層４で埋め込まれている。この
構造の単一軸モード半導体レーザの闇値利得を第２図に
模式的に示す。ＤＦＢ領域１０１での閾値利得はＤＦＢ
領域１０１の実効屈折率をＮｅｆｆとして、Ｎｅ ｆ
ｆＸＡ で与えられるブラッグ波長λ８の両側で非対称
であシ、λＨからはずれるに従い各軸モードの闇値利得
は増加して行く。これを（ａ−１） 、 （ｂ−ｘ ）
に示す。またＤＢＲ領域１０２での反射率の波長依存性
は、ＤＢＲ領域１０２の実効屈折率をＮｅｆｆとして＜
ｔｔＸＡで与えられるブラッグ波長λＨの両側でほは対
称であシｌｎｇ２を縦軸として（ａ−２）、（ｂ−２）
に不しである。λ８が→−１の軸モードの波長に近い（
ａ）の場合には全体の軸モード七の間の閾値利得差が大
きくなるため、安定な単一軸モード動作を実現できる。
説明する。第１図は従来構造の単一軸モードの模式図で
ある。２次の回折格子（周期Ａ）が形成された半導体基
板１の上に、紙面に対し左側半分にＤＦＢ領域１０１を
形成する光ガイド層２と活性層３が積層され、右側半分
にはＤＢＲ領域１０２を形成するＤＢＲ層５か積層され
、これらの層はクラッド層４で埋め込まれている。この
構造の単一軸モード半導体レーザの闇値利得を第２図に
模式的に示す。ＤＦＢ領域１０１での閾値利得はＤＦＢ
領域１０１の実効屈折率をＮｅｆｆとして、Ｎｅ ｆ
ｆＸＡ で与えられるブラッグ波長λ８の両側で非対称
であシ、λＨからはずれるに従い各軸モードの闇値利得
は増加して行く。これを（ａ−１） 、 （ｂ−ｘ ）
に示す。またＤＢＲ領域１０２での反射率の波長依存性
は、ＤＢＲ領域１０２の実効屈折率をＮｅｆｆとして＜
ｔｔＸＡで与えられるブラッグ波長λＨの両側でほは対
称であシｌｎｇ２を縦軸として（ａ−２）、（ｂ−２）
に不しである。λ８が→−１の軸モードの波長に近い（
ａ）の場合には全体の軸モード七の間の閾値利得差が大
きくなるため、安定な単一軸モード動作を実現できる。
従って、λＨが＋１の軸モード近傍となる様にＤＢＲ層
の組成、膜厚を設定し所望のＮｅｆｆとなるようにすれ
ば良い。ところが液相成長法で結晶を行う場合などには
膜厚のばらつきが生じたシするため、ｌｊ１望のＮｅｆ
ｆにならない場合がある。たとえば第２図（ｂ）の場合
のようにＮＨｆｆが小さくなシ λＨが−ｌの軸モード
に近くなったシすると（ｂ−３）かられかるように−１
の軸モードと＋１の軸モードの閾値利得の差が小さくな
くかえって２本の軸モードで発振し易くなる。この様な
問題を解決するためには、素子作製後においてＤＢＲ領
域の実効屈折率を制御できれば良い。
の組成、膜厚を設定し所望のＮｅｆｆとなるようにすれ
ば良い。ところが液相成長法で結晶を行う場合などには
膜厚のばらつきが生じたシするため、ｌｊ１望のＮｅｆ
ｆにならない場合がある。たとえば第２図（ｂ）の場合
のようにＮＨｆｆが小さくなシ λＨが−ｌの軸モード
に近くなったシすると（ｂ−３）かられかるように−１
の軸モードと＋１の軸モードの閾値利得の差が小さくな
くかえって２本の軸モードで発振し易くなる。この様な
問題を解決するためには、素子作製後においてＤＢＲ領
域の実効屈折率を制御できれば良い。
第３図は本発明の単−軸上−ド半専体レーザの模式図で
ある。半導体層の構成は第１図と全く同じであるが、従
来はＤＦＢ領域１０１の活性層３にのみ電流を注入して
いたものを、電極を注入′電極４０と制御電極４１に２
分割して、活性層３と、ＪＪＢＲ層５の各々に独立に注
入電流Ｉａ、制御電流Ｉｃ を注入できる形状にしであ
る点が異なる。
ある。半導体層の構成は第１図と全く同じであるが、従
来はＤＦＢ領域１０１の活性層３にのみ電流を注入して
いたものを、電極を注入′電極４０と制御電極４１に２
分割して、活性層３と、ＪＪＢＲ層５の各々に独立に注
入電流Ｉａ、制御電流Ｉｃ を注入できる形状にしであ
る点が異なる。
ＤＢＲ層５に制御゛電流Ｉｅ を流しキャリアを蓄積さ
せると屈折率は小さくなる。従ってＤＢＲ領域１０２の
