JPS6223187A - 回折格子形成方法 - Google Patents
回折格子形成方法Info
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- JPS6223187A JPS6223187A JP60162575A JP16257585A JPS6223187A JP S6223187 A JPS6223187 A JP S6223187A JP 60162575 A JP60162575 A JP 60162575A JP 16257585 A JP16257585 A JP 16257585A JP S6223187 A JPS6223187 A JP S6223187A
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- Japan
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- substrate
- diffraction grating
- laser beam
- phase shift
- beams
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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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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/124—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 incorporating phase shifts
- H01S5/1243—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 incorporating phase shifts by other means than a jump in the grating period, e.g. bent waveguides
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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、分布帰還型半導体レーザの製造等に用いる回
折格子の形成方法に関する。
折格子の形成方法に関する。
（従来技術とその問題点）
高速変調時にも安定な単一軸モード発振を示し光フアイ
バ通信の伝送帯域を大きくとることのできる半導体光源
として分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）の開発
が進められている。ＤＦＢ−ＬＤは適当なピップの回折
格子による波長選択機溝を有しており、Ｇｂ／ｓレベル
の高速度で変調しても単一波長で発振するという結果が
得られている。
バ通信の伝送帯域を大きくとることのできる半導体光源
として分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）の開発
が進められている。ＤＦＢ−ＬＤは適当なピップの回折
格子による波長選択機溝を有しており、Ｇｂ／ｓレベル
の高速度で変調しても単一波長で発振するという結果が
得られている。
通常ＤＦＢ−ＬＤを作成するには例えばＩｎＰ基板上に
回折格子を形成し、その基板上にガイド層、活性石、ク
ラッド層などを結晶成長させる。回折格子はＨｅ−Ｃｄ
ガスレーザ等を用い、２光束干渉露光法によって形成し
、光ファイバの極低損失領域に合致した１、５５−波長
帯のものに対しては、ピッチ２４００人程度である。第
３図は、通常のレーザ干渉法に用いる干渉光学系の概略
を示す。Ｈｅ−Ｃｄガスレーザ１からのレーザ光線２を
ハーフミラ−３によって２つに分け、それぞれのレーザ
光線をビーム・エキスパンダ４に加えて、ビームを拡げ
るとともに平行ビームにする。それぞれの平行ビームを
ミラー５で反射させて、ピッチに合った適当な入射角θ
で半導体基板７上に露光させる。その後化学エツチング
を行なう、このとき２つの平行ビームの入射角はθであ
り、互いに等しく、入／２９ｉｎθ（λはレーザ光の波
長、θは入射角）で決定きれる周期に回折格子が形成さ
れる。そのように回折格子を形成した基板上にガイド層
、活性層、クラッド層等を成長してＤＦＢ−ＬＤを得る
。
回折格子を形成し、その基板上にガイド層、活性石、ク
ラッド層などを結晶成長させる。回折格子はＨｅ−Ｃｄ
ガスレーザ等を用い、２光束干渉露光法によって形成し
、光ファイバの極低損失領域に合致した１、５５−波長
帯のものに対しては、ピッチ２４００人程度である。第
３図は、通常のレーザ干渉法に用いる干渉光学系の概略
