JPS6187384A - 積層化多波長半導体レ−ザ装置 - Google Patents
積層化多波長半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6187384A JPS6187384A JP19229784A JP19229784A JPS6187384A JP S6187384 A JPS6187384 A JP S6187384A JP 19229784 A JP19229784 A JP 19229784A JP 19229784 A JP19229784 A JP 19229784A JP S6187384 A JPS6187384 A JP S6187384A
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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〕
本発明は液長集積された半導体レーザ装置に関する。
光通信の特長の一つである高密度データ伝送は時分割多
重方式や波長多重方式などによって達成させられる。波
長多重方式は、光信側で複数の異なる波長のレーザ光を
１本の光ファイド内に同時に導入してデータを伝送し、
受信側でそれぞれの波長のレーザ光に重畳されたデータ
信号を分離し読み取るものである。このような波長多重
通信には、当然のことながら複数の異波長レーザ光が必
蟹である。現在のところ幾種類かの単一波長レーザ光が
出射する光通信用１．光源が実用化されており、波長多
重通信の光源として用いられている。この場合、送信側
では、１本の元ファイバに多数のレーザ装置から複数の
波長のレーザ光を導入しなければならないため工夫がな
される。すなわち、ｐ−−ｙＪ−＋？＋ ｓｖ−−＋
７ 、−＋ ＋ｆ侶１−ｈ−Ｊ、、＾ ｘｂ
−−ノ ｊＪ 九 七ｑｈ！＋＋たり、光導波路を用
いて光ファイバを分岐させ、それぞれの光導波路の先端
に単一波長のレーザ光源を装着し、光導波路の合流点に
おいて異なる波長のレーザ光を混合させて波長多重通信
を行なりている。
重方式や波長多重方式などによって達成させられる。波
長多重方式は、光信側で複数の異なる波長のレーザ光を
１本の光ファイド内に同時に導入してデータを伝送し、
受信側でそれぞれの波長のレーザ光に重畳されたデータ
信号を分離し読み取るものである。このような波長多重
通信には、当然のことながら複数の異波長レーザ光が必
蟹である。現在のところ幾種類かの単一波長レーザ光が
出射する光通信用１．光源が実用化されており、波長多
重通信の光源として用いられている。この場合、送信側
では、１本の元ファイバに多数のレーザ装置から複数の
波長のレーザ光を導入しなければならないため工夫がな
される。すなわち、ｐ−−ｙＪ−＋？＋ ｓｖ−−＋
７ 、−＋ ＋ｆ侶１−ｈ−Ｊ、、＾ ｘｂ
−−ノ ｊＪ 九 七ｑｈ！＋＋たり、光導波路を用
いて光ファイバを分岐させ、それぞれの光導波路の先端
に単一波長のレーザ光源を装着し、光導波路の合流点に
おいて異なる波長のレーザ光を混合させて波長多重通信
を行なりている。
このような波長多重方式では、光導波路の合流点におい
て光の散乱、吸収などが起こり、光強度が減衰する。ま
た送信装置も複雑になる。
て光の散乱、吸収などが起こり、光強度が減衰する。ま
た送信装置も複雑になる。
本発明は前述した如く現状の波長多点光通信で起こり得
る光導波路の分岐点における光の減りに伴うデータ信号
の／、比の悪化と、送信装置の複雑さという問題点を克
服し、信号の減衰を極力おさえ、簡単な送信装置を構成
できる光源を提供することを目的としている。
る光導波路の分岐点における光の減りに伴うデータ信号
の／、比の悪化と、送信装置の複雑さという問題点を克
服し、信号の減衰を極力おさえ、簡単な送信装置を構成
できる光源を提供することを目的としている。
波長多重通信用光源として、半導体基板上に、異波長レ
ーザ光を発生せしめる化合物半導体結晶薄膜から成る半
導体レーザ層を少なくとも二層以上積層させて形成し、
活性層に選択的にレーザ発振に必要な％流を注入させる
低抵抗４を層を各半導体レーザ層の中間に形成したこと
を特徴とする半導体レーザ装置を用いる。
