JPS61125187A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS61125187A JPS61125187A JP59247610A JP24761084A JPS61125187A JP S61125187 A JPS61125187 A JP S61125187A JP 59247610 A JP59247610 A JP 59247610A JP 24761084 A JP24761084 A JP 24761084A JP S61125187 A JPS61125187 A JP S61125187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- region
- pitch
- lambda1
- periodic structure
- 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程度と大きく、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程度と大きく、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、
共振器の帰還を先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（
ＤＦＢ） レーザが既に知られている。
共振器の帰還を先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（
ＤＦＢ） 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、ブラソグ波長λ８
（回折格子の周期の２倍）において、反射率（実ｖＡ
）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＋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（士±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千支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、Ａ２
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ｖＡ
）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＋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（士±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千支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、Ａ２
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、１は活性層
、２は導波層、３及び４は閉じ込め層であり、導波層２
と閉じ込め層３との界面に回折格子５が形成されている
。本従来例では回折格子５の周期をその中間の位置６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、１は活性層
、２は導波層、３及び４は閉じ込め層であり、導波層２
と閉じ込め層３との界面に回折格子５が形成されている
。本従来例では回折格子５の周期をその中間の位置６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、光を選択的に帰還する周期的構造が、第
１の周期の領域と、該領域の中間に挿入された第２の周
期の領域とからなり、該第１の周期に対応するブラッグ
波長の光波に対する該周期的構造の位相差が、該第２の
周期の領域の両端間で（士±ｎ）π（但しｎは整数を表
す）変化する本発明による半導体発光装置により解決さ
れる。
１の周期の領域と、該領域の中間に挿入された第２の周
期の領域とからなり、該第１の周期に対応するブラッグ
波長の光波に対する該周期的構造の位相差が、該第２の
周期の領域の両端間で（士±ｎ）π（但しｎは整数を表
す）変化す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ＤＦＢレーザでは、光を選択的に帰還する
周期的構造すなわち回折格子の中間に、周期（ピッチ）
がこれとは異なる領域を設ける。
周期的構造すなわち回折格子の中間に、周期（ピッチ）
がこれとは異なる領域を設ける。
その条件としては、ピッチがＡ１である回折格子の中間
の長さしの領域のピッチをＡ２に変更し、この領域長の
位相角にピンチがＡ１である場合との差 Δβ、Ｌ＝（π／Δ１−π／ΔＺ）Ｌ ＝（士±ｎ）π を与える。
の長さしの領域のピッチをＡ２に変更し、この領域長の
位相角にピンチがＡ１である場合との差 Δβ、Ｌ＝（π／Δ１−π／ΔＺ）Ｌ ＝（士±ｎ）π を与える。
但しｎは整数、β１はピッチが八〇である回折格子の格
子伝播定数で、 β１＝π／ Ａ Ｉ である。
子伝播定数で、 β１＝π／ Ａ Ｉ である。
この構造により、ピッチＡ、の領域からそのブラッグ波
長λ３１＝２Δ１の光波がとソチＡ２の領域に入るとき
、このピッチＡ２の領域を伝播する間に回折格子に対し
て（１／２±ｎ）πの位相差を生じて、ブラッグ波長λ
□のレーザ発振が可能となり、単一の縦モードが実現さ
れる。
長λ３１＝２Δ１の光波がとソチＡ２の領域に入るとき
、このピッチＡ２の領域を伝播する間に回折格子に対し
て（１／２±ｎ）πの位相差を生じて、ブラッグ波長λ
□のレーザ発振が可能となり、単一の縦モードが実現さ
れる。
なお以上説明したピッチを変化させて位相差を与える領
域は、これを回折格子の中央に設けた場合に閾値電流が
最小となり、中央から離れるに従って闇値電流が増大す
る。
域は、これを回折格子の中央に設けた場合に閾値電流が
最小となり、中央から離れるに従って闇値電流が増大す
る。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図（ａｌ及び（１））はそれぞれ本発明の実施例の
主要部分を示す模式側断面図である。
主要部分を示す模式側断面図である。
各図において、１は活性層、２は導波層、３及び４は閉
じ込め層であり、導波層２と閉じ込め層３との界面に回
折格子５が形成されている。
じ込め層であり、導波層２と閉じ込め層３との界面に回
折格子５が形成されている。
第１図（ａｌに示す実施例は、Ａ２〉Ａ１とした場合で
、（列えば、Ａ、 ＝２０００人、Δ、 ＝２０１０人
、ｎ−０として、前記式によりＬ＝２０．１−としてい
る。
、（列えば、Ａ、 ＝２０００人、Δ、 ＝２０１０人
、ｎ−０として、前記式によりＬ＝２０．１−としてい
る。
同図（ｂ）に示すＡ２〈Ａ、の場合についても同様であ
る。
る。
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、特に主たる回折格子のブラッグ波長で発
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、特に主たる回折格子のブラッグ波長で発
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図は本発明の実施例の主要部分を示す模式第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、 １は活性層、 ２は感波層、 ３及び４は閉じ込め層、 ５は回折格子を示す。 第 １ 図 （グ） ： ： （シ）
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、 １は活性層、 ２は感波層、 ３及び４は閉じ込め層、 ５は回折格子を示す。 第 １ 図 （グ） ： ： （シ）
Claims (1)
- 光を選択的に帰還する周期的構造が、第１の周期の領域
と、該領域の中間に挿入された第２の周期の領域とから
なり、該第１の周期に対応するブラッグ波長の光波に対
する該周期的構造の位相差が、該第２の周期の領域の両
端間で（１／２±ｎ）π（但しｎは整数を表す）変化す
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 |
|---|---|---|---|
| JP59247610A JPS61125187A (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 |
|---|---|---|---|
| JP59247610A JPS61125187A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61125187A true JPS61125187A (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=17166063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247610A Pending JPS61125187A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61125187A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122188A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| JPS63299390A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0376291A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 単一波長発振半導体レーザ装置 |
| JP2017204601A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2017204600A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247610A patent/JPS61125187A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122188A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| JPS63299390A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0376291A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 単一波長発振半導体レーザ装置 |
| JP2017204601A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2017204600A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
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