JPS6123386A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6123386A JPS6123386A JP59185942A JP18594284A JPS6123386A JP S6123386 A JPS6123386 A JP S6123386A JP 59185942 A JP59185942 A JP 59185942A JP 18594284 A JP18594284 A JP 18594284A JP S6123386 A JPS6123386 A JP S6123386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grating
- active layer
- layer
- semiconductor laser
- cladding layer
- 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
Landscapes
- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、活性層とクラッド層との境界にグレーティ
ングを有し、縦モードの安定化をはかった半導体レーザ
に関するものである。
ングを有し、縦モードの安定化をはかった半導体レーザ
に関するものである。
従来、この種のＤＦＢ （分布帰還型）半導体レーザと
しては第１図に示すような構造をもつものがあった。
しては第１図に示すような構造をもつものがあった。
この図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａ／
ＧａＡｓクラッド層、８はＧａＡｓ活性層、４はｐ型Ａ
＃ＧａＡｓクラッド層、５はｐ型ＧａＡｓキャップ層、
６は前記ＧａＡｓ活性層８とｎ型ＡＪＧａＡｓクラッド
層２の境界に形成されたグレーティング。
ＧａＡｓクラッド層、８はＧａＡｓ活性層、４はｐ型Ａ
＃ＧａＡｓクラッド層、５はｐ型ＧａＡｓキャップ層、
６は前記ＧａＡｓ活性層８とｎ型ＡＪＧａＡｓクラッド
層２の境界に形成されたグレーティング。
７は電流を注入するための電極、８は電流阻止層である
。
。
次に動作について説明する。
電極７を通して第１図の縦方向（矢印Ａ方向）に電流が
注入されると＊ ＧａＡｓ活性層８はｎ型ＡｇＧａＡｓ
クラッド層２．ｐ型Ａ／ＧａＡｓクラッド層４より低い
ポテンシャルをもつため、電子および正孔はＧａＡｓ活
性層８内に閉じ込められ、その電子と正孔との再結合に
より光を放出する。また、ＧａＡｓ活性層８の屈折率は
ｎ型ＡｅＧａＡｓクラッド層２Ｉｐ型Ａ／ＧａＡｓクラ
ッド層４より大きいため光も主にＧａＡｓ活性層Ｂ内に
閉じ込められ第１図の横方向（矢印Ｂ）に伝播する。一
方、 ＧａＡｓ活性層８とｎ型Ａｉ＋ＧａＡｓクラッド
層２．ｐ型Ａ＃ＧａＡｓ クラッド層４との境界に形
成されたグレーティング６のため特定の波長人のみの光
が反射され。
注入されると＊ ＧａＡｓ活性層８はｎ型ＡｇＧａＡｓ
クラッド層２．ｐ型Ａ／ＧａＡｓクラッド層４より低い
ポテンシャルをもつため、電子および正孔はＧａＡｓ活
性層８内に閉じ込められ、その電子と正孔との再結合に
より光を放出する。また、ＧａＡｓ活性層８の屈折率は
ｎ型ＡｅＧａＡｓクラッド層２Ｉｐ型Ａ／ＧａＡｓクラ
ッド層４より大きいため光も主にＧａＡｓ活性層Ｂ内に
閉じ込められ第１図の横方向（矢印Ｂ）に伝播する。一
方、 ＧａＡｓ活性層８とｎ型Ａｉ＋ＧａＡｓクラッド
層２．ｐ型Ａ＃ＧａＡｓ クラッド層４との境界に形
成されたグレーティング６のため特定の波長人のみの光
が反射され。
ある注入電流以上でその波長＾のレーザ発振が生じる。
その波長の選択性は一般のファブリペロ−共振器をもっ
た半導体レーザより優れているため、特定のモードで安
定的に発振する。
た半導体レーザより優れているため、特定のモードで安
定的に発振する。
従来のＤＦＢ半導体レーザは上記のようなグレーティン
グ６を形成する場合に、干渉露光やエツチング等のプロ
セスが必要であり、さらに、グレーティング６は溝構造
をとるため、このグレーティング６の上に形成するＧａ
Ａｓ活性層８を結晶成長させることが難しい等の欠点が
あった。
グ６を形成する場合に、干渉露光やエツチング等のプロ
セスが必要であり、さらに、グレーティング６は溝構造
をとるため、このグレーティング６の上に形成するＧａ
Ａｓ活性層８を結晶成長させることが難しい等の欠点が
あった。
コノ発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、集束イオン注入法により、活性
層やクラッド層の屈折率を周期的に変えることにより平
らなグレーティングを形成させ、このグレーティング上
に結晶成長させる活性層の膜質を向上させるようにした
半導体レーザを提供するものである。以下この発明につ
いて説明する。
ためになされたもので、集束イオン注入法により、活性
層やクラッド層の屈折率を周期的に変えることにより平
らなグレーティングを形成させ、このグレーティング上
に結晶成長させる活性層の膜質を向上させるようにした