実効的な屈折率が制御’Ｋ ？ｋ Ｉ Ｃによ多制御で
きることになる。ＤＢＲ領域１０２の実効屈折率Ｎｅｆ
ｆが小さい方に変化できることを考えると、制御電流１
ｃがＯの場合の実効屈折率を大きい方に設定しておりは
良い。この素子のＤＦＢ領域１０１の閾値利＃を第４図
（ａ−１）に示す。これは従来と変らない。第４図（ａ
−２）にＤＢＲ領域１ １０２９反射率ｒをｌｎｇ２でボす。ＤＢＲ層５に電流
が注入されていない状態での反射率は破線で示されてい
るが、制御電流Ｉｃ を注入し、実効屈折率を小さくし
、λｆ（Ｉｃ）を＋１の軸モード付近に合わせた場合の
反射率は実線で示されている。
せると屈折率は小さくなる。従ってＤＢＲ領域１０２の
実効的な屈折率が制御’Ｋ ？ｋ Ｉ Ｃによ多制御で
きることになる。ＤＢＲ領域１０２の実効屈折率Ｎｅｆ
ｆが小さい方に変化できることを考えると、制御電流１
ｃがＯの場合の実効屈折率を大きい方に設定しておりは
良い。この素子のＤＦＢ領域１０１の閾値利＃を第４図
（ａ−１）に示す。これは従来と変らない。第４図（ａ
−２）にＤＢＲ領域１ １０２９反射率ｒをｌｎｇ２でボす。ＤＢＲ層５に電流
が注入されていない状態での反射率は破線で示されてい
るが、制御電流Ｉｃ を注入し、実効屈折率を小さくし
、λｆ（Ｉｃ）を＋１の軸モード付近に合わせた場合の
反射率は実線で示されている。
この時の全体の閾値利得は第４図（ａ−３）に示される
様に＋１の軸モードが最低で次の−ｌあるいは＋２の軸
モードとの間の１！１値利得の差が大きくとれることに
なり安定な単一軸モードで動作する。
様に＋１の軸モードが最低で次の−ｌあるいは＋２の軸
モードとの間の１！１値利得の差が大きくとれることに
なり安定な単一軸モードで動作する。
また制御電流Ｉｅを増加させて行くと、発振波長は＋２
の軸モードの発振波長から＋１．−１゜−２，・・・
の軸モードの発振波長へと数十Ａａ度変化させることが
できる。従って、この構造の単一軸モード半導体レーザ
では発振波長の選択も可能である。
の軸モードの発振波長から＋１．−１゜−２，・・・
の軸モードの発振波長へと数十Ａａ度変化させることが
できる。従って、この構造の単一軸モード半導体レーザ
では発振波長の選択も可能である。
以上が本発明の基本概念である。次に図面を用いて本発
明の詳細な説明する。
明の詳細な説明する。
第５図は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。ｎ
形ＩｎＰ半導体基板１１の上に周期３９５０Ａ。
形ＩｎＰ半導体基板１１の上に周期３９５０Ａ。
深さ１ｓｏｏ、にの２次の回折格子１００が全面に形成
されている。この上に最初に、ｎ形ｉ ｎＧ ａＡ ｓ
Ｐガイド層１２（発光成長にして１．１５μｍ組成、
膜厚０．２μｍ ）、ノンドープＩ ｎＧ ａＡ ｓ
Ｐ活性ｊｇｉ１３（発光波長にして１．３μｍ組成、膜
厚０．１ｐｍ）、Ｐ形■１り２ラド層１４（膜厚１．０
μが１）、およびｎ形ＩｎＧａＡｓＰキａｒツブ層１５
（発ｙｔ、波長にして１．１５／’Ｆｆｆ組成、膜厚０
．５ｐｍ ）を連続して偵ノーする。
されている。この上に最初に、ｎ形ｉ ｎＧ ａＡ ｓ
Ｐガイド層１２（発光成長にして１．１５μｍ組成、
膜厚０．２μｍ ）、ノンドープＩ ｎＧ ａＡ ｓ
Ｐ活性ｊｇｉ１３（発光波長にして１．３μｍ組成、膜
厚０．１ｐｍ）、Ｐ形■１り２ラド層１４（膜厚１．０
μが１）、およびｎ形ＩｎＧａＡｓＰキａｒツブ層１５
（発ｙｔ、波長にして１．１５／’Ｆｆｆ組成、膜厚０
．５ｐｍ ）を連続して偵ノーする。
次に回折格子ｌＯＯの周期が繰シ返される方向に対して
垂直方向に、部分的にこれらの成長層をエツチングで剥
離し、ｎ形ＩｎＰ基板１１表面の回折格子１００をｈ出
させる。次にノンドープＩｎＧａＡｓＰＤ ｆ３ Ｒ層
１６（発光波長にして１．２μＩｎ組成、ｊ膜厚０．４
μｍ）、ｐ形第２ ＩｎＰり２ツドＪｔＪ１７（膜厚０
．９／ＪＦｆｆ ）、ｎ形Ｉ ｎＧａＡ＋ｓＰ ｉ４２
キャップ層１８（発光波長にして１．１５ｐｍ組成、膜
厚０．５ｐｍ ）を積層する。次にストライプ状の電流
注入域３１゜３２を形成するためにｎ形ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１５およびｎ形ＩｎＧａＡ＋ｓＰ第２キャ７
プ層１８を突き抜ける深さで幅ｌＯμｍのＺｎ拡散を行
う。ｐ側にはＡ ｕ −Ｚ ｎ系の注入電極３３、およ
び制御電極３４を幅約１０μｍの婢３６で分離して形成
する。
垂直方向に、部分的にこれらの成長層をエツチングで剥
離し、ｎ形ＩｎＰ基板１１表面の回折格子１００をｈ出
させる。次にノンドープＩｎＧａＡｓＰＤ ｆ３ Ｒ層
１６（発光波長にして１．２μＩｎ組成、ｊ膜厚０．４
μｍ）、ｐ形第２ ＩｎＰり２ツドＪｔＪ１７（膜厚０
．９／ＪＦｆｆ ）、ｎ形Ｉ ｎＧａＡ＋ｓＰ ｉ４２
キャップ層１８（発光波長にして１．１５ｐｍ組成、膜
厚０．５ｐｍ ）を積層する。次にストライプ状の電流
注入域３１゜３２を形成するためにｎ形ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１５およびｎ形ＩｎＧａＡ＋ｓＰ第２キャ７
プ層１８を突き抜ける深さで幅ｌＯμｍのＺｎ拡散を行
う。ｐ側にはＡ ｕ −Ｚ ｎ系の注入電極３３、およ
び制御電極３４を幅約１０μｍの婢３６で分離して形成
する。
ｎ側にはＡ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ 系のｎ側金属電
極３５を形成する。ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の領域の
長さを３００＃ｍ、 ＩｎＧａＡｇＰ Ｄ Ｂ ＲＪｖ
ｌｌ ６の領域の長さを３００μｍとして弁開し素子特
性を計画した。注入電極へ３００ｍＡの注入電流を流し
ておき、制御電極へ、制御電流を０から１００ｍＡ程度
まで流すと発振波長が１．３００１μｍから、１．２９
９６ｐｍ。
極３５を形成する。ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の領域の
長さを３００＃ｍ、 ＩｎＧａＡｇＰ Ｄ Ｂ ＲＪｖ
ｌｌ ６の領域の長さを３００μｍとして弁開し素子特
性を計画した。注入電極へ３００ｍＡの注入電流を流し
ておき、制御電極へ、制御電流を０から１００ｍＡ程度
まで流すと発振波長が１．３００１μｍから、１．２９
９６ｐｍ。
１．２９８６μｍ、１．２９８１μｍへと次々にジャン
プした。
プした。
谷々の発振軸モードのとこで注入電流を変えて、発振閾
値を測定してみると、１．２９９６μｍの軸モードが最
も低い値１８０ｍＡを示した。従って、制御電流をこの
発振軸モードに合せ２３ｍＡとして、素子特性を評価し
てみると、室温２５℃で２５ｍＷ程度まで単一軸モード
で発振し、１０℃から最大６５℃のＣＷ動作温度限界ま
で安定単一の軸モードで発振することがわかった。これ
は制御電流を調節する仁とによシ発振させた室温で１．
２９９６ｐｍの波長の軸モードと、次の発振軸モードと
の間の閾値利得差を大きくすることができたためと考え
られる。
値を測定してみると、１．２９９６μｍの軸モードが最
も低い値１８０ｍＡを示した。従って、制御電流をこの
発振軸モードに合せ２３ｍＡとして、素子特性を評価し
てみると、室温２５℃で２５ｍＷ程度まで単一軸モード
で発振し、１０℃から最大６５℃のＣＷ動作温度限界ま
で安定単一の軸モードで発振することがわかった。これ
は制御電流を調節する仁とによシ発振させた室温で１．
２９９６ｐｍの波長の軸モードと、次の発振軸モードと
の間の閾値利得差を大きくすることができたためと考え
られる。
次に本発明の第２の実施例で必る埋め込み形構造の単一
軸モード半導体レーザを第６図（ａ） 、 （ｂ）の斜
視図でもって説明する。第６図（ａ）線第５図と類似の