を示す。Ｈｅ−Ｃｄガスレーザ１からのレーザ光線２を
ハーフミラ−３によって２つに分け、それぞれのレーザ
光線をビーム・エキスパンダ４に加えて、ビームを拡げ
るとともに平行ビームにする。それぞれの平行ビームを
ミラー５で反射させて、ピッチに合った適当な入射角θ
で半導体基板７上に露光させる。その後化学エツチング
を行なう、このとき２つの平行ビームの入射角はθであ
り、互いに等しく、入／２９ｉｎθ（λはレーザ光の波
長、θは入射角）で決定きれる周期に回折格子が形成さ
れる。そのように回折格子を形成した基板上にガイド層
、活性層、クラッド層等を成長してＤＦＢ−ＬＤを得る
。
ところが通常のＤＦＢ−ＬＤではブラッグ波長をはさん
だ両側のモードの利得差があまり大きくとれず、反射端
面における位相条件によっては２木の軸モードが同時に
発振してしまったり、モードのとびが生じたりするもの
があり、素子特性の歩留りは必ずしも良好ではなかった
。
だ両側のモードの利得差があまり大きくとれず、反射端
面における位相条件によっては２木の軸モードが同時に
発振してしまったり、モードのとびが生じたりするもの
があり、素子特性の歩留りは必ずしも良好ではなかった
。
これに対し、同一基板内で１７４波長分だけ光波の位相
をシフトきせる領域を形成することによりブラッグ波長
において安定に単一軸モード発振させることが可能とな
る。同時にしきい値利得も大幅に低減し、素子特性の歩
留りが大幅に向上する。
をシフトきせる領域を形成することによりブラッグ波長
において安定に単一軸モード発振させることが可能とな
る。同時にしきい値利得も大幅に低減し、素子特性の歩
留りが大幅に向上する。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述の観点にたって、位相シフト領域
を有する回折格子の形成方法を提供することにある。
を有する回折格子の形成方法を提供することにある。
（発明の構成）
本発明による回折格子の形成方法は、同一のレーザ光線
を２光束に分け、それらの光束を干渉露光させることに
より基板上に回折格子を形成する方法であって、前記基
板が段差を有し、前記基板に対する前記２つのレーザ光
束の入射角が互いに異なることを特徴としている。
を２光束に分け、それらの光束を干渉露光させることに
より基板上に回折格子を形成する方法であって、前記基
板が段差を有し、前記基板に対する前記２つのレーザ光
束の入射角が互いに異なることを特徴としている。
（発明の作用・原理）
従来は回折格子を形成する基板に対し、２つのレーザ光
束１１．１２を同じ入射角で入射するように露光したが
、本発明では第１図に示すように段差１５を有する基板
１０に対して２つのレーザ光束１１．１２が入射する角
度を互いに異ならせることによって、位相シフト部１４
を形成出来るようにしである。第１図において、２つの
レーザ光束のなす垂直二等分線１３上でレーザ光線の同
位相部分が強めあって干渉する。基板１０の表面に例え
ばＡＺのようなポジレジストを形成しておけば、光が強
めあう部分が露光きれ、現像することによってその部分
のレジストが除去きれ、化学エツチングを行なうことに
よってその部分が回折格子の谷となる。第１図のような
構成では例えば０．２５／４Ｔｌの段差１５を形成して
おけば、図中のθを４９°、δを２５°程度、すなわち
２光束の入射角を７４°、２４°程度と設定することに
より、位相シフト部１４におけるシフト量がちょうど１
７４波長分となる。またこれよりも小言な位相シフト量
であっても、２軸モ一ド間の利得差は通常の場合に比べ
て殆どの場合大きくなり、素子特性の歩留りが向上する
。
束１１．１２を同じ入射角で入射するように露光したが
、本発明では第１図に示すように段差１５を有する基板
１０に対して２つのレーザ光束１１．１２が入射する角
度を互いに異ならせることによって、位相シフト部１４
を形成出来るようにしである。第１図において、２つの
レーザ光束のなす垂直二等分線１３上でレーザ光線の同
位相部分が強めあって干渉する。基板１０の表面に例え
ばＡＺのようなポジレジストを形成しておけば、光が強
めあう部分が露光きれ、現像することによってその部分
のレジストが除去きれ、化学エツチングを行なうことに
よってその部分が回折格子の谷となる。第１図のような
構成では例えば０．２５／４Ｔｌの段差１５を形成して
おけば、図中のθを４９°、δを２５°程度、すなわち
２光束の入射角を７４°、２４°程度と設定することに
より、位相シフト部１４におけるシフト量がちょうど１
７４波長分となる。またこれよりも小言な位相シフト量
であっても、２軸モ一ド間の利得差は通常の場合に比べ
て殆どの場合大きくなり、素子特性の歩留りが向上する
。
（実施例）
本発明の一実施例により形成した回折格子を備える分布
帰還型半導体レーザの断面構造図を第２図に示す。第１
