JPS62158377A - 分布帰還型半導体レ−ザ− - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザ−Info
- Publication number
- JPS62158377A JPS62158377A JP60298310A JP29831085A JPS62158377A JP S62158377 A JPS62158377 A JP S62158377A JP 60298310 A JP60298310 A JP 60298310A JP 29831085 A JP29831085 A JP 29831085A JP S62158377 A JPS62158377 A JP S62158377A
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- JP
- Japan
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- grating
- laser
- layer
- irregularities
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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
-
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は分布帰還型半導体レーザーに関するものであっ
て、特に端面効果による悪影響を除去したものである。
て、特に端面効果による悪影響を除去したものである。
本発明は、第1のクラッド層と、この第1のクラッド層
上に設けられている活性層と、この活性層上に設けられ
かつグレーティングを有するガイド層と、このガイド層
上に設けられている第2のクラッド層とをそれぞれ具備
する分布帰還型半導体レーザーにおいて、上記グレーテ
ィングを構成する凹凸の延びる方向をレーザー端面に対
して傾斜させることによって、端面におけるグレーティ
ングの位相を平均化し、端面反射により生ずる素子間の
特性のばらつきをなくすことができるようにしたもので
ある。
上に設けられている活性層と、この活性層上に設けられ
かつグレーティングを有するガイド層と、このガイド層
上に設けられている第2のクラッド層とをそれぞれ具備
する分布帰還型半導体レーザーにおいて、上記グレーテ
ィングを構成する凹凸の延びる方向をレーザー端面に対
して傾斜させることによって、端面におけるグレーティ
ングの位相を平均化し、端面反射により生ずる素子間の
特性のばらつきをなくすことができるようにしたもので
ある。
従来、第4A図に示すような分布帰還(distri−
buted feedback)型半導体レーザー(以
下DFBレーザーという)が知られている。この第4A
図に示す従来のDFBレーザーにおいては、n −Ga
As基板1上にクラッド層を構成するn −Alx G
a、。
buted feedback)型半導体レーザー(以
下DFBレーザーという)が知られている。この第4A
図に示す従来のDFBレーザーにおいては、n −Ga
As基板1上にクラッド層を構成するn −Alx G
a、。
As層2、活性層を構成する^R,Ga、−、As (
y < x)層3、ガイド層を構成するp−A11z
Gal−2As(y<z<x)層4及びクラッド層を構
成するpA j! x Gal−XAS層5が順次設け
られている。
y < x)層3、ガイド層を構成するp−A11z
Gal−2As(y<z<x)層4及びクラッド層を構
成するpA j! x Gal−XAS層5が順次設け
られている。
上記ガイド層を構成するp Alz Gal−1A
s層4のp −A It X Gar−x As層層側
側表面には、ブラッグ反射により光を分布的に帰還させ
るためのグレーティング6が設けられている。このグレ
ーティング6は、ピッチ八で周期的に形成された三角波
状凹凸(第1B図においては山または谷を直線で示す)
から成り、この周期的凹凸の延びる方向は、第4B図に
示すように、レーザーの両端面7a、7bに平行となっ
ている。また上記クラッド層を構成するp A I
X Ga I−z As層5の表面には、例えば長方形
断面を有しかつ上記端面7aからこれと垂直な方向に他
方の端面7bまで延びる、例えばリッジ(ridge)
導波路8が形成されている。
s層4のp −A It X Gar−x As層層側
側表面には、ブラッグ反射により光を分布的に帰還させ
るためのグレーティング6が設けられている。このグレ
ーティング6は、ピッチ八で周期的に形成された三角波
状凹凸(第1B図においては山または谷を直線で示す)
から成り、この周期的凹凸の延びる方向は、第4B図に