多層＋ａウェハであるが、ｎ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１５、ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ第２キー？ ツブ層１８が
形成されていない点が異なる。またｎ形ＩｎＰ基板の面
方位は（００１）であシ、回折格子１００は＜ｉｉｏ＞
方向に繰シ返して形成されている。この多層膜ウェハを
用いて、第６図（ｂｌに示す埋め込み形半導体レーザを
作製する。即ち幅約７／１ｍ、深さ約２．５１１ｍの平
行な２本の溝５０．５１を＜１１０＞方向に平行に形成
し、その間に幅約１．７ｐｍのＩ ｎＧａＡｓＰ活性層
１３を含むメサストライプ５２を形成する。
軸モード半導体レーザを第６図（ａ） 、 （ｂ）の斜
視図でもって説明する。第６図（ａ）線第５図と類似の
多層＋ａウェハであるが、ｎ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１５、ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ第２キー？ ツブ層１８が
形成されていない点が異なる。またｎ形ＩｎＰ基板の面
方位は（００１）であシ、回折格子１００は＜ｉｉｏ＞
方向に繰シ返して形成されている。この多層膜ウェハを
用いて、第６図（ｂｌに示す埋め込み形半導体レーザを
作製する。即ち幅約７／１ｍ、深さ約２．５１１ｍの平
行な２本の溝５０．５１を＜１１０＞方向に平行に形成
し、その間に幅約１．７ｐｍのＩ ｎＧａＡｓＰ活性層
１３を含むメサストライプ５２を形成する。
その上にｐ形ＩｎＰ電流ブロック層１９（平坦部のｊ膜
厚は約０．５μｍ）、ｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層２０（
平坦部の膜厚は約０．５μｍ）をメサストライプ５２の
上部のみを除いて積層し、引き続きｐ形ＩｎＰ埋め込み
層２１（平坦部の膜厚は約１．０μｍ）。
厚は約０．５μｍ）、ｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層２０（
平坦部の膜厚は約０．５μｍ）をメサストライプ５２の
上部のみを除いて積層し、引き続きｐ形ＩｎＰ埋め込み
層２１（平坦部の膜厚は約１．０μｍ）。
ｐ形Ｉ ｎＧ ａＡ ｓ Ｐキャン１１ｍ ２２ （平
坦部の膜厚は約０．５ｐｍ）ｔ−積層する。ｐ側に、第
５図の場合と同様に、Ａｕ−Ｚｎ系の注入電極３３、お
よび制御１！極３４を幅約１０ｐｍの溝３６で分離して
形成する。ｎ側にはＡ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ系のｎ
側金属電極３５を形成する。この埋め込み形半導体レー
ザでは、注入電流が効率良くメサストライプ５２内のＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３に注入されるため、またＩ ｎＧ
ａＡｓＰ Ｄ Ｂ Ｒ層１６での横方向の光の閉じ込め
が良くなったため、動作特性が第１の実施例に比べ太幅
に向上した。第１の実施例の場合と同様にして、室温に
ｌ、最も低い閾値を示した１、２９９５ｐｍの発振軸モ
ードに合わせて、制御電流を５ｍＡに固定し素子特性を
評価したところ、室温での発振閾値は３０ｍＡ、紙面左
側の端面から出射する光の微分量子効率は２２％、又３
３ｍＷまで単一軸モードで動作し、１０℃から７５℃ま
での広い動作温度範囲内で単一軸モードで発振した。ま
た制御電流を変化させると、発振波長は１．３０００μ
ｍから、１．２９９５ｐｍ 、 １．２９８５／１ｍ
、 １．２９８０ｐＦｆｆ 、 １．２９７５Ｐｍへと
次々にジャンプして、発振波長を選択することができた
。
坦部の膜厚は約０．５ｐｍ）ｔ−積層する。ｐ側に、第
５図の場合と同様に、Ａｕ−Ｚｎ系の注入電極３３、お
