JPS61141191A - 集積型半導体レ−ザ - Google Patents
集積型半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS61141191A JPS61141191A JP26302084A JP26302084A JPS61141191A JP S61141191 A JPS61141191 A JP S61141191A JP 26302084 A JP26302084 A JP 26302084A JP 26302084 A JP26302084 A JP 26302084A JP S61141191 A JPS61141191 A JP S61141191A
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- Japan
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- beta2
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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〕
この発明は、集積型半導体レーザに関し、特にその横モ
ード制御に関するものである。
ード制御に関するものである。
第５図は、例えば電子通信学会研究会０ＱＥ８４−５３
に示された２連集積型レーザの一例で、２連内部ストラ
イプレーザと称されたものの断面模式図である。１はｐ
−ＧａＡｓ基板、２はｐ −ＡｊｔＧａＡｓ下クラフト
層、りはＡ １１０ａＡｓ活性層、４はｎ−ＡｊＥＧａ
Ａｓ上クラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層、６は
ローＧａＡｓキャンプ層、７はｎ側電極、８はｐ側電極
、９は第１の導波路、１０は第２の導波路であり、２つ
の導波路９．１０の幅はＷ１間隔はＳである。
に示された２連集積型レーザの一例で、２連内部ストラ
イプレーザと称されたものの断面模式図である。１はｐ
−ＧａＡｓ基板、２はｐ −ＡｊｔＧａＡｓ下クラフト
層、りはＡ １１０ａＡｓ活性層、４はｎ−ＡｊＥＧａ
Ａｓ上クラッド層、５はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層、６は
ローＧａＡｓキャンプ層、７はｎ側電極、８はｐ側電極
、９は第１の導波路、１０は第２の導波路であり、２つ
の導波路９．１０の幅はＷ１間隔はＳである。
第６図は、第５図の従来例を変形した他の例を示し、電
流阻止層５を上クラッド層４上に設け、該上クラッド層
４と同じ結晶からなる埋込み層６ａで全体を埋込んでい
る。この構成はＭＯ−ＣＶＤ法によれば実現可能であり
、以下の説明はこの構造を基にして行なう。
流阻止層５を上クラッド層４上に設け、該上クラッド層
４と同じ結晶からなる埋込み層６ａで全体を埋込んでい
る。この構成はＭＯ−ＣＶＤ法によれば実現可能であり
、以下の説明はこの構造を基にして行なう。
次に動作について説明する。ｐ側電極８より流れ込む電
流は電流阻止層５により狭窄されるため２つの導波路９
．１０に集中する。活性層３に注入されたキャリアは、
該活性層３内で発光再結合し活性層３近傍に広がる。こ
の時、上クラッド層４が適度に薄いと、電流阻止層５の
ある部分では光が一部吸収損失を受けるため、電流阻止
層５のない２つの導波路９，１０に比べ、等価的な屈折
率が低下し、結果として光の導波路９．１０が形成され
る。なお、上記の光吸収は、電流阻止層５のバンドギャ
ップが、活性層３で生じる光のエネルギーより小さいこ
とに基づいている。また、第１及び第２の導波路９，１
０の幅Ｗは等しい。
流は電流阻止層５により狭窄されるため２つの導波路９
．１０に集中する。活性層３に注入されたキャリアは、
該活性層３内で発光再結合し活性層３近傍に広がる。こ
の時、上クラッド層４が適度に薄いと、電流阻止層５の
ある部分では光が一部吸収損失を受けるため、電流阻止
層５のない２つの導波路９，１０に比べ、等価的な屈折
率が低下し、結果として光の導波路９．１０が形成され
る。なお、上記の光吸収は、電流阻止層５のバンドギャ
ップが、活性層３で生じる光のエネルギーより小さいこ
とに基づいている。また、第１及び第２の導波路９，１
０の幅Ｗは等しい。
ここで、２つの導波路９．１０の間隔、即ち両者の中央
間の間隔Ｓを小さくして、各導波路９゜１０の光が相互
作用するようにすれば、通常の半導体レーザと同様な増
幅・帰還作用により発振が生じた時、２つの導波路９．
１０から成る２連レーザは同一波長で発振する。これを
位相同期発振という。
間の間隔Ｓを小さくして、各導波路９゜１０の光が相互
作用するようにすれば、通常の半導体レーザと同様な増
幅・帰還作用により発振が生じた時、２つの導波路９．
１０から成る２連レーザは同一波長で発振する。これを
位相同期発振という。