示すように、レーザーの両端面7a、7bに平行となっ
ている。また上記クラッド層を構成するp A I
X Ga I−z As層5の表面には、例えば長方形
断面を有しかつ上記端面7aからこれと垂直な方向に他
方の端面7bまで延びる、例えばリッジ(ridge)
導波路8が形成されている。
上述のDFBレーザーの端面7a、7bは、通常、へき
開によって形成されている。ところが、グレーティング
6の凹凸のとッチAは、2次グレーティングで波長85
0nmに対して約0.25μm、1次グレーティングで
0.12μmと極めて小さい値であるため、上述のよう
にグレーティング6の凹凸の延びる方向が端面7a、7
bと平行である場合、へき開によって例えば端面7aを
第5図に示すA、B、Cのいずれの位置(位相)に形成
するかを制御することは不可能に近い。このため、従来
のDFBレーザーにおけるグレーティング6は、素子に
よって異なる、偶然に決められた端面位相を有していた
。ところで、DFBレーザーにおける端面反射の影響は
極めて大きいことが知られており、端面位相によってレ
ーザーの緒特性が大幅に変化してしまうことになるので
、上述の端面位相の非制御性は素子間の特性のばらつき
を招くことになる。
開によって形成されている。ところが、グレーティング
6の凹凸のとッチAは、2次グレーティングで波長85
0nmに対して約0.25μm、1次グレーティングで
0.12μmと極めて小さい値であるため、上述のよう
にグレーティング6の凹凸の延びる方向が端面7a、7
bと平行である場合、へき開によって例えば端面7aを
第5図に示すA、B、Cのいずれの位置(位相)に形成
するかを制御することは不可能に近い。このため、従来
のDFBレーザーにおけるグレーティング6は、素子に
よって異なる、偶然に決められた端面位相を有していた
。ところで、DFBレーザーにおける端面反射の影響は
極めて大きいことが知られており、端面位相によってレ
ーザーの緒特性が大幅に変化してしまうことになるので
、上述の端面位相の非制御性は素子間の特性のばらつき
を招くことになる。
上述の端面効果を除去するために、従来、端面に反射防
止膜を形成する、いわゆる無反射コート(ARコート)
技術が用いられている。
止膜を形成する、いわゆる無反射コート(ARコート)
技術が用いられている。
しかしながら、上述の無反射コート技術は容易とは言え
ない技術であるのみならず、レーザーの製造に要する工
程数が増加するという欠点がある。
ない技術であるのみならず、レーザーの製造に要する工
程数が増加するという欠点がある。
本発明は、従来技術が有する上述のような欠点を是正し
た分布帰還型半導体レーザーを提供することを目的とす
る。
た分布帰還型半導体レーザーを提供することを目的とす
る。
本発明に係る分布帰還型半導体レーザーは、第1のクラ
ッド層と、この第1のクラッド層上に設けられている活
性層と、この活性層上に設けられかつグレーティングを
有するガイド層と、このガイド層上に設けられている第
2のクラッド層とをそれぞれ具備する分布帰還型半導体
レーザーにおいて、上記グレーティングを構成する凹凸
の延びる方向をレーザー端面に対して傾斜させている。
ッド層と、この第1のクラッド層上に設けられている活
性層と、この活性層上に設けられかつグレーティングを
有するガイド層と、このガイド層上に設けられている第
2のクラッド層とをそれぞれ具備する分布帰還型半導体
レーザーにおいて、上記グレーティングを構成する凹凸
の延びる方向をレーザー端面に対して傾斜させている。
このように構成することによって、端面におけるグレー
ティングの位相を平均化することが可能となる。
ティングの位相を平均化することが可能となる。
以下本発明をリッジ導波路を有するDFBレーザーに適
用した一実施例につき図面を参照しながら説明する。な
お以下の第1A図及び第L 8図においては、第4A図
及び第4B図と同一部分には同一の符号を付す。
用した一実施例につき図面を参照しながら説明する。な
お以下の第1A図及び第L 8図においては、第4A図
及び第4B図と同一部分には同一の符号を付す。
第1A図及び第1B図に示すように、本実施例によるD
FBレーザーは、グレーティング6を構成する凹凸の延
びる方向が端面7a、7bに対して角度θだけ傾斜して
おり、がっこの凹凸の延びる方向とりフジ導波路8の延
びる方向とが直交していることを除いて、第4A図及び
第4B図に示す従来のDFBレーザーと実質的に同一構
成となっている。
FBレーザーは、グレーティング6を構成する凹凸の延
びる方向が端面7a、7bに対して角度θだけ傾斜して
おり、がっこの凹凸の延びる方向とりフジ導波路8の延
びる方向とが直交していることを除いて、第4A図及び
第4B図に示す従来のDFBレーザーと実質的に同一構