半導体レーザを提供するものである。以下この発明につ
いて説明する。
（発明の実施例〕
第２図はこの発明の一実施例を示すＤＦＢ半導体レーザ
の構造図であり、１〜８は第１図と同一のものを示し、
９は前記ｎ型１１ＧａＡｓクラッド層２の一部であり、
この部分はもともとアンドープＡＪＧａＡｓ層であり、
ここに周期的に１例えばＳｉのようなｎ型の不純物を所
定のピッチでイオン注入して形成したグレーティングで
ある。
の構造図であり、１〜８は第１図と同一のものを示し、
９は前記ｎ型１１ＧａＡｓクラッド層２の一部であり、
この部分はもともとアンドープＡＪＧａＡｓ層であり、
ここに周期的に１例えばＳｉのようなｎ型の不純物を所
定のピッチでイオン注入して形成したグレーティングで
ある。
次に動作について説明する。
電極７を通して第２図の縦方向（矢印Ａ方向、）に電流
が注入されると、 ＧａＡｓ活性層８はｎ型ＡｇＧａＡ
ｓクラッド層２．ｐ型Ａ６ＧａＡｓクラッド層４よす低
いポテンシャルをもつため、電子および正孔はＧａＡｓ
活性層８内に閉じ込められ、その電子と正孔との再結合
により光を放出する。また。
が注入されると、 ＧａＡｓ活性層８はｎ型ＡｇＧａＡ
ｓクラッド層２．ｐ型Ａ６ＧａＡｓクラッド層４よす低
いポテンシャルをもつため、電子および正孔はＧａＡｓ
活性層８内に閉じ込められ、その電子と正孔との再結合
により光を放出する。また。
ＧａＡｓ活性層Ｂの屈折率はｎ型ＡｇＧａＡｓクラッド
層２．ｐ型ＡＪＧａＡｓクラッド層４より大きいため光
も主にＧａＡｓ活性層８内に閉じ込められ第１図の横方
向（矢１１Ｂ）に伝播する。一方ｈ ＧａＡｓ活性層８
とｎ型ＡＪＧａＡｓクラッド層２との境界に形成された
グレーティング９のため特定の波長λのみの光が反射さ
れ、ある注入電流以上でその波長λのレーザ発振が生じ
る。その波長の選択性は一般のファブリペロ−共振器を
もった半導体レーザより優れているため、特定のモード
で選択的に発振する。
層２．ｐ型ＡＪＧａＡｓクラッド層４より大きいため光
も主にＧａＡｓ活性層８内に閉じ込められ第１図の横方
向（矢１１Ｂ）に伝播する。一方ｈ ＧａＡｓ活性層８
とｎ型ＡＪＧａＡｓクラッド層２との境界に形成された
グレーティング９のため特定の波長λのみの光が反射さ
れ、ある注入電流以上でその波長λのレーザ発振が生じ
る。その波長の選択性は一般のファブリペロ−共振器を
もった半導体レーザより優れているため、特定のモード
で選択的に発振する。
ここで形成されたグレーティング９は形状的に平らであ
るため、グレーティング９上に形成されるＧａＡｓ活性
層８の膜成長が容易となる。また。
るため、グレーティング９上に形成されるＧａＡｓ活性
層８の膜成長が容易となる。また。
分子ビームエピタキシー等の真空薄膜形成技術を用いる
場合、イオン注入工程も並行して行えるので、同一の装
置内で一貫してレーザウェハを作成できる。
場合、イオン注入工程も並行して行えるので、同一の装
置内で一貫してレーザウェハを作成できる。
なお、上記実施例ではグレーテイング層９をｎ型クラッ
ド層２中に形成したが、Ｂｅ等のｐ型不純物を用いてｐ
型、Ａ ｌｌ Ｇ Ｂ Ａ ｓ層４に形成してもよく。
ド層２中に形成したが、Ｂｅ等のｐ型不純物を用いてｐ
型、Ａ ｌｌ Ｇ Ｂ Ａ ｓ層４に形成してもよく。
あるいはＧａＡｓ活性層８中に設けてもよい。
また、 ＧａＡｓ系以外のレーザにも同様にこの発明を
適用できる。
適用できる。
さらに、分布反射型（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａ
ｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ： ＤＢＲ）構造を持つ半
導体レーザにも適用できる。
ｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ： ＤＢＲ）構造を持つ半
導体レーザにも適用できる。
以上説明したように、この発明は不純物の注入によって
周期的屈折率分布をもたせることによりグレーティング
を形成したので、従来のような溝構造のグレーティング
ではなく、平らなグレーティングを形成でき、したがっ
て、このグレーティング上に形成される活性層の膜質を
向上させることができる。また、グレーティングの形成
工程は集束イオン注入法により真空中で行われるため。
周期的屈折率分布をもたせることによりグレーティング
を形成したので、従来のような溝構造のグレーティング
ではなく、平らなグレーティングを形成でき、したがっ
て、このグレーティング上に形成される活性層の膜質を
向上させることができる。また、グレーティングの形成
工程は集束イオン注入法により真空中で行われるため。
従来の干渉露光法およびエツチングに比べて半導体レー
ザの製造が一貫して行える等の利点を有する。
ザの製造が一貫して行える等の利点を有する。
第１図は従来の半導体レーザの断面図、第２図はこの発
明の一実施例を示す半導体レーザの断面図である。 図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａ＃ＧａＡｓク
ラッド層、８はＧａＡｓ活性層、４はｐ型Ａ／ＧａＡｓ
クラッド層、５はｐ型キャップ層、６．９はグレーティ
ング、７は電極、８は電流阻止層である。 なお１図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
明の一実施例を示す半導体レーザの断面図である。 図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａ＃ＧａＡｓク
ラッド層、８はＧａＡｓ活性層、４はｐ型Ａ／ＧａＡｓ
クラッド層、５はｐ型キャップ層、６．９はグレーティ
ング、７は電極、８は電流阻止層である。 なお１図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）活性層とこの活性層をはさむ２つのクラッド層と
を基板上に形成し、前記活性層と前記一方のクラッド層
との境界にレーザ発振波長に応じたグレーティングを形
成した半導体レーザにおいて、前記グレーティングを周
期的屈折率分布をもたせることにより形成したことを特
徴とする半導体レーザ。 - （２）グレーティングは、活性層の伝導型と反対の伝導
型の不純物を前記活性層に所定のピッチで注入し形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半
導体レーザ。 - （３）グレーティングは、活性層がアンドープの場合は
ｎ型不純物とｐ型不純物のいずれか一方を所定のピッチ
で注入形成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の半導体レーザ。 - （４）グレーティングは、基板側のクラッド層表面にこ
のクラッド層の伝導型と反対の伝導型の不純物を所定の
ピッチで注入し形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の半導体レーザ。 - （５）グレーティングは、基板側の不純物が注入された
クラッド層上部にアンド−プクラッド層を形成し、この
クラッド層表面に前記不純物と同じ導電型の不純物を周
期的屈折率分布をもって注入し形成するとともに、この
グレーティングの上部に所定厚の活性層および上部クラ
ッド層を積層したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185942A JPS6123386A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185942A JPS6123386A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123386A true JPS6123386A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=16179575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185942A Pending JPS6123386A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123386A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941148A (en) * | 1986-11-12 | 1990-07-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element with a single longitudinal oscillation mode |
| US4980895A (en) * | 1988-03-28 | 1990-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser having a laser-active layer serving as diffraction grating |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185942A patent/JPS6123386A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941148A (en) * | 1986-11-12 | 1990-07-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element with a single longitudinal oscillation mode |
| US4980895A (en) * | 1988-03-28 | 1990-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser having a laser-active layer serving as diffraction grating |
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