図に示すような干渉光学系で段差１５を有するＩｎＰ基
板１０上に回折格子１６を形成した。その基板１０上に
発光波長１．３−相当のＩｎ１７１Ｇａｔｒ、＊ａＡ９
ｏ、＊ＩＰｏ、ｓ＊ガイド層１７を厚さ０．２５Ｍ、発
光波長１．５５−相当のＩｎｅ、ｇ＊Ｇａｏ、ａｔＡｓ
ｏ、、ｏＰｏ、ｔｏ活性Ｊｉ！１８を厚さ０．１−５Ｉ
ｎＰクラッド層１９等を順次積層した。位相シフト部１
４付近では回折格子のわずかなみだれ、成長層膜厚のみ
だれが認められたが、その部分から１０Ｐ＠以上離れた
領域では相対的に１７４波長分位相がシフトしており、
優れた特性を示した。きらに通常の工程でメサエッチン
グ、埋め込み成長を行ない、埋め込み構造のＤＦＢ−Ｌ
Ｄとしたのち、素子の切り出しを行ない、一方の出力端
面にＡＲコート膜２０を形成した。
帰還型半導体レーザの断面構造図を第２図に示す。第１
図に示すような干渉光学系で段差１５を有するＩｎＰ基
板１０上に回折格子１６を形成した。その基板１０上に
発光波長１．３−相当のＩｎ１７１Ｇａｔｒ、＊ａＡ９
ｏ、＊ＩＰｏ、ｓ＊ガイド層１７を厚さ０．２５Ｍ、発
光波長１．５５−相当のＩｎｅ、ｇ＊Ｇａｏ、ａｔＡｓ
ｏ、、ｏＰｏ、ｔｏ活性Ｊｉ！１８を厚さ０．１−５Ｉ
ｎＰクラッド層１９等を順次積層した。位相シフト部１
４付近では回折格子のわずかなみだれ、成長層膜厚のみ
だれが認められたが、その部分から１０Ｐ＠以上離れた
領域では相対的に１７４波長分位相がシフトしており、
優れた特性を示した。きらに通常の工程でメサエッチン
グ、埋め込み成長を行ない、埋め込み構造のＤＦＢ−Ｌ
Ｄとしたのち、素子の切り出しを行ない、一方の出力端
面にＡＲコート膜２０を形成した。
以上のように作成したＤＦＢ−ＬＤにおいて、素子長を
３００−程度に切り出したところ、室温Ｃｗ動作時の発
註しきい値電流２０ｍＡ、微分量子効率３５％最犬６０
ｎＷまで、また最高１１０°Ｃ以上まで安定に単一軸モ
ード発信する素子が再現性よく得られた。
３００−程度に切り出したところ、室温Ｃｗ動作時の発
註しきい値電流２０ｍＡ、微分量子効率３５％最犬６０
ｎＷまで、また最高１１０°Ｃ以上まで安定に単一軸モ
ード発信する素子が再現性よく得られた。
また素子特性の歩留りも大幅に向上した。−例として従
来例の通常のタイプのＤＦＢ−ＬＤでは３５％程度の素
子が２軸モ一ド発振、あるいはモードのとびを示したが
、本実施例の方法で回折格子１６を形成したＤＦＢ−Ｌ
Ｄにおいてはその確率が５％程度となり、素子特性の歩
留りが大幅に向上したＤＦＢ−ＬＤが得られた。
来例の通常のタイプのＤＦＢ−ＬＤでは３５％程度の素
子が２軸モ一ド発振、あるいはモードのとびを示したが
、本実施例の方法で回折格子１６を形成したＤＦＢ−Ｌ
Ｄにおいてはその確率が５％程度となり、素子特性の歩
留りが大幅に向上したＤＦＢ−ＬＤが得られた。
なお、本発明の実施例においてはＩｎＰを基板、ＩｎＧ
ａＡｓＰを活性層及びガイド層としたが、本発明が適用
きれるＬＤの半導体材料はもちろんこれに限るものでは
なく、ＧａＡＱＡｓ／ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＡｌｌＡｓ系等他の半導体材料を用いて何ら差し支えな
い。
ａＡｓＰを活性層及びガイド層としたが、本発明が適用
きれるＬＤの半導体材料はもちろんこれに限るものでは
なく、ＧａＡＱＡｓ／ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ
ＡｌｌＡｓ系等他の半導体材料を用いて何ら差し支えな
い。
もちろん本発明の応用範囲は広く、ＤＦＢ−ＬＤやＤＢ
Ｒ−ＬＤのみならず、他の半導体デバイスにも有用であ
る。
Ｒ−ＬＤのみならず、他の半導体デバイスにも有用であ
る。
（発明の効果）
本発明の特徴はＤＦＢ−ＬＤ等に用いる回折格子の形成
方法において、段差を有する基板を用い、なおかつ２光
束の入射光を異ならせたことである。これによって位相
シフト領域を形成することが可能となり、素子特性の歩
留りが大幅に向上したＤＦＢ−ＬＤを得ることができた
。
方法において、段差を有する基板を用い、なおかつ２光
束の入射光を異ならせたことである。これによって位相
シフト領域を形成することが可能となり、素子特性の歩
留りが大幅に向上したＤＦＢ−ＬＤを得ることができた
。
第１図は基板に干渉露光させる本発明の方法の概念を示
す図、第２図は本発明の一実施例により作成した回折格
子をそなえるＤＦＢ−ＬＤの断面構造図、第３図は従来
の回折格子形成方法に用いる干渉光学系を示す図である
。 １・・・レーザ、２・・・レーザ光線、３・・・ハーフ
ミラ−１４・・・ビーム・エキスパンダ、５・・・ミラ
ー、６・・・入射角、７・・・基板、１０・・・段差を
有する基板、１１゜１２・・・レーザ光束、１３・・・
垂直二等分線、１４・・・位相シフト部、１５・・・段
差、１６・・・回折格子、１７・・・ガイド層、１８・