第７図（ａ）に、等価屈折率Ｎｅの分布、伽）に間隔Ｓ
が小さい場合の２つの固有モードの電界分布、（Ｃ）に
導波光の伝搬定数βの間隔Ｓによる変化を示す、同図（
ａ）では２つの導波路の等価屈折率の値が周辺部での値
ＮｅＯよりΔＮｅだけ大きいことを示している。
が小さい場合の２つの固有モードの電界分布、（Ｃ）に
導波光の伝搬定数βの間隔Ｓによる変化を示す、同図（
ａ）では２つの導波路の等価屈折率の値が周辺部での値
ＮｅＯよりΔＮｅだけ大きいことを示している。
同図（Ｃ）によると、間隔Ｓの減少に伴い、単一導波路
元来の伝搬定数β０が、対称モードの伝搬定ｂ
ａ
数β０ と反対称モードの伝搬定数β０ とに分離し、
間隔がＳｃになると、遂にはβＯａ がＫＯＮｅｏより
小さくなり、反対称モードが伝搬し得なくなることが判
る。ここに、ＫＯ−２π／λ、λは発振波長、Ｓｃは反
対称モードがカットオフ（遮断）される間隔である。
元来の伝搬定数β０が、対称モードの伝搬定ｂ
ａ
数β０ と反対称モードの伝搬定数β０ とに分離し、
間隔がＳｃになると、遂にはβＯａ がＫＯＮｅｏより
小さくなり、反対称モードが伝搬し得なくなることが判
る。ここに、ＫＯ−２π／λ、λは発振波長、Ｓｃは反
対称モードがカットオフ（遮断）される間隔である。
このように、従来の位相同期２連レーザは、２つの導波
路が同等で同じ伝搬定数β０を持つように構成されてい
るので、対称モードのみが伝搬するようにするためには
間隔Ｓを非常に小さくすることが必要で、現在の加工技
術では製作が困難で □ある等の問題点があった
。また、間隔が広い場合には２つのモードの伝搬定数が
ほぼ等しく、両方のモードが伝搬するために、構造の不
均一や動作条件によってはレーザの遠視野像が一定しな
いという欠蕉があった。
路が同等で同じ伝搬定数β０を持つように構成されてい
るので、対称モードのみが伝搬するようにするためには
間隔Ｓを非常に小さくすることが必要で、現在の加工技
術では製作が困難で □ある等の問題点があった
。また、間隔が広い場合には２つのモードの伝搬定数が
ほぼ等しく、両方のモードが伝搬するために、構造の不
均一や動作条件によってはレーザの遠視野像が一定しな
いという欠蕉があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、比較的広い間隔Ｓにおいて反対称モードを遮
断して対称モードのみを選択的に伝搬させ得るとともに
、反対称モードが遮断されていない条件下でも対称モー
ドで発振することのできる集積型半導体レーザを得るこ
とを目的としている。
たもので、比較的広い間隔Ｓにおいて反対称モードを遮
断して対称モードのみを選択的に伝搬させ得るとともに
、反対称モードが遮断されていない条件下でも対称モー
ドで発振することのできる集積型半導体レーザを得るこ
とを目的としている。
この発明に係る位相同期集積型半導体レーザは、２つの
導波路の導波路幅Ｗ１等価屈折率差ΔＮｅ等を変化させ
ることによって、各導波路の伝搬定数を変化させ、かつ
伝搬定数の大きい方の導波路の導波光に対する利得が高
くなるようにしたものである。
導波路の導波路幅Ｗ１等価屈折率差ΔＮｅ等を変化させ
ることによって、各導波路の伝搬定数を変化させ、かつ
伝搬定数の大きい方の導波路の導波光に対する利得が高
くなるようにしたものである。
この発明においては、各導波路の単体としての伝搬定数
が異なるため、集積化した場合の固有モードの伝搬定数
の差がより大きくなり、逆位相の電界分布を持つ１次モ
ードが遮断される間隔Ｓｃが大きくなる。また、元来の
伝搬定数の大きい方の導波路に、より強い同位相の電界
分布を持っ０次モードに対するモード利得が大きくなる
。
が異なるため、集積化した場合の固有モードの伝搬定数
の差がより大きくなり、逆位相の電界分布を持つ１次モ
ードが遮断される間隔Ｓｃが大きくなる。また、元来の
伝搬定数の大きい方の導波路に、より強い同位相の電界
分布を持っ０次モードに対するモード利得が大きくなる
。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図において、第６図と同一符号は同−又は相当部分
を示し、１９は電流阻止層５に挟まれた。
を示し、１９は電流阻止層５に挟まれた。
幅がＷｌの第１の導波路、２０は幅がＷ２の第２の導波
路（Ｗ２＞Ｗｌ）である。
路（Ｗ２＞Ｗｌ）である。
次に作用効果について説明する。電流阻止層５による電
流狭窄、活性層３へのキャリア注入による発振、及び２
つの導波路１９．２０の結合にょ定数の導波路間隔によ
る変化を示したものである。
流狭窄、活性層３へのキャリア注入による発振、及び２
つの導波路１９．２０の結合にょ定数の導波路間隔によ
る変化を示したものである。
２つの導波路１９．２０の幅にｗ２＞ｗｌの関係がある
ため、第２図（Ｃ）に示すように各導波路１９゜２０の
単体としての伝搬定数はβ２〉β１となる。
ため、第２図（Ｃ）に示すように各導波路１９゜２０の
単体としての伝搬定数はβ２〉β１となる。
