JPS62112391A - 分布帰還形半導体レーザ - Google Patents
分布帰還形半導体レーザInfo
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- JPS62112391A JPS62112391A JP60253076A JP25307685A JPS62112391A JP S62112391 A JPS62112391 A JP S62112391A JP 60253076 A JP60253076 A JP 60253076A JP 25307685 A JP25307685 A JP 25307685A JP S62112391 A JPS62112391 A JP S62112391A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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- 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
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/3434—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer comprising at least both As and P as V-compounds
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- H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
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】
発明の属する分野
本発明は、ｍ子井戸構造活性層による偏波面の選択性と
、回折格子による波長選択性によりスペクトル純度の高
い発振光を得、しかも、共振器の一方の端面に低反射膜
を、他方の端面に高反射膜を付けることにより、高出力
が得られ、ざらに端面の反射率の非対称により甲−縦モ
ード発振が（りられ易い半導体レーザに関する。
、回折格子による波長選択性によりスペクトル純度の高
い発振光を得、しかも、共振器の一方の端面に低反射膜
を、他方の端面に高反射膜を付けることにより、高出力
が得られ、ざらに端面の反射率の非対称により甲−縦モ
ード発振が（りられ易い半導体レーザに関する。
旭迷Ｊυえ」
単一モード発振を得るには、活性領域に回折格子を形成
し、誘導放出光のブラッグ反射２用いて発振を得る方法
、いわゆる分布帰還形（ＤＦＢ）レーザがある。
し、誘導放出光のブラッグ反射２用いて発振を得る方法
、いわゆる分布帰還形（ＤＦＢ）レーザがある。
このようなレーザにおいて、片端面から高効率で先を取
り出すには、出射側の端面を抵反射面とし、他端面を高
反射とすることにより可能となると考えられる。
り出すには、出射側の端面を抵反射面とし、他端面を高
反射とすることにより可能となると考えられる。
しかし、通常の一層からなる活性層をもつＤＦＢレーザ
に低反射膜と高反射膜を形成してレーザの高出力化をお
こなうと、高反射率端面において反ＤＩ率が高くなれば
なるほど、ＴＥモードとＴＭモード間で反射率に差がな
くなる。
に低反射膜と高反射膜を形成してレーザの高出力化をお
こなうと、高反射率端面において反ＤＩ率が高くなれば
なるほど、ＴＥモードとＴＭモード間で反射率に差がな
くなる。
その結果として、両面をへさ開で形成したときに比べて
、両端面の反射率の組み合わせを数％と７０％以上とし
た時は、ＴＥモードとＴＭモードとの間にミラー損失に
差がなくなる。
、両端面の反射率の組み合わせを数％と７０％以上とし
た時は、ＴＥモードとＴＭモードとの間にミラー損失に
差がなくなる。
そのため、ＴＥモード発娠の他にＴＭＩＥ−−ド発振が
起こりやすくなり、ＴＥモードとＴＭモ−ドとが同時に
発振したり、注入電流レベルによって、ＴＥモード発振
が丁Ｍ七〜ド発振に変わったりして、注入電流１ノベル