よび制御１！極３４を幅約１０ｐｍの溝３６で分離して
形成する。ｎ側にはＡ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ系のｎ
側金属電極３５を形成する。この埋め込み形半導体レー
ザでは、注入電流が効率良くメサストライプ５２内のＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３に注入されるため、またＩ ｎＧ
ａＡｓＰ Ｄ Ｂ Ｒ層１６での横方向の光の閉じ込め
が良くなったため、動作特性が第１の実施例に比べ太幅
に向上した。第１の実施例の場合と同様にして、室温に
ｌ、最も低い閾値を示した１、２９９５ｐｍの発振軸モ
ードに合わせて、制御電流を５ｍＡに固定し素子特性を
評価したところ、室温での発振閾値は３０ｍＡ、紙面左
側の端面から出射する光の微分量子効率は２２％、又３
３ｍＷまで単一軸モードで動作し、１０℃から７５℃ま
での広い動作温度範囲内で単一軸モードで発振した。ま
た制御電流を変化させると、発振波長は１．３０００μ
ｍから、１．２９９５ｐｍ 、 １．２９８５／１ｍ
、 １．２９８０ｐＦｆｆ 、 １．２９７５Ｐｍへと
次々にジャンプして、発振波長を選択することができた
。
以上の実施例ではＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の発光波長
が１．３ｐｔｎ伺近であったが、勿論これに限定される
ことはなく、１５μｍ付近や、１．２μｍ刊近０波長帯
であっても同様の素子特性を実現できる。
が１．３ｐｔｎ伺近であったが、勿論これに限定される
ことはなく、１５μｍ付近や、１．２μｍ刊近０波長帯
であっても同様の素子特性を実現できる。
ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３の領域の下とＩｎＧａＡｇＰ
ｌ） Ｂ Ｒ層１６の下とで同じ回折格子１０００周期
であったが、これを各々の領、域で異なった周期にする
ことも可能である。またＩ ｎＧ ａＡ ｓＰ Ｄ Ｂ
ＲＪｇ１１６はＩｎＧａＡｓＰ活性層１３０片側の端
面に設けられていたが、両側の端面に設けることも可能
である。また材料としては、ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡ
ｓＰ系に限らず、Ｇ ａ Ａ ｓ基板上のＧａＡ／Ａｓ
系やＩ ｎＧａＡｓＰ系を用いることもできる。
ｌ） Ｂ Ｒ層１６の下とで同じ回折格子１０００周期
であったが、これを各々の領、域で異なった周期にする
ことも可能である。またＩ ｎＧ ａＡ ｓＰ Ｄ Ｂ
ＲＪｇ１１６はＩｎＧａＡｓＰ活性層１３０片側の端
面に設けられていたが、両側の端面に設けることも可能
である。また材料としては、ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡ
ｓＰ系に限らず、Ｇ ａ Ａ ｓ基板上のＧａＡ／Ａｓ
系やＩ ｎＧａＡｓＰ系を用いることもできる。
以上本発明の特徴をまとめると、Ｌ） Ｆ Ｂ領域とＤ
ＢＲ領域が接続された形の単一軸モード半導体レーザの
ＤＢＲ領域に電流を注入することによシ、発掘軸モード
の選択を行うことができ、また安定な単−一軸モード発
振を行なわせることが可能になったことである。
ＢＲ領域が接続された形の単一軸モード半導体レーザの
ＤＢＲ領域に電流を注入することによシ、発掘軸モード
の選択を行うことができ、また安定な単−一軸モード発
振を行なわせることが可能になったことである。
第１図は従来例の単一軸モード半導体レーザの模式図、
第２図（ａ−１）〜（ｂ−３）は従来例の単一軸モード
半導体レーザの発振閾値利得を説明する図、第３図は本
発明の単一軸モード半導体レーザの模式図、第４図（ａ
−１）〜（ａ−３）は本発明の単一軸モード半導体レー
ザの発振閾値利得を説ツＪする図、第５図は本発明の第
１の実施例をボす斜視図、第６図ｔａ＋ 、 ｆｂ）は