導波路間隔Ｓの減少に従い結合が増加しβ１とβ２の差
は大きくなるが、元々のβ１とβ２とに差があるので、
一定のＳに対する２つの固有モードの伝搬定数の差（β
２−β１）は、従来例の場合より大きい。また、固有モ
ードの電界分布を同図（ｂ）に示しており、β２に対応
するモードは、幅の広い第２の導波路２０に強い電界を
持つ０次モード、β１に対応するモードは、幅の狭い第
１の導波路１９に逆位相の強い電界を持つ１次モードで
ある。
は大きくなるが、元々のβ１とβ２とに差があるので、
一定のＳに対する２つの固有モードの伝搬定数の差（β
２−β１）は、従来例の場合より大きい。また、固有モ
ードの電界分布を同図（ｂ）に示しており、β２に対応
するモードは、幅の広い第２の導波路２０に強い電界を
持つ０次モード、β１に対応するモードは、幅の狭い第
１の導波路１９に逆位相の強い電界を持つ１次モードで
ある。
このように本実施例では、（β２−β１）の差が大きい
ことにより、１次モードが遮断される間隔Ｓｃは従来例
の時より太き（でき、本半導体レーザの製造を容易にす
ることができる。
ことにより、１次モードが遮断される間隔Ｓｃは従来例
の時より太き（でき、本半導体レーザの製造を容易にす
ることができる。
更に、ｗ２＞ｗｌであるため、同じ電流密度であっても
幅の広い第２の導波路２０の方が導波光に対する利得が
高い。このことは、第２の導波路２０に強い電界を有す
る０次モードに対するモード利得が、１次モードに対す
るモード利得より高くなることを意味し、０次モードで
の発振が優勢となる。
幅の広い第２の導波路２０の方が導波光に対する利得が
高い。このことは、第２の導波路２０に強い電界を有す
る０次モードに対するモード利得が、１次モードに対す
るモード利得より高くなることを意味し、０次モードで
の発振が優勢となる。
次に、この発明の他の実施例を第３図に示す。
第６図と同一符号は同−又は相当部分を示し、４ａは一
方の導波路部に活性層３の近傍まで溝を設けた上クラッ
ド層、６ｂは該上クラッド層４ａより屈折率が低く（Ａ
ｎ！組成比が高く）、抵抗率が若干高いｎ−＾Ｉ Ｇａ
Ａｓ埋込み層である。２９は第２の導波路１０より小さ
い等価屈折率を持つ、第１の導波路である。
方の導波路部に活性層３の近傍まで溝を設けた上クラッ
ド層、６ｂは該上クラッド層４ａより屈折率が低く（Ａ
ｎ！組成比が高く）、抵抗率が若干高いｎ−＾Ｉ Ｇａ
Ａｓ埋込み層である。２９は第２の導波路１０より小さ
い等価屈折率を持つ、第１の導波路である。
第４図に、第３図の実施例における上記第２図と同様の
説明図を示す、第１の導波路２９では、屈折率の低い埋
込み層６ｂが影響してその等価屈折率が下がるため、第
４図（ａ）に示すような屈折率分布となる。これにより
第２図の場合と同様に、第４図（Ｃ）に示すようにβ２
〉β１となり、上記実施例と同様に１次モードの遮断さ
れる間隔Ｓｃを ゛大きくできる。
説明図を示す、第１の導波路２９では、屈折率の低い埋
込み層６ｂが影響してその等価屈折率が下がるため、第
４図（ａ）に示すような屈折率分布となる。これにより
第２図の場合と同様に、第４図（Ｃ）に示すようにβ２
〉β１となり、上記実施例と同様に１次モードの遮断さ
れる間隔Ｓｃを ゛大きくできる。
更に、埋込み層６ｂと上クラッド層４ａとの抵抗率の差
により、電流は抵抗の低い第２の導波路１０の方へ多く
流れ、結果的に第２の導波路１０の利得が高くなる。従
って、上記実施例で説明した通り０次モード発振が優勢
となる。
により、電流は抵抗の低い第２の導波路１０の方へ多く
流れ、結果的に第２の導波路１０の利得が高くなる。従
って、上記実施例で説明した通り０次モード発振が優勢
となる。
このように、本実施例は上記実施例と同様の効果を奏す
る。
る。
なお、これらの実施例では、Ａ Ｉ ＧａＡｓ ／ Ｇ
ａＡｓレーザについて説明したが、Ａ ｍｌ ＧａＡｓ
をＩｎＰに、 ＧａＡｓをＩｎＧａＡｓＰにそれぞれ置
換えたＩｎＧａＡｓＰ ／１ｎＰレーザでも上記２つの
実施例と同様の効果を奏する。
ａＡｓレーザについて説明したが、Ａ ｍｌ ＧａＡｓ
をＩｎＰに、 ＧａＡｓをＩｎＧａＡｓＰにそれぞれ置
換えたＩｎＧａＡｓＰ ／１ｎＰレーザでも上記２つの
実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る集積型半導体レーザによ
れば、２つの導波路の伝搬定数が異なるようにし、かつ
、より大きい伝搬定数を持つ導波路の利得が高くなるよ
うに構成したので、逆位相で発振する固有モードを遮断
できる導波路間隔を広くでき、その製造が容易となり、
゛また同位相で発振する固有モードでの発振を優勢にで
きるという効果がある。
れば、２つの導波路の伝搬定数が異なるようにし、かつ
、より大きい伝搬定数を持つ導波路の利得が高くなるよ
うに構成したので、逆位相で発振する固有モードを遮断
できる導波路間隔を広くでき、その製造が容易となり、
゛また同位相で発振する固有モードでの発振を優勢にで
きるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による集積型半導体レーザ
の断面図、第２図は該レーザにおける等価屈折率分布、
２連導波路の固有モードの電界分布、及び伝搬定数の導
波路間隔による変化を示す図、第３図及び第４図は各々
この発明の他の実施例の断面図及びその説明図、第５図
は従来の２連集積型レーザの断面図、第６図はその変形
例を示す断面図、第７図は従来構造における等価屈折率
分布、２連導波路の固有モードの電界分布、及び伝搬定
数の導波路間隔による変化を示す図である。 １０．１９．２０．２９・・・導波路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 等々力 達 ｔｌＪＪ・ 第１図 １９：第肯嘩違鯵 ２０：箪２め暑癩諮 第２図 第３図 ２９：誦１３Ｉ以 ＋Ｏ：＄、＾傷處鉢 第４図
の断面図、第２図は該レーザにおける等価屈折率分布、
２連導波路の固有モードの電界分布、及び伝搬定数の導
波路間隔による変化を示す図、第３図及び第４図は各々
この発明の他の実施例の断面図及びその説明図、第５図
は従来の２連集積型レーザの断面図、第６図はその変形
例を示す断面図、第７図は従来構造における等価屈折率
分布、２連導波路の固有モードの電界分布、及び伝搬定
数の導波路間隔による変化を示す図である。 １０．１９．２０．２９・・・導波路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 等々力 達 ｔｌＪＪ・ 第１図 １９：第肯嘩違鯵 ２０：箪２め暑癩諮 第２図 第３図 ２９：誦１３Ｉ以 ＋Ｏ：＄、＾傷處鉢 第４図
Claims (4)
- （１）２つの導波路を隣接して設けた位相同期集積型半
導体レーザにおいて、各導波路は相互に異なる単体とし
ての伝搬定数を有することを特徴とする集積型半導体レ
ーザ。 - （２）上記２つの導波路は異なる幅を有することにより
異なる伝搬定数を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の集積型半導体レーザ。 - （３）上記２つの導波路は異なる等価屈折率を有するこ
とにより異なる伝搬定数を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の集積型半導体レーザ。 - （４）単体としての伝搬定数が大きい第２の導波路にお
ける利得は、第１の導波路の利得より大きいことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の集積型半導体レーザ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26302084A JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26302084A JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141191A true JPS61141191A (ja) | 1986-06-28 |
| JPS641953B2 JPS641953B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=17383764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26302084A Granted JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61141191A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982799A (en) * | 1994-09-14 | 1999-11-09 | Xerox Corporation | Multiple-wavelength laser diode array using quantum well band filling |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP26302084A patent/JPS61141191A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982799A (en) * | 1994-09-14 | 1999-11-09 | Xerox Corporation | Multiple-wavelength laser diode array using quantum well band filling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS641953B2 (ja) | 1989-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |