JPS61287187A - 単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法 - Google Patents
単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法Info
- Publication number
- JPS61287187A JPS61287187A JP60128925A JP12892585A JPS61287187A JP S61287187 A JPS61287187 A JP S61287187A JP 60128925 A JP60128925 A JP 60128925A JP 12892585 A JP12892585 A JP 12892585A JP S61287187 A JPS61287187 A JP S61287187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase adjustment
- diffraction grating
- adjustment region
- distributed feedback
- face
- 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】
〔概要〕
位相調整領域をもつ単一縦モードモノリシック分布帰還
型レーザであり9位相調整領域側に高反射率端面を2回
折格子側に無反射端面を設け、各端面ば、化学エツチン
グ法とコーティング技術を用いて形成する。
型レーザであり9位相調整領域側に高反射率端面を2回
折格子側に無反射端面を設け、各端面ば、化学エツチン
グ法とコーティング技術を用いて形成する。
この発明は、半導体レーザに関するものであり。
特に化学エツチング法により端面を形成する位相シフト
型の分布帰還型レーザの製造方法に関するものである。
型の分布帰還型レーザの製造方法に関するものである。
化学エツチングにより、レーザの反射面を形成する方法
は、レーザのモノリシック化、集積化を行なうために必
要である。しかし、その反射面は。
は、レーザのモノリシック化、集積化を行なうために必
要である。しかし、その反射面は。
襞間で形成した反射面に比べ、平坦性が悪く、雑兵振器
化しても、単一縦モード動作が得にくい。
化しても、単一縦モード動作が得にくい。
一方、動的単一モードレーザである分布帰還型(D F
B)レーザでは、原理的に、端面が無反射の場合、ブ
ラッグ波長をはさんで、2つの縦モードが同等に発振し
得ることが知られており、単一縦モード化に対して大き
な問題となっている。素子化した場合、無反射でも利得
分布の位置によって、単一縦モード発振が可能となるが
、どちらのモードが発振するかわからず、また、2モ一
ド動作となったり、温度変化によりモード跳びが生じた
りすることがあり、再現性・生産性良く単一モードレー
ザを作ることが難しい。
B)レーザでは、原理的に、端面が無反射の場合、ブ
ラッグ波長をはさんで、2つの縦モードが同等に発振し
得ることが知られており、単一縦モード化に対して大き
な問題となっている。素子化した場合、無反射でも利得
分布の位置によって、単一縦モード発振が可能となるが
、どちらのモードが発振するかわからず、また、2モ一
ド動作となったり、温度変化によりモード跳びが生じた
りすることがあり、再現性・生産性良く単一モードレー
ザを作ることが難しい。
また、襞間で端面を形成することが一般的であるが、襞
間面が回折格子の位置により1位相が異なるため、共振
する2つの低次モードの1つが優勢になって襞間面で単
一縦モード発振が得られる。
間面が回折格子の位置により1位相が異なるため、共振
する2つの低次モードの1つが優勢になって襞間面で単
一縦モード発振が得られる。
しかし、モードを正確に設定できず、また、2モ一ド発
振や9両端面で形成されるファブリ・ペロー共振器のモ
ードで発振したりすることから、やはり制御性が悪い。
振や9両端面で形成されるファブリ・ペロー共振器のモ
ードで発振したりすることから、やはり制御性が悪い。
一方、端面反射の影響を除くことと、出力端からの出力
をより大きくすることを目的として、非対称構造の片面
無反射2片面高反射ミラーを何間端面に形成する方法が
あり、単一縦モード発振を得られるものの、高反射面を
形成する回折格子の位置により位相が異なり2発振波長
の選択性の再現性に問題がある。
をより大きくすることを目的として、非対称構造の片面
無反射2片面高反射ミラーを何間端面に形成する方法が
あり、単一縦モード発振を得られるものの、高反射面を
形成する回折格子の位置により位相が異なり2発振波長
の選択性の再現性に問題がある。
また、これを防ぐため、高反射面の方を襞間で形成した
後、乾式エツチング法等により1回折格子の位置を決め