本発明の第２の実施例を示す斜視図である。 図中１は半冶１体基板、２は光ガイド層、３は活性層、
４はクラッド層、５はＩＪＢＲ層、４０は注入電極、４
１は制御電極、４３はｎｆｉｌり電極、１０１はＤＦＢ
領域、１０２はＤＢＲ領域、１１はｎ形ＩｎＰ基板、１
２はＩｎＧａＡ＋＋Ｐガイド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、１４はｐ形ＩｎＰり２ラド層、１５はｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層、１６はＩｎＧａＡｓＰＤＢＲ層
、１７はｐ形ＩｎＰ第２クラッド層、１８はｎ形ＩｎＧ
ａＡｓＰ第２キーｖｙプ層、１９はｐ形ＩｎＰ電流ブロ
ック層、２０はｎ形ＩｎＰ電流１ｊｌし込め層、２１は
ｐ形ＩｎＰ埋め込み層、２２はｐ形ＩｎＧａＡｇＰキー
’ｒｙプ層、３１．３２はＺｎの赳択拡散領域、３３は
注入電極、３４は制御電極、３５はｎ側合ｍ’＆極、３
６は分離の溝、５０．５１はΔＦ行な２本の溝、５２は
メサストライプ、１００は回折格子を示している。 戊理人弁理士 内腔 晋 、−′。 ＼、８’、＋′ 第１図 第２図 （の （ｂ） 第３図 第５図 ／／′ ／θθ
第２図（ａ−１）〜（ｂ−３）は従来例の単一軸モード
半導体レーザの発振閾値利得を説明する図、第３図は本
発明の単一軸モード半導体レーザの模式図、第４図（ａ
−１）〜（ａ−３）は本発明の単一軸モード半導体レー
ザの発振閾値利得を説ツＪする図、第５図は本発明の第
１の実施例をボす斜視図、第６図ｔａ＋ 、 ｆｂ）は
本発明の第２の実施例を示す斜視図である。 図中１は半冶１体基板、２は光ガイド層、３は活性層、
４はクラッド層、５はＩＪＢＲ層、４０は注入電極、４
１は制御電極、４３はｎｆｉｌり電極、１０１はＤＦＢ
領域、１０２はＤＢＲ領域、１１はｎ形ＩｎＰ基板、１
２はＩｎＧａＡ＋＋Ｐガイド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、１４はｐ形ＩｎＰり２ラド層、１５はｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層、１６はＩｎＧａＡｓＰＤＢＲ層
、１７はｐ形ＩｎＰ第２クラッド層、１８はｎ形ＩｎＧ
ａＡｓＰ第２キーｖｙプ層、１９はｐ形ＩｎＰ電流ブロ
ック層、２０はｎ形ＩｎＰ電流１ｊｌし込め層、２１は
ｐ形ＩｎＰ埋め込み層、２２はｐ形ＩｎＧａＡｇＰキー
’ｒｙプ層、３１．３２はＺｎの赳択拡散領域、３３は
注入電極、３４は制御電極、３５はｎ側合ｍ’＆極、３
６は分離の溝、５０．５１はΔＦ行な２本の溝、５２は
メサストライプ、１００は回折格子を示している。 戊理人弁理士 内腔 晋 、−′。 ＼、８’、＋′ 第１図 第２図 （の （ｂ） 第３図 第５図 ／／′ ／θθ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 活性層を含む実効屈折率が周期的に変化している分
布帰還光導波路と、実効Ａｔｌ折率が周期的に変化して
いる分イｌｊ反射光導波路とが同一半導体基板上に光学
的に接続されて形成されて形成されておシ、かつ前記分
布反射光導波路へ電流を注入するだめの制御電極を備え
ていることを特徴とする単一軸モード半導体レーザ。 ２、半導体基板上に、活性層と、前記活性層に隣嵌し前
記活性層よりも屈折率が小さく、かつ前記活性層を挾む
クラッド層よシも屈折率が大きく、かつ一方の側面に周
期構造が形成さｈている光ガイド層とを含む前記分布帰
還光導波路と、一方の側面に周期構造が形成されている
光導波路とを含む前記分布反射光導波路とが、前記活性
層と前記光導波層とが突き合わされた形状で接続されて
おシ、かつ前記分布反射光導波路の上部には、前記光導
波Ｊ＃へ電流を注入するための制御電極が形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単一軸