成となっている。
上記角度θは、端面7a、7bにおけるリッジ導波路8
の幅W(第1B図参照)内においてグレーティング6の
位相を平均化するように選ばれ、次式を満足する。
の幅W(第1B図参照)内においてグレーティング6の
位相を平均化するように選ばれ、次式を満足する。
θ≧5in−’ (Δ/W) ■θΦ値の一例
を挙げると、例えば波長λ=850nmのDFBレーザ
ーの場合、A=0.12μm5W=3μmとすると■式
よりθ≧2.3° となり、この程度の傾斜角度θはグ
レーティング形成にも特に支障を生じない値である。
を挙げると、例えば波長λ=850nmのDFBレーザ
ーの場合、A=0.12μm5W=3μmとすると■式
よりθ≧2.3° となり、この程度の傾斜角度θはグ
レーティング形成にも特に支障を生じない値である。
なお上述の第1B図に示すようなグレーティング6は、
第2図に示すように、図示省略した所定のレーザー光源
からのレーザー光線りをビームスプリッタ−BSに入射
させ、その透過光と反射光とをそれぞれ反射鏡M1、M
2により反射させ、これらの反射光を露光面S上で合流
させて干渉縞を生じさせることにより露光を行うように
した、いわゆるホログラフィック露光の配置において、
端面とグレーティングの凹凸の延びる方向とが平行な従
来のグレーティングを形成する場合に比べて、露光面S
を面内において角度θだけ回転させた状態で露光を行う
ことにより形成することができる。
第2図に示すように、図示省略した所定のレーザー光源
からのレーザー光線りをビームスプリッタ−BSに入射
させ、その透過光と反射光とをそれぞれ反射鏡M1、M
2により反射させ、これらの反射光を露光面S上で合流
させて干渉縞を生じさせることにより露光を行うように
した、いわゆるホログラフィック露光の配置において、
端面とグレーティングの凹凸の延びる方向とが平行な従
来のグレーティングを形成する場合に比べて、露光面S
を面内において角度θだけ回転させた状態で露光を行う
ことにより形成することができる。
上述の実施例によれば、グレーティング6を構成する凹
凸の延びる方向をレーザー端面7a、7、bに対して、
■式で決められる角度θだけ傾斜させているので、へき
開によって端面7a、7bがどの位置に形成されてもこ
れらの端面7a、7bにおけるグレーティング6の位相
を上述のように平均化することができる。このため、端
面7a、7bによる反射光量を減少させることができる
ので、端面反射効果が実質的に除去され、従って素子間
のレーザー特性のばらつきを殆どなくすことができる。
凸の延びる方向をレーザー端面7a、7、bに対して、
■式で決められる角度θだけ傾斜させているので、へき
開によって端面7a、7bがどの位置に形成されてもこ
れらの端面7a、7bにおけるグレーティング6の位相
を上述のように平均化することができる。このため、端
面7a、7bによる反射光量を減少させることができる
ので、端面反射効果が実質的に除去され、従って素子間
のレーザー特性のばらつきを殆どなくすことができる。
また端面7aから出射されるレーザー光と端面7bから
出射されるレーザー光との非対′称性もなくすことがで
きる。さらにまた、エージングによって生ずる端面位相
特性の不安定性も除去することができる。
出射されるレーザー光との非対′称性もなくすことがで
きる。さらにまた、エージングによって生ずる端面位相
特性の不安定性も除去することができる。
さらに、上述の実施例によれば、ARコート技術を用い
た場合のようにレーザーの製造に要する工程数が増加す
ることがなく、プロセス的にも簡単である。のみならず
、上述の実施例においては、グレーティング6の凹凸の
延びる方向とりフジ導波路8の延びる方向とを直交させ
ているので、従来のDFBレーザーと同等の利得を得る
ことができる。
た場合のようにレーザーの製造に要する工程数が増加す
ることがなく、プロセス的にも簡単である。のみならず
、上述の実施例においては、グレーティング6の凹凸の
延びる方向とりフジ導波路8の延びる方向とを直交させ
ているので、従来のDFBレーザーと同等の利得を得る
ことができる。
以上本発明の一実施例につき説明したが、本発明は上述
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基づく各種の変形が可能である。例えば、グレーテ
ィング6を構成する凹凸の傾斜角度θは、■式に基づき
、さらに必要に応じてレーザーのその他の設計パラメー
タを考慮に入れて適宜選定することができる。また、上
述の実施例においては、光導波路として、屈折率ガイド
の一種であるリッジ導波路8を用いたが、必要に応じて
その他の種類の屈折率ガイド、さらには利得ガイドを用
いることが可能である。さらにまた、上述の実施例にお