ーザ光を発生せしめる化合物半導体結晶薄膜から成る半
導体レーザ層を少なくとも二層以上積層させて形成し、
活性層に選択的にレーザ発振に必要な％流を注入させる
低抵抗４を層を各半導体レーザ層の中間に形成したこと
を特徴とする半導体レーザ装置を用いる。
本発明の上記の半導体レーザ装置の構造にすれば、同一
の半導体基板上に異波長のレーザ光を出射する半導体レ
ーザ層が各層間で高々数ミクロンの間隔で２層以上積層
されているため、例えば数個の波長の異なるレーザ光を
直径０十ミクロンの光ファイバに導入するのには光フア
イバ端面における簡単な位置合わせたけて済み、装置も
コンパクトになる。また、各半導体レーザ層から出射す
るレーザ光は、それぞれ外部からの注入電流量によって
制御されるため、波長多重通信の光源として変調などの
データ信号から光信号への変換が現状の単−波長半畳体
レーザ装置と同等に取扱うことができる。
の半導体基板上に異波長のレーザ光を出射する半導体レ
ーザ層が各層間で高々数ミクロンの間隔で２層以上積層
されているため、例えば数個の波長の異なるレーザ光を
直径０十ミクロンの光ファイバに導入するのには光フア
イバ端面における簡単な位置合わせたけて済み、装置も
コンパクトになる。また、各半導体レーザ層から出射す
るレーザ光は、それぞれ外部からの注入電流量によって
制御されるため、波長多重通信の光源として変調などの
データ信号から光信号への変換が現状の単−波長半畳体
レーザ装置と同等に取扱うことができる。
本発明の実施例を第１図に示す。１は外形ＧａＡ日基板
基板は該？Ｌ形ＧａＡｓ基叛のうちレーザ発振に必要な
ストライプ状の電流注入領域を残して選択的に該ｎ Ｌ
、Ｇ ａ Ａ ８基板上に不純物拡散して形成した電流
注入阻止の役割をなすｐ形ＧａＡ３領域である。３はＧ
ａＡθ基版全基面全表面タキシャル法により形成された
高不純物濃度の外形ＧａＡｔＡｓ結晶より成る第１クラ
ッド層である。４は該第１クラッド層上に連続的にエピ
タキシャル成長させた、該第１クラッド層の禁制帯幅よ
りも狭い禁制帯幅を持った低不純物濃度のＧａＡＩＡｅ
結晶より成る第１活性層である。５は該第１活性層上に
連続エピタキシャル成長させた、該第１クラッド層と等
しい禁制帯幅をもつ高不純物濃度のＰ形Ｇ ａ Ａ Ｌ
Ａ ｓ結晶より成る第２クラッド層である。６は該第
２クラッド層上に連続エピタキシャル成長させた、該第
２クラッド層と価電子帯位置がほぼ等しい高導電率のＰ
形ＧａＡｓ結晶より成る中間導電層である。７は該ｐ形
ＧａＡ３結晶領域のうち、レーザ発振に必要なストライ
プ状の′電流注入用の中間導電層を残して選択的にであ
る。前述した３の第１クラッド層と４の第１活性層と５
の第２クラッド層はダブルへテロ構造のｐ −ｎ接合ダ
イオードを形成し、１のＧａＡ３基板と、６の中間導電
層より成る電流注入層まで加えて、４の第１活性層の禁
制帯幅に見合った波長のレーザ光を発生する第１半専体
レーザ層を構成している。８は前記中間導電層上にエピ
タキシャル成長させて形成した前記中間導電層と価電子
帯位置がほぼ等しい高不純物濃度のＰ形ＧａＡｔＡｓ結
晶より成る第３クラッド層である。９は該第３クラッド
層上に連続エピタキシャル成長させた該第５クラッド層
よりも狭い禁制帯幅を持った低不純物濃度のｏａＡｔＡ
ｓ結晶より成る第２活性層である。１０は該第２活性層
上に連続エピタキシャル成長させた前記第３クラッド層
と同じ１ミ制帯幅を持つ高不純物濃度のｎ形Ｇ ａ Ａ
７ Ａ ８結晶より成る第４クラッド層である。１１
は該第４クラッド層上に連続エピタキシャル成長させた
高導電率のｎ形ＧａＡｓ結晶より成る表面溝′屯層、残
して選択的に不純物拡散させたｐ形ＧａＡ３の電流阻止
領域である。
基板は該？Ｌ形ＧａＡｓ基叛のうちレーザ発振に必要な
ストライプ状の電流注入領域を残して選択的に該ｎ Ｌ
、Ｇ ａ Ａ ８基板上に不純物拡散して形成した電流
注入阻止の役割をなすｐ形ＧａＡ３領域である。３はＧ
ａＡθ基版全基面全表面タキシャル法により形成された
高不純物濃度の外形ＧａＡｔＡｓ結晶より成る第１クラ
ッド層である。４は該第１クラッド層上に連続的にエピ
タキシャル成長させた、該第１クラッド層の禁制帯幅よ
りも狭い禁制帯幅を持った低不純物濃度のＧａＡＩＡｅ
