JPS61125186A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS61125186A JPS61125186A JP59247609A JP24760984A JPS61125186A JP S61125186 A JPS61125186 A JP S61125186A JP 59247609 A JP59247609 A JP 59247609A JP 24760984 A JP24760984 A JP 24760984A JP S61125186 A JPS61125186 A JP S61125186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- longitudinal mode
- grating
- wavelength
- diffraction grating
- semiconductor light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01S5/1206—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 having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置、特に単一の縦モードを容易に
実現することが可能な分布帰還形半導体レーザの構造に
関する。
実現することが可能な分布帰還形半導体レーザの構造に
関する。
光通信等の光を情報信号の媒体とするシステムの光源と
して、半導体発光装置特にレーザが極めて重要な役割を
果たしている。
して、半導体発光装置特にレーザが極めて重要な役割を
果たしている。
これらのシステムの高度化及び多様化を推進するために
、半導体発光装置を一層改善する努力が続けられている
が、半導体レーザの発振モードの制御が現在大きいテー
マとなっている。
、半導体発光装置を一層改善する努力が続けられている
が、半導体レーザの発振モードの制御が現在大きいテー
マとなっている。
従来行われている半導体レーザの多くは、活性層等に垂
直な１対の臂開面によってファプリー・ペロー形共振器
が設けられ、共振系内で最大の利得を持つ波長の近傍に
おいて利得と損失とが釣り合ってレーザ発振が行われる
。この状態における反射鏡間の定在波、すなわち縦モー
ドのモード次数は例えば２０００程度と太き（、温度変
化によるエネルギーバンドギャップの変化などによって
発振波長が容易に変化して、縦モードを制御することが
出来ない。
直な１対の臂開面によってファプリー・ペロー形共振器
が設けられ、共振系内で最大の利得を持つ波長の近傍に
おいて利得と損失とが釣り合ってレーザ発振が行われる
。この状態における反射鏡間の定在波、すなわち縦モー
ドのモード次数は例えば２０００程度と太き（、温度変
化によるエネルギーバンドギャップの変化などによって
発振波長が容易に変化して、縦モードを制御することが
出来ない。
縦モードを制御することが可能な半導体レーザとして、
共振器の帰還を光導波路の界面に設けた周期的構造すな
わち回折格子によって選択的に行う構造の分布帰還形（
ＤＰＢ） レーザが既に知られている。
共振器の帰還を光導波路の界面に設けた周期的構造すな
わち回折格子によって選択的に行う構造の分布帰還形（
ＤＰＢ） レーザが既に知られている。
この回折格子は、第２図に示す如く、ブラ、７グ波長ハ
（回折格子の周期の２倍）において、反射率（実線）は
極大、透過率（破線）は極小となるが、回折格子による
反射では、光波の位相が１回の反射で壺π変化し、１往
復では位相変化がπすなわち反転するために、このブラ
ッグ波長では発振せず、共振器の１端面から他の端面ま
での伝播中に回折格子に対して士（壺±ｎ）πの位相の
ずれを生ずる波長で正帰還となり、レーザ発振が行われ
る。この発振条件のうち位相のずれが士＋πである２波
長について闇値電流が最も小さく、従来のＤＦＢレーザ
の縦モードは図に示す如く、この２波長λ１、λ２のモ
ードからなる。
（回折格子の周期の２倍）において、反射率（実線）は
極大、透過率（破線）は極小となるが、回折格子による
反射では、光波の位相が１回の反射で壺π変化し、１往
復では位相変化がπすなわち反転するために、このブラ
ッグ波長では発振せず、共振器の１端面から他の端面ま
での伝播中に回折格子に対して士（壺±ｎ）πの位相の
ずれを生ずる波長で正帰還となり、レーザ発振が行われ
る。この発振条件のうち位相のずれが士＋πである２波
長について闇値電流が最も小さく、従来のＤＦＢレーザ
の縦モードは図に示す如く、この２波長λ１、λ２のモ
ードからなる。
縦モードを単一にするために反射率に非対称性を与える
構造が既に試みられているが、十分な不要モード抑制効
果を得るに至らない。またこの目的のために第３図に示
す如き構造が提案されている。図において、１１は活性
層、１２は導波層、１３及び１４は閉じ込め層であり、
導波層１２と閉じ込め層１３との界面に回折格子１５が
形成されている。本従来例では回折格子１５の周期をそ
の中間の位置１６で壺π飛躍させることにより＋πの位
相差を与えているが、この構造を実現することは極めて
困難である。
構造が既に試みられているが、十分な不要モード抑制効
果を得るに至らない。またこの目的のために第３図に示
す如き構造が提案されている。図において、１１は活性
層、１２は導波層、１３及び１４は閉じ込め層であり、
導波層１２と閉じ込め層１３との界面に回折格子１５が
形成されている。本従来例では回折格子１５の周期をそ
の中間の位置１６で壺π飛躍させることにより＋πの位
相差を与えているが、この構造を実現することは極めて
困難である。
以上説明した如く、単純な対称構造のＤＦＢレーザでは
縦モードが単一ではなく、その単一化について従来満足
すべき結果が得られていないために、効果的な縦モード
単一化の手段が強く要望されている。
縦モードが単一ではなく、その単一化について従来満足
すべき結果が得られていないために、効果的な縦モード
単一化の手段が強く要望されている。
前記問題点は、半導体基体内に、光を選択的に帰還して
レーザ発振を行わせる第１の周期的構造と、前記帰還を
選択的に減衰させる第２の周期的構造とを備えてなる本
発明による半導体発光装置により解決される。
レーザ発振を行わせる第１の周期的構造と、前記帰還を
選択的に減衰させる第２の周期的構造とを備えてなる本
発明による半導体発光装置により解決される。
本発明による半導体発光装置の第１の周期的構造は、従
来のＤＦＢレーザの周期的構造と変わりはなく、これに
よって先に第２図に示した如く、ブラッグ波長λ３の上
下の正帰還となる２波長λ２、λ２について闇値電流が
実際上等しくなる。
来のＤＦＢレーザの周期的構造と変わりはなく、これに