て高反射面を形成する方法もある。
後、乾式エツチング法等により1回折格子の位置を決め
て高反射面を形成する方法もある。
しかし、過程が複雑で生産性に乏しい。
これに対して2回折格子の中央部に1/4波長分位相シ
フトを設け、ブラッグ波長での発振を可能にする構造が
あるが、端面を無反射にしなくてはならず、素子長も長
くなり2両方向の出力が同じになるため無効の出力が多
い。
フトを設け、ブラッグ波長での発振を可能にする構造が
あるが、端面を無反射にしなくてはならず、素子長も長
くなり2両方向の出力が同じになるため無効の出力が多
い。
また、中央にある程度許容範囲のある位相調整領域を形
成すると、かなりの範囲で単一モード条件が得られるが
、非対称構造にすると、この関係が乱れる恐れが多く、
無反射にしなければならないなど、前述と同様素子長の
問題や、出力光のむだがある。
成すると、かなりの範囲で単一モード条件が得られるが
、非対称構造にすると、この関係が乱れる恐れが多く、
無反射にしなければならないなど、前述と同様素子長の
問題や、出力光のむだがある。
また、現在製作されている分布帰還型レーザは。
回折格子を共振器に用いているものの、端面を襞間で得
ているため、純粋にモノリシックな製作法とは言えず、
ウェハ単位の一括検査も十分に行なえないという問題が
ある。
ているため、純粋にモノリシックな製作法とは言えず、
ウェハ単位の一括検査も十分に行なえないという問題が
ある。
この発明は、上述の点を解決するため、従来のDFB構
造の欠点を補い、また、化学エツチングによる端面形成
の利点を取り入れ、そして、非対称構造で9等価的に位
相調整領域を持つ構造のDFEレーザの製造方法を提供
する。すなわち2位相調整により、波長の設定を容易に
し、かつ、モノリシック化、集積化等が容易に形成でき
、ウェハ単位で素子チェックが可能な、化学エツチング
法による端面形成法を導入することを特徴としている。
造の欠点を補い、また、化学エツチングによる端面形成
の利点を取り入れ、そして、非対称構造で9等価的に位
相調整領域を持つ構造のDFEレーザの製造方法を提供
する。すなわち2位相調整により、波長の設定を容易に
し、かつ、モノリシック化、集積化等が容易に形成でき
、ウェハ単位で素子チェックが可能な、化学エツチング
法による端面形成法を導入することを特徴としている。
第1図は、この発明の方法により製造された分布帰還型
レーザの1例の素子断面図である。
レーザの1例の素子断面図である。
図において、1はn形1.P基板、2はn形G。
1、A、P導波路層、3はG、1.A、P活性層、4は
pil、Pl!、5はp形G、I 、lA、Pキヤツプ
層。
pil、Pl!、5はp形G、I 、lA、Pキヤツプ
層。
6はp形電極、7はn形電極、8は回折格子、9は位相
調整領域、10は高反射端面、10aは高反射膜、11
は無反射端面、11aは無反射膜。
調整領域、10は高反射端面、10aは高反射膜、11
は無反射端面、11aは無反射膜。
12は光出力を表わしている。
素子の両端面10.11は、化学エツチングで形成され
ており1位相調整領域9側は高反射率に。
ており1位相調整領域9側は高反射率に。
回折格子8側は無反射にし、高出力化が可能となってい
る。この構造は、第2図に示すような共振器の中央部に
位相調整領域9′を持ち9両端面10′。
る。この構造は、第2図に示すような共振器の中央部に
位相調整領域9′を持ち9両端面10′。
11′が無反射の構造のものと等価的に等しく、ブラッ
グ波長での発振が得られ、波長を決定し易い。
グ波長での発振が得られ、波長を決定し易い。
第1図においては、素子中で発生した光は3回折格子8
の周期によって決まるブラッグ波長で共振する。
の周期によって決まるブラッグ波長で共振する。
この回折格子8のみでは、ブラッグ波長のところに禁止
帯が存在するが、この構造では1位相調整領域9がある
ため、この部分で9位相調整ができ、ブラッグ波長でし
きい値利得を一番低くすることができて、この波長で単
一縦モード発振する。
帯が存在するが、この構造では1位相調整領域9がある
ため、この部分で9位相調整ができ、ブラッグ波長でし
きい値利得を一番低くすることができて、この波長で単
一縦モード発振する。
この位相調整領域9の長さは、前述したように。
厳密に設定する必要がないため、高反射膜10aの高反
射率反射鏡で反射して1位相ずれが生じても9等価的に
位相調整領域9の長さの変化として作用するため、単一
縦モード条件を破ることはない。
射率反射鏡で反射して1位相ずれが生じても9等価的に
位相調整領域9の長さの変化として作用するため、単一
縦モード条件を破ることはない。
光は、高反射率反射鏡側からは、はとんど出力されず9
回折格子8側の無反射面から出射される。
回折格子8側の無反射面から出射される。
このため、光出力が高く、また、高効率のレーザが製作