・・活性層、１９・・・クラッド層、２０・・・ＡＲフ
ート膜。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 第１図 第２図 ｆ５ Ｉ！１萌＠−壬
す図、第２図は本発明の一実施例により作成した回折格
子をそなえるＤＦＢ−ＬＤの断面構造図、第３図は従来
の回折格子形成方法に用いる干渉光学系を示す図である
。 １・・・レーザ、２・・・レーザ光線、３・・・ハーフ
ミラ−１４・・・ビーム・エキスパンダ、５・・・ミラ
ー、６・・・入射角、７・・・基板、１０・・・段差を
有する基板、１１゜１２・・・レーザ光束、１３・・・
垂直二等分線、１４・・・位相シフト部、１５・・・段
差、１６・・・回折格子、１７・・・ガイド層、１８・
・・活性層、１９・・・クラッド層、２０・・・ＡＲフ
ート膜。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介 第１図 第２図 ｆ５ Ｉ！１萌＠−壬
Claims (1)
- 同一のレーザ光線を２光束に分け、それらの光束を干渉
露光させることにより基板上に回折格子を形成する方法
において、前記基板が段差を有し、前記基板に対する前
記２つのレーザ光束の入射角が互いに異なることを特徴
とする回折格子形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60162575A JPS6223187A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 回折格子形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60162575A JPS6223187A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 回折格子形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223187A true JPS6223187A (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=15757192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60162575A Pending JPS6223187A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 回折格子形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223187A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475662A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | AT&T Corp. | Phase shifted distributed feedback laser |
| JPH0717380U (ja) * | 1993-07-02 | 1995-03-28 | 哲郎 笠松 | 洗浄用ブラシボール |
| DE102016007725A1 (de) | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Shimano Inc. | Fahrradkettenrad, hinteres Fahrradkettenrad und Fahrrad-Mehrfachkettenradanordnung |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP60162575A patent/JPS6223187A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475662A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | AT&T Corp. | Phase shifted distributed feedback laser |
| JPH0717380U (ja) * | 1993-07-02 | 1995-03-28 | 哲郎 笠松 | 洗浄用ブラシボール |
| DE102016007725A1 (de) | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Shimano Inc. | Fahrradkettenrad, hinteres Fahrradkettenrad und Fahrrad-Mehrfachkettenradanordnung |
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