に応じた安定な単−ｗｉ［−ド発振が１９られないとい
う欠点があった。
起こりやすくなり、ＴＥモードとＴＭモ−ドとが同時に
発振したり、注入電流レベルによって、ＴＥモード発振
が丁Ｍ七〜ド発振に変わったりして、注入電流１ノベル
に応じた安定な単−ｗｉ［−ド発振が１９られないとい
う欠点があった。
さらに、従来のＤＦＢレーザの場合、両端面の反射率に
非対称性がないため、ＴＥモードだけに関しても、単−
縦モード発振が得にくいという欠点があり、また、両端
面の反射率に非対称性がないため、より大きな光出力を
必要とする出射側から、高出力が得られないという欠点
があった。
非対称性がないため、ＴＥモードだけに関しても、単−
縦モード発振が得にくいという欠点があり、また、両端
面の反射率に非対称性がないため、より大きな光出力を
必要とする出射側から、高出力が得られないという欠点
があった。
発明の目的
よって本発明は、上述した欠点のない新規な半導体レー
ザを提案せんとするもので、回折格子の付いた活性層が
多重吊子構造を有し、ＴＥモードのゲインを７Ｍモード
のゲインより数百Ｃ１ｎ”以上高くすることにより、充
分子Ｍモードの発振を抑圧し、高出力化および単−縦モ
ード化のために共振器の両端面に、それぞれ低反射膜及
び高反射膜を形成しても、Ｔ［ｔ−ドだけを発振させ、
高出力が得られ、安定に、甲−縦モード発振が得られる
ことを特徴とし゛（いる。
ザを提案せんとするもので、回折格子の付いた活性層が
多重吊子構造を有し、ＴＥモードのゲインを７Ｍモード
のゲインより数百Ｃ１ｎ”以上高くすることにより、充
分子Ｍモードの発振を抑圧し、高出力化および単−縦モ
ード化のために共振器の両端面に、それぞれ低反射膜及
び高反射膜を形成しても、Ｔ［ｔ−ドだけを発振させ、
高出力が得られ、安定に、甲−縦モード発振が得られる
ことを特徴とし゛（いる。
＆」Δ構、−１（および作用
第１図は、活性層をφ子井戸構造にした場合の電子及び
ホールの状態密度を示しく゛いる。
ホールの状態密度を示しく゛いる。
活性層の厚さを１００Ａ以下にし、活性層を、活性層よ
り大きなエネルギーギャップを有するクラッド層で囲む
ことにより縮退がとけているバンド構造を有していたエ
ネル１！−レベルは、不連続な飛び飛びの準位を構成す
る。
り大きなエネルギーギャップを有するクラッド層で囲む
ことにより縮退がとけているバンド構造を有していたエ
ネル１！−レベルは、不連続な飛び飛びの準位を構成す
る。
このにうなｍ了井戸形レーザでは、価電子帯の飛び飛び
の単位に存在するホール（１）と、伝導帯の飛び飛びの
単位に存在する電子（２）とて゛再結合が起こり発振す
る。
の単位に存在するホール（１）と、伝導帯の飛び飛びの
単位に存在する電子（２）とて゛再結合が起こり発振す
る。
多重吊子井戸（ＭＱＷ）層の理論（Ｈ，＋＜０ｂａｙａ
ｓｈｔ ｅｔ、ａｔ、”Ｐｏ１ａｒｉｓａｔｉｏｎ−
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｇａｉｎ−Ｃｕｒｒｅｎｊ
ｒｅｌａｊｌｏｎｓｈ！ｐｉｎＧａＡｓ−ΔｌＧａＡｓ
ＭＱＷ １ｅｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ”、Ｅ
１ｅｃｔｒｏｎ、。
ｓｈｔ ｅｔ、ａｔ、”Ｐｏ１ａｒｉｓａｔｉｏｎ−
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｇａｉｎ−Ｃｕｒｒｅｎｊ
ｒｅｌａｊｌｏｎｓｈ！ｐｉｎＧａＡｓ−ΔｌＧａＡｓ
ＭＱＷ １ｅｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ”、Ｅ
１ｅｃｔｒｏｎ、。
Ｌｅｔｔ、 、 １９８３． ｖｏｌ、
１９ＤＤ 、 １６６−１６８）によれば、電
子とヘビーホールとの再結合は、ＭＱＷ層に平行、すな
わちＴＥモードだけが可能である。
１９ＤＤ 、 １６６−１６８）によれば、電
子とヘビーホールとの再結合は、ＭＱＷ層に平行、すな
わちＴＥモードだけが可能である。
また、電子とライトホールとの再結合は、ＴＥモードと
７Ｍモードの両方が可能である。
７Ｍモードの両方が可能である。