できる。
できる。
また、この構造は9等価的には、第2図に示す倍の素子
長を持つ分布帰還型レーザと等しく9通常の分布帰還型
レーザでは、χLとして0.2程度が必要であり、この
ため素子長として300〜500μm程度必要となるが
、この構造では、この約半分の150〜300μm程度
で良く2このため、素子の容量を減らすことができ、い
っそうの高速変調化が期待できる。また、化学エツチン
グ法により端面を形成しているため、素子の一括チェッ
クができ、また、襞間により1チツプごとに切り出さな
くても、素子化ができるため、他の素子(バイポーラト
ランジスタ、FET等)との集積化も可能である。
長を持つ分布帰還型レーザと等しく9通常の分布帰還型
レーザでは、χLとして0.2程度が必要であり、この
ため素子長として300〜500μm程度必要となるが
、この構造では、この約半分の150〜300μm程度
で良く2このため、素子の容量を減らすことができ、い
っそうの高速変調化が期待できる。また、化学エツチン
グ法により端面を形成しているため、素子の一括チェッ
クができ、また、襞間により1チツプごとに切り出さな
くても、素子化ができるため、他の素子(バイポーラト
ランジスタ、FET等)との集積化も可能である。
この発明の重要な点は9位相調整領域を形成すること、
この領域の中で高反射端面を化学エツチング法、コーテ
ィング技術によって形成すること。
この領域の中で高反射端面を化学エツチング法、コーテ
ィング技術によって形成すること。
並びに9回折格子上に、無反射端面をやはり化学エツチ
ング法、コーティング技術により形成することであり、
襞間を用いないモノリシックな分布帰還型レーザの製造
方法を初めて提供するものである。
ング法、コーティング技術により形成することであり、
襞間を用いないモノリシックな分布帰還型レーザの製造
方法を初めて提供するものである。
第3図および第4図は、それぞれ本発明による分布帰還
型レーザの製造過程の実施例を示したものである。なお
図中の番号工ないし11は第1図に示されているものと
共通であり、また13.13’はエツチングマスクであ
る。
型レーザの製造過程の実施例を示したものである。なお
図中の番号工ないし11は第1図に示されているものと
共通であり、また13.13’はエツチングマスクであ
る。
まず、第3図の実施例について説明すると9図(a)゛
に示すように、一般的に製作されているDFBレーザウ
ェハをLPE結晶成長法、MOCVD結晶成長法、MB
E結晶成長法等の結晶成長技術を用いて形成する。
に示すように、一般的に製作されているDFBレーザウ
ェハをLPE結晶成長法、MOCVD結晶成長法、MB
E結晶成長法等の結晶成長技術を用いて形成する。
回折格子8は、基板1に形成されるが、第5図に示すよ
うに、活性層3′の上に成長した導波路層2′上に形成
する構造とすることも可能である。このとき1図に示し
たように、伝搬定数の異なる。
うに、活性層3′の上に成長した導波路層2′上に形成
する構造とすることも可能である。このとき1図に示し
たように、伝搬定数の異なる。
いわゆる1位相調整領域9を形成する。この領域の形成
方法としては、活性層厚を変える方法、ストライブ幅を
変える方法等がある。また、しきい値電流を下げるため
に電流狭窄構造(埋込み構造。
方法としては、活性層厚を変える方法、ストライブ幅を
変える方法等がある。また、しきい値電流を下げるため
に電流狭窄構造(埋込み構造。
内部ストライプ構造等)を用いる。そして、電極6.7
を形成する。
を形成する。
次いで、第3図(b)に示すように、設定した位相調整
領域長(0〜数十μm)となるように。
領域長(0〜数十μm)となるように。
エツチングマスク13を形成し湿式または乾式化学エツ
チング、またはマイクロクリープ法等を用いて、第3図
(c)に示すように垂直の端面10を形成する。このと
き、単一縦モード条件を満たすために必要な位相調整領
域長の長さの精度は。
チング、またはマイクロクリープ法等を用いて、第3図
(c)に示すように垂直の端面10を形成する。このと
き、単一縦モード条件を満たすために必要な位相調整領
域長の長さの精度は。
あまり厳しくなく、20−30μm程度の誤差が許され
る。
る。
その後、第3図(d)に示すように、必要な素子長とな
るように2回折格子8のある部分に、エツチングマスク
13′を形成し、湿式エツチング法により、第3図(6
)に示すように、無反射にするため端面11が斜めにな
るように形成する。
るように2回折格子8のある部分に、エツチングマスク
13′を形成し、湿式エツチング法により、第3図(6
)に示すように、無反射にするため端面11が斜めにな
るように形成する。
次いで、第3図(f)に示すように9位相調整領域9の
方に形成した端面10に高反射膜10aを形成し、完成
する。
方に形成した端面10に高反射膜10aを形成し、完成