モード半導体レーザ。 ３、半導体基板上に周期構造が形成され、前記周期構造
の上に前記光ガイド層、及び光導波層が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の単一軸モ
ード半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174624A JPS6066490A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174624A JPS6066490A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066490A true JPS6066490A (ja) | 1985-04-16 |
Family
ID=15981845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174624A Pending JPS6066490A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066490A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598862A1 (fr) * | 1986-05-16 | 1987-11-20 | Bouley Jean Claude | Laser a semi-conducteur a reaction distribuee et a longueur d'onde continument accordable. |
| US4751710A (en) * | 1984-07-26 | 1988-06-14 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
| JPH01295471A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Fujikura Ltd | 光半導体素子 |
| FR2737813A1 (fr) * | 1995-08-08 | 1997-02-14 | France Telecom | Composant laser pour la generation d'ondes millimetriques |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58174624A patent/JPS6066490A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751710A (en) * | 1984-07-26 | 1988-06-14 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
| FR2598862A1 (fr) * | 1986-05-16 | 1987-11-20 | Bouley Jean Claude | Laser a semi-conducteur a reaction distribuee et a longueur d'onde continument accordable. |
| JPH01295471A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Fujikura Ltd | 光半導体素子 |
| FR2737813A1 (fr) * | 1995-08-08 | 1997-02-14 | France Telecom | Composant laser pour la generation d'ondes millimetriques |
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