結晶より成る第１活性層である。５は該第１活性層上に
連続エピタキシャル成長させた、該第１クラッド層と等
しい禁制帯幅をもつ高不純物濃度のＰ形Ｇ ａ Ａ Ｌ
Ａ ｓ結晶より成る第２クラッド層である。６は該第
２クラッド層上に連続エピタキシャル成長させた、該第
２クラッド層と価電子帯位置がほぼ等しい高導電率のＰ
形ＧａＡｓ結晶より成る中間導電層である。７は該ｐ形
ＧａＡ３結晶領域のうち、レーザ発振に必要なストライ
プ状の′電流注入用の中間導電層を残して選択的にであ
る。前述した３の第１クラッド層と４の第１活性層と５
の第２クラッド層はダブルへテロ構造のｐ −ｎ接合ダ
イオードを形成し、１のＧａＡ３基板と、６の中間導電
層より成る電流注入層まで加えて、４の第１活性層の禁
制帯幅に見合った波長のレーザ光を発生する第１半専体
レーザ層を構成している。８は前記中間導電層上にエピ
タキシャル成長させて形成した前記中間導電層と価電子
帯位置がほぼ等しい高不純物濃度のＰ形ＧａＡｔＡｓ結
晶より成る第３クラッド層である。９は該第３クラッド
層上に連続エピタキシャル成長させた該第５クラッド層
よりも狭い禁制帯幅を持った低不純物濃度のｏａＡｔＡ
ｓ結晶より成る第２活性層である。１０は該第２活性層
上に連続エピタキシャル成長させた前記第３クラッド層
と同じ１ミ制帯幅を持つ高不純物濃度のｎ形Ｇ ａ Ａ
７ Ａ ８結晶より成る第４クラッド層である。１１
は該第４クラッド層上に連続エピタキシャル成長させた
高導電率のｎ形ＧａＡｓ結晶より成る表面溝′屯層、残
して選択的に不純物拡散させたｐ形ＧａＡ３の電流阻止
領域である。
前述した第５クラッド層と第２活性層と第４クラッド層
はダブルへテロ構造のｐ −ｓ接合ダイオードを形成し
、電流注入層まで加えて第２活性層の禁制帯幅に見合っ
た波長のレーザ光を発生する第２半導体レーザ層を構成
している。
はダブルへテロ構造のｐ −ｓ接合ダイオードを形成し
、電流注入層まで加えて第２活性層の禁制帯幅に見合っ
た波長のレーザ光を発生する第２半導体レーザ層を構成
している。
１３は、図のように６の中間与′市層の一部がシ゛ｉ出
するように表１￥１ｉね−箪層から第５クラッド層まで
を一部分エノチングにより除去した後、素子表面を電気
的絶縁と表面保詐を兼ねて形成した５ｉｎ２暎又はＡｔ
２０．膜である。
するように表１￥１ｉね−箪層から第５クラッド層まで
を一部分エノチングにより除去した後、素子表面を電気
的絶縁と表面保詐を兼ねて形成した５ｉｎ２暎又はＡｔ
２０．膜である。
１４は表面溝１低層と、１５は中間導電ｊ臼と、そして
１６はＧａＡ３基板とそれぞれオーミックコンタクトを
取ることのできる金属電極である。
１６はＧａＡ３基板とそれぞれオーミックコンタクトを
取ることのできる金属電極である。
第２図には第１図に示した実施例図中に記したａａ’断
１ｆｌｊＫ Ｇりた半導体レーザのエネルギー準位図と
各レーザ層に加えるバイアスの関係を簡ＩＪえに示して
いる。
１ｆｌｊＫ Ｇりた半導体レーザのエネルギー準位図と
各レーザ層に加えるバイアスの関係を簡ＩＪえに示して
いる。
第１図又は第２図において、第１活性増と第２活性層の
禁制帯幅を適当に選べば任意の異なった２つの波長のレ
ーザ光をレーザ素子端面から出射できる。また、それら
の光強度は各電極に流れ込む電流によって制御される。
禁制帯幅を適当に選べば任意の異なった２つの波長のレ
ーザ光をレーザ素子端面から出射できる。また、それら
の光強度は各電極に流れ込む電流によって制御される。
第３図にもう一つの実施例を示す。図中の１〜１６は第
１図において説明した１〜１６のものに対応する。第１
図に示した実施例と異なる点は、２層の半導体レーザ層
の間の中間尋電ｊ蕾を２列のストライプに形成し、片側
の導電層６を下部の半導体レーザ層への電流注入部に当
て、もう一つの導電層６′を上部の半導体レーザ層への
電流注入部に当てている。１５′は上部半導体レーザ層
への電流注入を行なう金属電極である。第３図に示した
実施例の構造、動作は第１図のものとはとんど同じであ
るが、中間導電層に流れる電流量を増やせることと動作
制御のしやすさが特徴である。
１図において説明した１〜１６のものに対応する。第１
図に示した実施例と異なる点は、２層の半導体レーザ層
の間の中間尋電ｊ蕾を２列のストライプに形成し、片側
の導電層６を下部の半導体レーザ層への電流注入部に当
て、もう一つの導電層６′を上部の半導体レーザ層への
電流注入部に当てている。１５′は上部半導体レーザ層
への電流注入を行なう金属電極である。第３図に示した
実施例の構造、動作は第１図のものとはとんど同じであ
るが、中間導電層に流れる電流量を増やせることと動作
制御のしやすさが特徴である。
実施例では半導体レーザ層を２層までしか積層させてな
いが、本質的に３層以上形成することは可能であり、よ
り多波長化が行なえ得るものであある。また、化合物半
導体として本発明では格子整合性の非常に良いＧａＡＳ
基板を用いたＧａＡｔＡｓ糸をとり上げたが、同様のｔ
ｉｔ造は工ｎＰ基板を用いた工ｎＧａＡｓＰ系や、Ｇａ
八へ基板を用いたＩｎＧａＡｓＰ系および工ｎ Ｃ）
ａ Ａ Ｌ Ｐ糸等にも適合するものである。
いが、本質的に３層以上形成することは可能であり、よ
り多波長化が行なえ得るものであある。また、化合物半
導体として本発明では格子整合性の非常に良いＧａＡＳ
基板を用いたＧａＡｔＡｓ糸をとり上げたが、同様のｔ
ｉｔ造は工ｎＰ基板を用いた工ｎＧａＡｓＰ系や、Ｇａ
八へ基板を用いたＩｎＧａＡｓＰ系および工ｎ Ｃ）
ａ Ａ Ｌ Ｐ糸等にも適合するものである。
以上述べたように本発明によれば１つの微細な半導体チ
ップから複数の波長のレーザ光が出射されるので、これ
を多波長多重通信に用いれば、送信装置がｎｉｉ単にな
る。また、光導波路に分岐点がクシでなくなるため、伝
送される光の減衰が改善され、信号の信和性向上が期待
できる。
ップから複数の波長のレーザ光が出射されるので、これ
を多波長多重通信に用いれば、送信装置がｎｉｉ単にな
る。また、光導波路に分岐点がクシでなくなるため、伝
送される光の減衰が改善され、信号の信和性向上が期待
できる。
今までに試作されている多波長半２８体レーザとしては
微細加工技術を駆使して同一活性Ｊ曽中に分布帰還型レ
ーザを複数個集積したものがあるが、それに比べて、本
発明の積層化多彼長半導体し−ザ装め、は半導体レーザ
層を積み重ねて作製するため、製作工程がＩＭｔ単で歩
留り良く作製できるものである。
微細加工技術を駆使して同一活性Ｊ曽中に分布帰還型レ
ーザを複数個集積したものがあるが、それに比べて、本
発明の積層化多彼長半導体し−ザ装め、は半導体レーザ
層を積み重ねて作製するため、製作工程がＩＭｔ単で歩
留り良く作製できるものである。
さらに本発明によれば、積層させた個々の半導体レーザ
層から出射するレーザ光の波長を等しく、光の位相を揃
えることで、単一波長の大出力半４体レーザ装置を得る
ことが可能である。
層から出射するレーザ光の波長を等しく、光の位相を揃
えることで、単一波長の大出力半４体レーザ装置を得る
ことが可能である。
第１図は本発明の積層化多波長半導体レーザ装置の一実
施例を示す図。 第２図は第１図に示した半導体レーザ装置の断面に沼り
たエネルギー準位図。 第５図は本発明の他の一実施例を示す図。 １・・・・・・・・・半導体基鈑 ２・・・・・・・・・電流注入阻止＋＝５・・・・・・
・・・第１クラツドハ■４・・・・・・・・・第１活性
層 ５・・・・・・・・・第２クラッド層 ６．６′・・・中間導電層 ７・・・・・・・・・電流注入阻止層 ８・・・・・・・・・第５クラッド層 ９・・・・・・・・・第２活性層 １０・・・・・・第４クラッド層 １１・・・・・・表面導電層 １２・・・・・・電流注入阻止層 １６・・・・・・表面保護膜
施例を示す図。 第２図は第１図に示した半導体レーザ装置の断面に沼り
たエネルギー準位図。 第５図は本発明の他の一実施例を示す図。 １・・・・・・・・・半導体基鈑 ２・・・・・・・・・電流注入阻止＋＝５・・・・・・
・・・第１クラツドハ■４・・・・・・・・・第１活性
層 ５・・・・・・・・・第２クラッド層 ６．６′・・・中間導電層 ７・・・・・・・・・電流注入阻止層 ８・・・・・・・・・第５クラッド層 ９・・・・・・・・・第２活性層 １０・・・・・・第４クラッド層 １１・・・・・・表面導電層 １２・・・・・・電流注入阻止層 １６・・・・・・表面保護膜
Claims (2)
- （１）半導体基板上に、異なる波長のレーザ光を出射せ
しめる化合物半導体結晶薄膜から成る半導体レーザ層を
少なくとも二層以上積層させて形成したことを特徴とす
る積層化多波長半導体レーザ装置。 - （２）前記各半導体レーザ層にはレーザ光を発生せしめ
る低不純物濃度の活性層と、該活性層を狭み込むように
形成された、該活性層より禁制帯幅が広い、高不純物濃
度のｐ形およびｎ形のクラッド層を具備し、さらに前記
ｐ形およびｎ形クラッド層の表面又は内部に該活性層に
選択的に電流を注入させる低抵抗の半導体導電層を形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の積
層、化多波長半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19229784A JPS6187384A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 積層化多波長半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19229784A JPS6187384A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 積層化多波長半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187384A true JPS6187384A (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=16288929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19229784A Pending JPS6187384A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 積層化多波長半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187384A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425589A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser array |
| CN110416869A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-05 | 哈尔滨工程大学 | 利用离子注入提高Tm：YAP激光器输出功率的方法 |
| CN113632331A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-11-09 | 费迪南德布劳恩研究所有限公司莱布尼茨高频技术研究所 | 用于产生激光辐射的装置 |
-
1984
- 1984-09-13 JP JP19229784A patent/JPS6187384A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425589A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser array |
| CN113632331A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-11-09 | 费迪南德布劳恩研究所有限公司莱布尼茨高频技术研究所 | 用于产生激光辐射的装置 |
| JP2022520738A (ja) * | 2019-01-31 | 2022-04-01 | フェルディナント－ブラウン－インスティツット ゲーゲーエムベーハー， ライプニッツ－インスティツット フュー ヘーヒストフレクエンツテヒニク | レーザ照射生成装置 |
| CN110416869A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-05 | 哈尔滨工程大学 | 利用离子注入提高Tm：YAP激光器输出功率的方法 |
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