する。
次に第4図の実施例について説明する。
第4図(a)は、第3図(a)の場合と同じ過程で製造
されたDFBレーザウェハを示している。
されたDFBレーザウェハを示している。
次に第4図(b)に示すマスク形成時に9位相調整領域
9上と回折格子8上とに同時にエツチングマスク13を
形成し第4図(C)におけるように、垂直の端面10,
11を形成する。
9上と回折格子8上とに同時にエツチングマスク13を
形成し第4図(C)におけるように、垂直の端面10,
11を形成する。
次いで、第4図(d)に示すように位相調整領域9側の
端面10に高反射膜10aを、そして回折格子側の端面
11に無反射膜11aを形成し。
端面10に高反射膜10aを、そして回折格子側の端面
11に無反射膜11aを形成し。
完成する。チップとして用いるときは、溝の部分でまず
、切り放し、そして個々に切り出す。
、切り放し、そして個々に切り出す。
他の例として第6図に示すような回折格子側に窓構造を
有するレーザにも応用できる。このときは、窓領域14
上にエツチングで端面を形成することにより無反射面が
自動的に形成できる。
有するレーザにも応用できる。このときは、窓領域14
上にエツチングで端面を形成することにより無反射面が
自動的に形成できる。
以上、詳細に説明したように、この発明によれば2位相
制御を持つDFBレーザが容易に形成でき、ブラッグ波
長で単一縦モード発振する半導体レーザがモノリシック
製作できる。また、素子長を短くできる可能性があり、
より速い高速変調化が期待できる。また、化学エツチン
グを用いているため、大量生産性に冨み、素子の一括チ
ェック化ができ、他の素子との集積化が容易で、また。
制御を持つDFBレーザが容易に形成でき、ブラッグ波
長で単一縦モード発振する半導体レーザがモノリシック
製作できる。また、素子長を短くできる可能性があり、
より速い高速変調化が期待できる。また、化学エツチン
グを用いているため、大量生産性に冨み、素子の一括チ
ェック化ができ、他の素子との集積化が容易で、また。
再現性も良くなる。したがって、これからのDFBレー
ザの形式ならびに工業的製造方法として。
ザの形式ならびに工業的製造方法として。
重要な意義がある。
第1図は本発明により製造された分布帰還型レーザの1
例の素子構造を示す図、第2図は第1図に示す素子と等
価な素子構造を示す図、第3図および第4図はそれぞれ
本発明による製造過程の異なる実施例を示す図、第5図
および第6図はそれぞれ本発明が適用可能な分布帰還型
レーザの他の素子構造例を示す図である。 第1図において、lはn形1.P基板、2はn形G、1
.A、P導波路層、3はG、1.A、P活性層。 4はp形1.IP層、5はp形G、 I 、A、Pキヤ
ツプ層、6はp形電極、7はn形電極、8は回折格子。 9は位相調整領域、10は高反射端面、10aは高反射
膜、11は無反射端面、11aは無反射膜。 12は光出力を示す。 特許出願人 新技術開発事業団 代理人弁理士 長谷用 文廣 サ 1 目 す1図”l;丞すオ釜テと′44ff1h*:子清[)
1サ 2 図′ #4区
例の素子構造を示す図、第2図は第1図に示す素子と等
価な素子構造を示す図、第3図および第4図はそれぞれ
本発明による製造過程の異なる実施例を示す図、第5図
および第6図はそれぞれ本発明が適用可能な分布帰還型
レーザの他の素子構造例を示す図である。 第1図において、lはn形1.P基板、2はn形G、1
.A、P導波路層、3はG、1.A、P活性層。 4はp形1.IP層、5はp形G、 I 、A、Pキヤ
ツプ層、6はp形電極、7はn形電極、8は回折格子。 9は位相調整領域、10は高反射端面、10aは高反射
膜、11は無反射端面、11aは無反射膜。 12は光出力を示す。 特許出願人 新技術開発事業団 代理人弁理士 長谷用 文廣 サ 1 目 す1図”l;丞すオ釜テと′44ff1h*:子清[)
1サ 2 図′ #4区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 結晶成長技術により回折格子および位相調整領域を有す
る分布帰還型レーザウェハを形成し、次に化学エッチン
グにより、位相調整領域側に第一の端面を形成し、そし
て回折格子側に第二の端面を形成し、 さらに位相調整領域側に形成された第一の端面に高反射
膜を形成する ことを特徴とする単一縦モードモノリシック分布帰還型
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60128925A JPS61287187A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60128925A JPS61287187A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61287187A true JPS61287187A (ja) | 1986-12-17 |