結晶の組合わせによっては、電子どのバンドギャップは
ヘビーホールの方がライトホールバンドよりも、数ｅＶ
から十数ｅＶエネルギーが低い。
ヘビーホールの方がライトホールバンドよりも、数ｅＶ
から十数ｅＶエネルギーが低い。
そのため、電子とヘビーホールどの再結合確立が高くな
り、ＴＥモードの利得がＴ’ Ｍモードより高くなる。
り、ＴＥモードの利得がＴ’ Ｍモードより高くなる。
実際の、Ｉ ｎＧａＡＳ／Ｉ ｎＡｌＡｓ ＳＣ）−
１−ＭＷＱ構造では、ＴＥモードの利１りの方が高い（
Ｋ、Ｗａｋｉｔａ ｅｔａｌ、、”Ｐｏ１ａｒｉｓａ
ｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄａｎｔ ｇａｉｎ−ｃｕｒ
ｒｅｎｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｎ ）
ｎ ＧａＡｓ／Ｉｎ ＧａＡｌＡｓ／ＩｎＡｌ△Ｓ
ＳＣＨ−ＭＱＷｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ”、
Ｆ １ｅｃｔｒｏｎ、 １ｅｔｔ、 、 １９
８５． ｖｏ１２１、ＤＤ１９３−１９４） 。
１−ＭＷＱ構造では、ＴＥモードの利１りの方が高い（
Ｋ、Ｗａｋｉｔａ ｅｔａｌ、、”Ｐｏ１ａｒｉｓａ
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ｒｅｎｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｎ ）
ｎ ＧａＡｓ／Ｉｎ ＧａＡｌＡｓ／ＩｎＡｌ△Ｓ
ＳＣＨ−ＭＱＷｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓ”、
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８５． ｖｏ１２１、ＤＤ１９３−１９４） 。
また、良く知られているように、−８’ｌＪで形成され
た活性層よりもＭＱＷで形成された活性層の方が利得が
高くなり、レーザの低＠値化が可能である。また、利得
分布の幅が狭くなるため、ＤＦＢモードの閾（直に差が
少なくても、甲−縦モード発振が容易に得られる。
た活性層よりもＭＱＷで形成された活性層の方が利得が
高くなり、レーザの低＠値化が可能である。また、利得
分布の幅が狭くなるため、ＤＦＢモードの閾（直に差が
少なくても、甲−縦モード発振が容易に得られる。
ところで、通常の一層構造の活性層をもつ半導体レーザ
では、第２図の実線で示すように、高反射膜の反射率を
増加するにつれてＴ「モードと７Ｍモードどが、共に発
振しやツくなることが知られている。
では、第２図の実線で示すように、高反射膜の反射率を
増加するにつれてＴ「モードと７Ｍモードどが、共に発
振しやツくなることが知られている。
このためＤＦＢレーザにおいては、甲−縦モード発振プ
る確率が低下する。
る確率が低下する。
この問題点を解決するため、また上述した活性層を量子
井戸溝道にした半導体レーザを製作して、このレーザを
高出力化のために、レーザの出射面に無反則膜、反対側
に高反射膜を形成した。
井戸溝道にした半導体レーザを製作して、このレーザを
高出力化のために、レーザの出射面に無反則膜、反対側
に高反射膜を形成した。
この構造のレーザでは、第２図の点線で示すように、高
反射膜の反射率を増加させても実効的に、ＴＭ／ＴＥの
値は小さく抑えられ、ＴＥモードで発振する確率が高く
なる。
反射膜の反射率を増加させても実効的に、ＴＭ／ＴＥの
値は小さく抑えられ、ＴＥモードで発振する確率が高く
なる。
また、両端面の反射率が非対称であるときの単−縦モー
ド発振の確率求めて見ると、以下のことがわかった。
ド発振の確率求めて見ると、以下のことがわかった。
ＤＦＢレーザでは、端面での回折格子の位相により、発
振に必要な閾値利得が異なることが知らｔＬＴいる（Ｗ
、５ｔｒｅｉｆｅｒ ｅｔ。
振に必要な閾値利得が異なることが知らｔＬＴいる（Ｗ
、５ｔｒｅｉｆｅｒ ｅｔ。
ａｌ、、”１）ｆｆｅｃｔ ｏｆＥｘｔｅｒｎａｌ
ＲｅｆｌｅＣｔＯｒＳ Ｏｎ ｈｏｍｇｉｔｍｄ
ｉｎａｌ Ｍｏｄｅｓ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｆｅｅｄｆａｃｈ Ｌａ５ｅｒｓ、１９７
５．０Ｅ−１１，ｐｌ）１５４−１６１）。そこで両端
面での回折格子の位相を変え、閾値利得差を求め、最も
閾値利得の低い２モ一ド間の閾値利得を求めた。、、単
−ｔ４モード発振には全損失に対するモード間の閾値利
得差３％以上必要あると定義した。
ＲｅｆｌｅＣｔＯｒＳ Ｏｎ ｈｏｍｇｉｔｍｄ
ｉｎａｌ Ｍｏｄｅｓ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｆｅｅｄｆａｃｈ Ｌａ５ｅｒｓ、１９７
５．０Ｅ−１１，ｐｌ）１５４−１６１）。そこで両端
面での回折格子の位相を変え、閾値利得差を求め、最も
閾値利得の低い２モ一ド間の閾値利得を求めた。、、単
−ｔ４モード発振には全損失に対するモード間の閾値利
得差３％以上必要あると定義した。
この利得差によりし〜ザのパイｊ′ス電流を閾値電流の
１．０５倍とし、２ Ｇ ｂ ／ ＳのＲ／倍信号変調
した時、主副次モード間の強度比が３０６３で得られた
。
１．０５倍とし、２ Ｇ ｂ ／ ＳのＲ／倍信号変調
した時、主副次モード間の強度比が３０６３で得られた
。
第３図は、共振器長（Ｌ ） ３００μｍのときの単−
縦モード発振の確率のＫＬ（Ｋ：結合定数）依存性を示
している。パラメータは両端面の反射率である。
縦モード発振の確率のＫＬ（Ｋ：結合定数）依存性を示
している。パラメータは両端面の反射率である。
第３図からＫＬを１〜２、両端面の反身４率の組合せを
（１％、９０％）とすることににす、９０％の単−縦モ
ード発振確率が得られることが明らかであろう。
（１％、９０％）とすることににす、９０％の単−縦モ
ード発振確率が得られることが明らかであろう。
第４図は、レーザの共振器長１５０μｍ、ｌ−０８Ｓ
Ｄ［ＦＦ、３％、ＲＲ９０％とした場合に、レーザ出
射面の反射率を変化させた時、レーザ出射面で規格化し
た微分量子効率の値を１としたときのＫＬの値を現わし
ている。
Ｄ［ＦＦ、３％、ＲＲ９０％とした場合に、レーザ出
射面の反射率を変化させた時、レーザ出射面で規格化し
た微分量子効率の値を１としたときのＫＬの値を現わし
ている。
上述した様に、端面での回折格子の位相により閾値利得
が変わるため、吊子効率も異なる。
が変わるため、吊子効率も異なる。
このため、第４図では、吊子効率の平均値を示している
。
。
出射面の反射率を低下させることにより、すなわち反射
率の非対称性を増加させる程、出射面の外部微分吊子効
率が上昇し、低電流注入で高出力のレーザ光を得られる
ことが明らかである。
率の非対称性を増加させる程、出射面の外部微分吊子効
率が上昇し、低電流注入で高出力のレーザ光を得られる
ことが明らかである。
第５図は、本発明の実測例を示す。第５図Ａは、本発明
によるレーザ素子の第１の実施例のレーザ光出射方向の
断面図、第５図Ｂは、同素子の横方向断面図である。
によるレーザ素子の第１の実施例のレーザ光出射方向の
断面図、第５図Ｂは、同素子の横方向断面図である。
このようなレーザ素子を得るには、最初にＩｎｐ（１０
０）基板１ （Ｓｎドープ、Ｎ−１×１０１８ｃＩｌ−
３）の上に、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）または
、気相成長法（Ｍｏ−ＣＶＤ。
０）基板１ （Ｓｎドープ、Ｎ−１×１０１８ｃＩｌ−
３）の上に、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）または
、気相成長法（Ｍｏ−ＣＶＤ。
ＶＰＥ）あるいは液相成長法（ＬＰＥ）等によりｎ形１
ｎＰバッファ！３７を２〜３μｍの厚さに成長させた後
、活性層としての厚さ２５ＯＡのＧａ Ｉ ｎＡｓ層（
波長に換算して１，６５μｍ組成）と、厚さ３３０Ａの
ＩｎＰ層とを交互に各５層、符号（３）で示すように成
長させる。
ｎＰバッファ！３７を２〜３μｍの厚さに成長させた後
、活性層としての厚さ２５ＯＡのＧａ Ｉ ｎＡｓ層（
波長に換算して１，６５μｍ組成）と、厚さ３３０Ａの
ＩｎＰ層とを交互に各５層、符号（３）で示すように成
長させる。
次に、干渉露光法とケミカルエツチング技術により、層
２の上に回折格子６を形成する。回折格子のビッヂは、
−次回折を利用する場合は、２４００Ａ、２次の回折を
利用する場合は４８００Ａである。
２の上に回折格子６を形成する。回折格子のビッヂは、
−次回折を利用する場合は、２４００Ａ、２次の回折を
利用する場合は４８００Ａである。
次に、Ｐ形ＩｎＰ層４を２〜３μｍの厚さに成長させて
後、電極層となるＰ＋Ｇａ ｒ ｎＡＳＰｉ５を１μｍ
の厚さに成長させる。
後、電極層となるＰ＋Ｇａ ｒ ｎＡＳＰｉ５を１μｍ
の厚さに成長させる。
続いて、通常の埋め込み成長を行うゆすなわち、５ｉ０
２をマスクとして逆メサ構造を形成したヘテロウニバー
の側面を、Ｐ形、ｎ形のＩｎＰｌｉＷ、もしくは活性層
よりもバンドギャップの大きいＧａ Ｉ ｎＡｓＰｆｆ
ｌ（１１）及び（１２）を順次成長させ、埋め込み成長
行なった。
２をマスクとして逆メサ構造を形成したヘテロウニバー
の側面を、Ｐ形、ｎ形のＩｎＰｌｉＷ、もしくは活性層
よりもバンドギャップの大きいＧａ Ｉ ｎＡｓＰｆｆ
ｌ（１１）及び（１２）を順次成長させ、埋め込み成長
行なった。
次に、層５及び１２の仝而に、Ｐ形オーミック電極１３
としてΔＬＪ−Ｚ ｎを蒸着し、次にｎ形ＩｎＰＷ板面
上に、Ａｕ−Ｑｅ−Ｎ ｉを蒸着し、ｎ形オーミック電
極１４を形成する。
としてΔＬＪ−Ｚ ｎを蒸着し、次にｎ形ＩｎＰＷ板面
上に、Ａｕ−Ｑｅ−Ｎ ｉを蒸着し、ｎ形オーミック電
極１４を形成する。
次に、共振器長２００μｍでへぎ間した素子のへき開面
の片側に、ＣＶＤ形ＥＣＲ装置によって、３ｉＮｉ膜８
を無反射となるように４分の１波長（λ／４）の厚みに
なるように形成した。反対側のへき開面には同じくλ／
４の厚みに８１３Ｎ４１１！と、真空蒸着によるＡＵ＃
を形成して反射率９０％程度の高反射膜を得た。
の片側に、ＣＶＤ形ＥＣＲ装置によって、３ｉＮｉ膜８
を無反射となるように４分の１波長（λ／４）の厚みに
なるように形成した。反対側のへき開面には同じくλ／
４の厚みに８１３Ｎ４１１！と、真空蒸着によるＡＵ＃
を形成して反射率９０％程度の高反射膜を得た。
このようにして得られたベレットを、Ａｕ−３ｎハンダ
により、ダイヤモンドヒートシンク上にマウントして特
性を測定したところ、２５℃での連続動作の発振同値は
、１５ｍＡであり、光出力４０ｍＷにおいても、７Ｍモ
ードが抑圧され、単一モード発振が得られた。また、抵
反射面の微分ｍ子効率３６％であった。
により、ダイヤモンドヒートシンク上にマウントして特
性を測定したところ、２５℃での連続動作の発振同値は
、１５ｍＡであり、光出力４０ｍＷにおいても、７Ｍモ
ードが抑圧され、単一モード発振が得られた。また、抵
反射面の微分ｍ子効率３６％であった。
第６図は本発明の第２の実施例を示し、第６図Δ及びＢ
は、その光出射面とそれに交わる面の断面図である。
は、その光出射面とそれに交わる面の断面図である。
このようなレーザ素子を得るには、ＩｎＰ（１００）Ｊ
Ｊ板１に、回折格子６を形成し、次にこれを基板として
、ＧｎＴｎＡＳＰ導波路層２、活性層３、Ｐ形ＩｎＰク
ラッド層及びＱｎＩ ｎＡｓＰ電極ｍ５を、ＬＰＥ法、
もしくはＭｏ−ＤＶＤ法ＶＰＥ法により成長させる。
Ｊ板１に、回折格子６を形成し、次にこれを基板として
、ＧｎＴｎＡＳＰ導波路層２、活性層３、Ｐ形ＩｎＰク
ラッド層及びＱｎＩ ｎＡｓＰ電極ｍ５を、ＬＰＥ法、
もしくはＭｏ−ＤＶＤ法ＶＰＥ法により成長させる。
この場合、回折格子のピッチを、活性層の組成で決まる
発振波長のピッチに一致させておく。
発振波長のピッチに一致させておく。
また、各層の格子定数は、第１の実施例の場合も同様で
あるが、ＩｎＰの格子定数に合致している。続く工程は
、第１の実施例の場合と同様である。レーザ素子の特性
も、第１の実施例と同様に得られた。
あるが、ＩｎＰの格子定数に合致している。続く工程は
、第１の実施例の場合と同様である。レーザ素子の特性
も、第１の実施例と同様に得られた。
なお、上述した実施例では、Ｇｎ Ｉ ｎＡｓＰ導波路
層２が一層構造である場合示したが、その層２も多層吊
子井戸形層とすることもでき、この場合は、厚さ８０Ａ
の１．３μｍの組成のＧｎｌｎＡｓＰ層と厚さ１００Δ
の１．１μｍ組成のＧｎＩＮｎＡｓＰ層と交互に各５層
の成長を行なわせる。
層２が一層構造である場合示したが、その層２も多層吊
子井戸形層とすることもでき、この場合は、厚さ８０Ａ
の１．３μｍの組成のＧｎｌｎＡｓＰ層と厚さ１００Δ
の１．１μｍ組成のＧｎＩＮｎＡｓＰ層と交互に各５層
の成長を行なわせる。
また、上述した実施例では、波長１．５μｍの活性層と
して、Ｉ ｎＧａＡｓ／ Ｉ ｎＰＭＱＷについて述べ
たが、他のＭＱＷであっても良い。
して、Ｉ ｎＧａＡｓ／ Ｉ ｎＰＭＱＷについて述べ
たが、他のＭＱＷであっても良い。
さらに、ＩｎＰで埋め込んで構造について、述べたが他
の埋め込み材料でも良い。
の埋め込み材料でも良い。
また、その他の波長域のレーザに本発明を適用しても、
同様の効果が得られる。
同様の効果が得られる。
また、上述した実施例では、片端面にλ／４のＳ、Ｎｎ
ｔＪを、他端面にＡｎを付着したが、材料は任意であり
、さらに、反射率も両端面で非対象になるように任意に
選ぶことができる。
ｔＪを、他端面にＡｎを付着したが、材料は任意であり
、さらに、反射率も両端面で非対象になるように任意に
選ぶことができる。
また、上述した実施例では、一様な回折格子を有するＤ
ＦＢレーザについて述べたが、不均一な回折格子を有す
るＤＦＢレーザに適用しても同様の作用効果が得られる
。
ＦＢレーザについて述べたが、不均一な回折格子を有す
るＤＦＢレーザに適用しても同様の作用効果が得られる
。
また、いわゆる分布反射形レーザに適用しても同様の作
用効果が得られる。
用効果が得られる。
効 果
以上述べたように、活性層に多重吊子井戸構造を用い、
置−ドの利得を７Ｍモードよりはるかに高くすることに
より、ＴＥ、ＴＭモード間にミラー損失の差がなくなる
以上まで端面の反射率を高くしても７Ｍモードを抑圧で
きるため、両端面の反射率を一方を低く他方を高くした
組み合わせにすることにより、安定に、下る端面側から Ｅモード発振が得られ、また、低反射率を有す高出力が
得られ、ざらに、反射率の非対象性から高い確率で単−
縦モード発振が得られるという特徴がある。
置−ドの利得を７Ｍモードよりはるかに高くすることに
より、ＴＥ、ＴＭモード間にミラー損失の差がなくなる
以上まで端面の反射率を高くしても７Ｍモードを抑圧で
きるため、両端面の反射率を一方を低く他方を高くした
組み合わせにすることにより、安定に、下る端面側から Ｅモード発振が得られ、また、低反射率を有す高出力が
得られ、ざらに、反射率の非対象性から高い確率で単−
縦モード発振が得られるという特徴がある。
第１図は、Ｍ子井戸形レーザのエネルギーと状態密度と
の関係を示す図である。 第２図は、高反Ｑ４膜の反射率と発振づ゛るＴＥモード
及び７Ｍモードの比との関係を示す図である。 第３図はレーザ素子の両端面の反則率が異なったレーザ
素子から得られる単−縦モードの発振の確率とＫＬとの
関係を示す図である。 第４図は、レーザの共振器長、ＬＯ８ＳＤＩＦＦ、、Ｒ
Ｒを定めた場合のＫＬの差異によるレーザ出射面の反射
率と内部微分聞子効率で規格化した外部微分量子効率の
平均値との関係を示す図である。 第５Ａ及びＢは、本発明による半導体レーザ゛素子の第
１の実施例を示す断面図である。 第６図Ａ及びＢは、本発明にＪ：る半導体レーザ素子の
第２の実施例を示す断面図ぐある。 １・・・ｎ形１ｎＰ基板 ２−ｎ形Ｇａ Ｉ ｎＡｓＰ導波路層 ３・・・多重端子井戸形活性層 ４・・・Ｐ形ｉｎＰクラッド層 ５ ・Ｐ形Ｑａ ｌ ｎＡｓＰｉｌｆｆｉ極層６・・・
回折格子 ７・・・ｎ形１ｎＰバッファ帝 ８・・・無反射酢Ｓｉ ３Ｎ ４又はｓｒｏ ２９
・・・絶縁膜 １０・・・Ａ ＬＪ １１−Ｐ形ＩｎＰ層又はＧａ１ｎＡｓＰｎ１２−ｎ形［
ｎＰｆｆｌ又はＧａＩｒ１ＡＳｐ１１１３・・・Ｐ形オ
ーミック電極 １４・・・ｎ形オーミック電極 ９．１０・・・高反射膜 図面の浄房（内容に変更なし） 図面の浄４Ｊ （内容に変更なし） 第２図 及射至（’／、） 第３図 Ｌ 第４図 ＲＦ（％） 第５図 第６図 ５丁１ 辛シ２ ンｆ１？ ＴＪ三 ７ｇ （方式
）１．事件の表示 １！」願昭６０−２５３０７６
月２、発明の名称 半導体レーザ ３、補正をづ゛る者 事１′１との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町１丁目１番６丹名 称
（４２２）口本電信電話株式会社代表省 真 藤
恒 ４、代理人 住 所 〒１０２束′Ｑ都千代ｍ区麹町５丁目７番地
禿和紀尾井町ＴＢＲ８２０丹 ５、補正命令の日イリ 昭和６１年１月２８日（発送日
）（１）図面中、第１及び第２図を別ｔバのとおり訂正
り−る。（図面の予調 内容に変更なし）以 上
の関係を示す図である。 第２図は、高反Ｑ４膜の反射率と発振づ゛るＴＥモード
及び７Ｍモードの比との関係を示す図である。 第３図はレーザ素子の両端面の反則率が異なったレーザ
素子から得られる単−縦モードの発振の確率とＫＬとの
関係を示す図である。 第４図は、レーザの共振器長、ＬＯ８ＳＤＩＦＦ、、Ｒ
Ｒを定めた場合のＫＬの差異によるレーザ出射面の反射
率と内部微分聞子効率で規格化した外部微分量子効率の
平均値との関係を示す図である。 第５Ａ及びＢは、本発明による半導体レーザ゛素子の第
１の実施例を示す断面図である。 第６図Ａ及びＢは、本発明にＪ：る半導体レーザ素子の
第２の実施例を示す断面図ぐある。 １・・・ｎ形１ｎＰ基板 ２−ｎ形Ｇａ Ｉ ｎＡｓＰ導波路層 ３・・・多重端子井戸形活性層 ４・・・Ｐ形ｉｎＰクラッド層 ５ ・Ｐ形Ｑａ ｌ ｎＡｓＰｉｌｆｆｉ極層６・・・
回折格子 ７・・・ｎ形１ｎＰバッファ帝 ８・・・無反射酢Ｓｉ ３Ｎ ４又はｓｒｏ ２９
・・・絶縁膜 １０・・・Ａ ＬＪ １１−Ｐ形ＩｎＰ層又はＧａ１ｎＡｓＰｎ１２−ｎ形［
ｎＰｆｆｌ又はＧａＩｒ１ＡＳｐ１１１３・・・Ｐ形オ
ーミック電極 １４・・・ｎ形オーミック電極 ９．１０・・・高反射膜 図面の浄房（内容に変更なし） 図面の浄４Ｊ （内容に変更なし） 第２図 及射至（’／、） 第３図 Ｌ 第４図 ＲＦ（％） 第５図 第６図 ５丁１ 辛シ２ ンｆ１？ ＴＪ三 ７ｇ （方式
）１．事件の表示 １！」願昭６０−２５３０７６
月２、発明の名称 半導体レーザ ３、補正をづ゛る者 事１′１との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町１丁目１番６丹名 称
（４２２）口本電信電話株式会社代表省 真 藤
恒 ４、代理人 住 所 〒１０２束′Ｑ都千代ｍ区麹町５丁目７番地
禿和紀尾井町ＴＢＲ８２０丹 ５、補正命令の日イリ 昭和６１年１月２８日（発送日
）（１）図面中、第１及び第２図を別ｔバのとおり訂正
り−る。（図面の予調 内容に変更なし）以 上
Claims (1)
- 半導体の内部に回折格子を具備する分布帰還形半導体レ
ーザにおいて、活性層が多重量子井戸構造を有し、光の
出射方向に垂直な２つの端面の一方が、へき開面よりも
、低い反射率を有する抵反射面でなり、他方が、へき開
面よりも高い反射率を有する反射面でなることを特徴と
する半導体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60253076A JPS62112391A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 分布帰還形半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60253076A JPS62112391A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 分布帰還形半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112391A true JPS62112391A (ja) | 1987-05-23 |
Family
ID=17246156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60253076A Pending JPS62112391A (ja) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | 分布帰還形半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62112391A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6412592A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Sharp Kk | Semiconductor laser device |
| EP0321294A2 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| WO2001024332A1 (fr) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser a semi-conducteur a retroaction repartie et a coulage de gain |
| WO2005053124A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nec Corporation | 分布帰還型半導体レーザ、分布帰還型半導体レーザアレイ及び光モジュール |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045084A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS60216595A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単一波長半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-11-12 JP JP60253076A patent/JPS62112391A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045084A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS60216595A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単一波長半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6412592A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Sharp Kk | Semiconductor laser device |
| JP2565909B2 (ja) * | 1987-07-06 | 1996-12-18 | シャープ株式会社 | 半導体レ−ザ素子 |
| EP0321294A2 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| WO2001024332A1 (fr) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser a semi-conducteur a retroaction repartie et a coulage de gain |
| US6493369B2 (en) | 1999-09-29 | 2002-12-10 | The Furukawa Electrical Co., Ltd. | Gain-coupling distributed feedback type semiconductor laser device |
| WO2005053124A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nec Corporation | 分布帰還型半導体レーザ、分布帰還型半導体レーザアレイ及び光モジュール |
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