よって先に第２図に示した如く、ブラッグ波長λ３の上
下の正帰還となる２波長λ２、λ２について闇値電流が
実際上等しくなる。
本発明では第２の周期的構造としてグレーティング バ
ンドエリミネート フィルタを付加し、これによって前
記２波長ス１、λ２の一方の透過率を減少させて、単−
縦モードのレーザ発振を可能にする。
ンドエリミネート フィルタを付加し、これによって前
記２波長ス１、λ２の一方の透過率を減少させて、単−
縦モードのレーザ発振を可能にする。
第１図（ａ）は前記の動作の説明図であり、ブラッグ波
長λ８い正帰還となる２波長がλ８、λ２のＤＦＢ回折
格子に対して、ブラッグ波長λ３□のグレーティング
バンドエリミネート フィルタを設けて、波長λ、近傍
の透過率を図に例示する如く大幅に減少させ、波長λ２
の単−縦モードの発振を得ている。
長λ８い正帰還となる２波長がλ８、λ２のＤＦＢ回折
格子に対して、ブラッグ波長λ３□のグレーティング
バンドエリミネート フィルタを設けて、波長λ、近傍
の透過率を図に例示する如く大幅に減少させ、波長λ２
の単−縦モードの発振を得ている。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図（ｂ）は本発明の実施例の主要部分を示す模式側
断面図である。
断面図である。
図において、１は第１の閉じ込め層、２は第１の導波層
、３は活性層、４は第２の導波層、５は第２の閉じ込め
層であり、ＤＦＢ回折格子６は第１の導波層２と第１の
閉じ込め層ｌとの界面に、またグレーティング バンド
エリミネート フィルタ７は第２の導波層４と第２の閉
じ込め層５との界面にそれぞれ形成されている。
、３は活性層、４は第２の導波層、５は第２の閉じ込め
層であり、ＤＦＢ回折格子６は第１の導波層２と第１の
閉じ込め層ｌとの界面に、またグレーティング バンド
エリミネート フィルタ７は第２の導波層４と第２の閉
じ込め層５との界面にそれぞれ形成されている。
本実施例において例えば、ＤＦＢ回折格子６はそのピッ
チＡ、を２０００人、深さを約１０００人とし、グレー
ティング バンドエリミネート フィルタ７はそのピッ
チΔ２を１９９０人、深さを約５００人として、両者の
ピッチに１０人の差を設けている。この構造によって、
短波長側のモードを抑制して、長波長側の単−縦モード
のレーザ発振を得ている。
チＡ、を２０００人、深さを約１０００人とし、グレー
ティング バンドエリミネート フィルタ７はそのピッ
チΔ２を１９９０人、深さを約５００人として、両者の
ピッチに１０人の差を設けている。この構造によって、
短波長側のモードを抑制して、長波長側の単−縦モード
のレーザ発振を得ている。
なおグレーティング バンドエリミネート フィルタ７
のピッチＡ２をＤＦＢ回折格子６のピッチ八、より大き
（すれば、長波長側のモードを抑制することができる。
のピッチＡ２をＤＦＢ回折格子６のピッチ八、より大き
（すれば、長波長側のモードを抑制することができる。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、ＤＦＢレーザを単一
の縦モードで発振させることが可能となり、所要の波長
の単−縦モードの半導体レーザを容易に提供することが
できる。
の縦モードで発振させることが可能となり、所要の波長
の単−縦モードの半導体レーザを容易に提供することが
できる。
第１図（ａ）は本発明による半導体発光装置の動作の説
明図、 第１図ｆｂ）は本発明の実施例の主要部分を示す模式側
断面図、 第２図は従来のＤＦＢレーザの説明図、第３図は従来例
の模式側断面図である。 図において、 ■は第１の閉じ込め層、 ２は第１の導波層、 ３は活性層、 ４は第２の導波層、 ５は第２の閉じ込め層、 ６はＤＦＢ回折格子、 ７はグレーティング バンドエリミネート フィルタを
示す。 第 １ 図 （す （ｂン
明図、 第１図ｆｂ）は本発明の実施例の主要部分を示す模式側
断面図、 第２図は従来のＤＦＢレーザの説明図、第３図は従来例
の模式側断面図である。 図において、 ■は第１の閉じ込め層、 ２は第１の導波層、 ３は活性層、 ４は第２の導波層、 ５は第２の閉じ込め層、 ６はＤＦＢ回折格子、 ７はグレーティング バンドエリミネート フィルタを
示す。 第 １ 図 （す （ｂン
Claims (1)
- 半導体基体内に、光を選択的に帰還してレーザ発振を行
わせる第１の周期的構造と、前記帰還を選択的に減衰さ
せる第２の周期的構造とを備えてなることを特徴とする
半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247609A JPS61125186A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247609A JPS61125186A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61125186A true JPS61125186A (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=17166049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247609A Pending JPS61125186A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61125186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0314490A2 (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-03 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| JP2014017347A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247609A patent/JPS61125186A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0314490A2 (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-03 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| JP2014017347A (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ |
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