Family
ID=14996774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60128925A Pending JPS61287187A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61287187A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01238181A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53144693A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser |
JPS60100491A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布帰還型半導体レ−ザ |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP60128925A patent/JPS61287187A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53144693A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser |
JPS60100491A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01238181A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007533159A (ja) | 多段一体型の光デバイス | |
JP2010539711A (ja) | 多重キャビティエッチファセットdfbレーザ | |
JPH11214793A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
JP2004253811A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
JP2005039102A (ja) | 面発光レーザ | |
JP2000261093A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
US4644552A (en) | Semiconductor laser | |
JPS61287187A (ja) | 単一縦モ−ドモノリシツク分布帰還型レ−ザの製造方法 | |
JPS622478B2 (ja) | ||
JPH0319292A (ja) | 半導体レーザ | |
JP2005353761A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
JPS62209886A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
JP4033822B2 (ja) | Dbr型波長可変光源 | |
JPH0278291A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
JPS59165481A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
JPH09129979A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
US20030026309A1 (en) | Process for producing semiconductor laser element including S-ARROW structure formed by etching through mask having pair of parallel openings | |
JP2882462B2 (ja) | 半導体装置の端面形成方法 | |
JPS6113683A (ja) | 半導体レ−ザ及びその製造方法 | |
JPS62221182A (ja) | 分布反射型レ−ザ | |
JPS5910596B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JPH0198287A (ja) | 半導体レーザアレイ装置 | |
JPH0430198B2 (ja) | ||
KR100364772B1 (ko) | 반도체레이저 | |
JPH067640B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 |