いては、クラッド層としてn−Al!、XGa1−x
As層2及びp −AN、 Ga、−、As層5、活性
層としてA I! y Ga+−y As層3、ガイド
層としてpAj2zGal−z^S層4を用いたが、必
要に応じてその他の各種半導体層を用いることが可能で
ある。
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基づく各種の変形が可能である。例えば、グレーテ
ィング6を構成する凹凸の傾斜角度θは、■式に基づき
、さらに必要に応じてレーザーのその他の設計パラメー
タを考慮に入れて適宜選定することができる。また、上
述の実施例においては、光導波路として、屈折率ガイド
の一種であるリッジ導波路8を用いたが、必要に応じて
その他の種類の屈折率ガイド、さらには利得ガイドを用
いることが可能である。さらにまた、上述の実施例にお
いては、クラッド層としてn−Al!、XGa1−x
As層2及びp −AN、 Ga、−、As層5、活性
層としてA I! y Ga+−y As層3、ガイド
層としてpAj2zGal−z^S層4を用いたが、必
要に応じてその他の各種半導体層を用いることが可能で
ある。
なお第3図に示すように、グレーティング6の凹凸の延
びる方向は従来と同様に端面7a、7bと平行にし、リ
ッジ導波路8の延びる方向を端面7a、7bの法線に対
して角度θ′だけ傾斜させることによっても上述の実施
例とほぼ同等の効果が得られる。この場合、上記角度θ
′は、端面7a、7b’に垂直な光の導波を妨げるため
に、次式を満足しなければならない。
びる方向は従来と同様に端面7a、7bと平行にし、リ
ッジ導波路8の延びる方向を端面7a、7bの法線に対
して角度θ′だけ傾斜させることによっても上述の実施
例とほぼ同等の効果が得られる。この場合、上記角度θ
′は、端面7a、7b’に垂直な光の導波を妨げるため
に、次式を満足しなければならない。
θ′≧tan−’ (W/ L ) ■ここで
、Lは端面7a、7b間の距離(共振器長に相当する)
である。例えば、W=3μmSl、=250μmとした
場合、0式よりθ′≧0.7°となり、これは十分に実
現可能な値である。
、Lは端面7a、7b間の距離(共振器長に相当する)
である。例えば、W=3μmSl、=250μmとした
場合、0式よりθ′≧0.7°となり、これは十分に実
現可能な値である。
本発明によれば、グレーティングを構成する凹凸の延び
る方向をレーザー端面に対して傾斜させているので、端
面におけるグレーティングの位相を平均化することがで
き、従うて端面による反射光量を減少させることができ
る。このため、端面反射による素子特性のばらつきをな
くすことが可能となる。のみならず、レーザーの製造に
要する工程数を増加させることもない。
る方向をレーザー端面に対して傾斜させているので、端
面におけるグレーティングの位相を平均化することがで
き、従うて端面による反射光量を減少させることができ
る。このため、端面反射による素子特性のばらつきをな
くすことが可能となる。のみならず、レーザーの製造に
要する工程数を増加させることもない。
第1A図は本発明の一実施例によるDFBレーザーの斜
視図、第1B図は第1A図に示すDFBレーザーのグレ
ーティングの平面図、第2図は第1B図に示すグレーテ
ィングをホログラフインク露光により形成する方法を説
明するための説明図、第3図は凹凸の延びる方向が端面
と平行で導波路の延びる方向が端面の法線に対して傾斜
しているグレーティングの平面図、第4A図は従来のD
FBレーザーの斜視図、第4B図は第4A図に示す従来
のDFBレーザーのグレーティングの平面図、第5図は
へき開によるレーザー端面の形成位置の非制御性を説明
するための部分拡大断面図である。 なお図面に用いた符号において、 1 =−−−=−−−−=−= n −GaAs基板2
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−・n −A
l 、 Gat−、As層3−−−−−−−−−−−−
−=−A l 、 Ga 、 −、As層4−・−−−
−−−−−−−−−−−−−p −A l z Ga1
−z As層5−−−−−−−−−−−−−−−−−=
p −A I XGa、−、As層6・−・・−・−・
−・・・−・・−・グレーティング7a、7b−・−・
−・端面 8−・・−・−−−−−−−−−・・リッジ導波路であ
る。
視図、第1B図は第1A図に示すDFBレーザーのグレ
ーティングの平面図、第2図は第1B図に示すグレーテ
ィングをホログラフインク露光により形成する方法を説
明するための説明図、第3図は凹凸の延びる方向が端面
と平行で導波路の延びる方向が端面の法線に対して傾斜
しているグレーティングの平面図、第4A図は従来のD
FBレーザーの斜視図、第4B図は第4A図に示す従来
のDFBレーザーのグレーティングの平面図、第5図は
へき開によるレーザー端面の形成位置の非制御性を説明
するための部分拡大断面図である。 なお図面に用いた符号において、 1 =−−−=−−−−=−= n −GaAs基板2
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−・n −A
l 、 Gat−、As層3−−−−−−−−−−−−
−=−A l 、 Ga 、 −、As層4−・−−−
−−−−−−−−−−−−−p −A l z Ga1
−z As層5−−−−−−−−−−−−−−−−−=
p −A I XGa、−、As層6・−・・−・−・
−・・・−・・−・グレーティング7a、7b−・−・
−・端面 8−・・−・−−−−−−−−−・・リッジ導波路であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第1のクラッド層と、この第1のクラッド層上に設けら
れている活性層と、この活性層上に設けられかつグレー
ティングを有するガイド層と、このガイド層上に設けら
れている第2のクラッド層とをそれぞれ具備する分布帰
還型半導体レーザーにおいて、 上記グレーティングを構成する凹凸の延びる方向をレー
ザー端面に対して傾斜させたことを特徴とする分布帰還
型半導体レーザー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60298310A JPS62158377A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60298310A JPS62158377A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ− |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62158377A true JPS62158377A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=17857987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60298310A Pending JPS62158377A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62158377A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0704946A1 (de) * | 1994-08-31 | 1996-04-03 | Deutsche Telekom AG | Optoelektronisches Multi-Wellenlängen Bauelement |
GB2488399A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-29 | Avago Tech Fiber Ip Sg Pte Ltd | Surface emitting semiconductor laser device |
US8315287B1 (en) | 2011-05-03 | 2012-11-20 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive lens, and a method for making the device |
CN103078250A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 基于非对称相移光栅的窄线宽dfb半导体激光器 |
US8582618B2 (en) | 2011-01-18 | 2013-11-12 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive or refractive lens on the semiconductor laser device |
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CN111355127A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-30 | 中国科学院半导体研究所 | 基于倾斜光栅的硅基垂直耦合激光器及其制备方法 |
-
1985
- 1985-12-28 JP JP60298310A patent/JPS62158377A/ja active Pending
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