JPS62259489A - 半導体レ−ザ装置及び光増幅装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置及び光増幅装置Info
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- JPS62259489A JPS62259489A JP61102013A JP10201386A JPS62259489A JP S62259489 A JPS62259489 A JP S62259489A JP 61102013 A JP61102013 A JP 61102013A JP 10201386 A JP10201386 A JP 10201386A JP S62259489 A JPS62259489 A JP S62259489A
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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
-
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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
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- 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
-
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- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/106—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying thickness along the optical axis
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/1225—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 with a varying coupling constant along the optical axis
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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、光通信用半導体レーザ装置にかかり。
特に単一モードで発振し、かつその光出力が単方向性を
有するＤＦＢレーザ及び光増幅器に関するものである。
有するＤＦＢレーザ及び光増幅器に関するものである。
従来使用されているＤ Ｉ” ｎレーザでは、各エピタ
キシャル成長層の厚みが、共振器の軸方向に対して均一
であるため、レーザ光は、共振器の両端面に均等に出力
されていた。ところが、通信用光源としては、一端面か
らの出力光はモニター光としてしか用いないため、レー
ザ光出力は単方向性を有することが望ましい。この単方
向性を得るためには活性層あるいはクラッドの厚みを、
共振器の軸方向に傾斜状に分布させろ方法が、特開昭５
２−１２７０８６に述べられている。
キシャル成長層の厚みが、共振器の軸方向に対して均一
であるため、レーザ光は、共振器の両端面に均等に出力
されていた。ところが、通信用光源としては、一端面か
らの出力光はモニター光としてしか用いないため、レー
ザ光出力は単方向性を有することが望ましい。この単方
向性を得るためには活性層あるいはクラッドの厚みを、
共振器の軸方向に傾斜状に分布させろ方法が、特開昭５
２−１２７０８６に述べられている。
上記従来技術では、エピタキシャル成長面を斜めにする
必要があり、技術的なひじように困難である。
必要があり、技術的なひじように困難である。
本発明の目的は、従来技術を用いて、容易にレーザ出力
光に単方向性をもたせた高出力レーザおよび出力が単方
向性を有する光増幅装置を実現すろことにある。
光に単方向性をもたせた高出力レーザおよび出力が単方
向性を有する光増幅装置を実現すろことにある。
上記目的は、基板あるいはエピタキシャル成長層に段差
を設けることにより、達成される。
を設けることにより、達成される。
層間界面に、共振器の軸方向に段差を設けることにより
、基板あるいはエピタキシャル成長面に設けた周期構造
との間の結合定数が、段差の右側に左側とで異なる。今
、段差の右側での結合定数をＫＲ，右端面からの光出力
をＩＲ，左側でのそれをＫＬ、工りとすると、丁Ｌ／Ｉ
＋ｔ＝に代／Ｋｔ、の関係がある。このように層間界面
の共振器の軸方向に段差を設けることにより、段差の左
右で結合係数に差が生じ、光出力に単方向性を持たせる
ことができろ。
、基板あるいはエピタキシャル成長面に設けた周期構造
との間の結合定数が、段差の右側に左側とで異なる。今
、段差の右側での結合定数をＫＲ，右端面からの光出力
をＩＲ，左側でのそれをＫＬ、工りとすると、丁Ｌ／Ｉ
＋ｔ＝に代／Ｋｔ、の関係がある。このように層間界面
の共振器の軸方向に段差を設けることにより、段差の左
右で結合係数に差が生じ、光出力に単方向性を持たせる
ことができろ。
以下、本発明に係る半導体レーザ装置及び光増輔装置を
実施例を用いて詳細に説明する。
実施例を用いて詳細に説明する。
まず、第１図を用いて本発明の第１の実施例を詳細に説
明する。ｎ型ＩｎＰ基板１に、ホトレジストを５０〜１
１００ｎの厚さにスピンナー塗布し、Ｉ−Ｉ ｅ −Ｃ
ｄレーザ（発振波長３２５ｎｍ）を用いて干渉露光、現
像を行い、周期が２００〜４００ｎｍのレジストの回折
格子パターンを形成した６次に、エツチング液（■ＩＢ
ｒ ： ＨＮＯａ：Ｈ２０＝Ｌ ： Ｌ ： ２２、
体積比）を用いて、このレジストの回折格子パターンを
基板表面に転写した。
明する。ｎ型ＩｎＰ基板１に、ホトレジストを５０〜１
１００ｎの厚さにスピンナー塗布し、Ｉ−Ｉ ｅ −Ｃ
ｄレーザ（発振波長３２５ｎｍ）を用いて干渉露光、現
像を行い、周期が２００〜４００ｎｍのレジストの回折
格子パターンを形成した６次に、エツチング液（■ＩＢ
ｒ ： ＨＮＯａ：Ｈ２０＝Ｌ ： Ｌ ： ２２、
体積比）を用いて、このレジストの回折格子パターンを
基板表面に転写した。
ここで、露光に用いたレーザの発振波長をλ、露光面の
垂線方向と、入射光とのなす角をｆ）とすると、回折格
子の周期Δは、次式で与えられる。Δ＝λ／（２ｓｉｎ
Ｏ）。また、半導体レーザの発振波長をλＢ、その波長
に対する導波路の有効屈折率をｎｅｘｔ−ｑを次数とす
るとλＢ ＝ ２ｎｅ！ｔ ・Δ／ （Ｊの関係になる
。次に１ＭＯ−ＣＶ Ｄ （ＭｅｔａｌＯｒｇａｎ、Ｌ
ｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法を用いて、Ｔｅドープｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガ
イド層２（キャリア濃度〜２Ｘ１．０１δロー８、厚さ
０ 、１〜０ 、３ μｍ、バンドギャップ波長λｇ−
１，３μｍ）、アンドープ丁ｎＧａＡｓＰ活性層３ （
厚さ０ 、１〜０ 、３７Ａ ｍ 、 １ｇ−１，５
μｍ）、Ｚｎドープｐ型ＩｎＧａＡｓＰバッファ層４（
キャリア密度〜ｌＸ１０１＆（７）−１、厚さ０．１〜
０．３μｍ、λｇ〜１．３μｍを成長させろ。次にＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｅｒＤｇｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法を用いてＰ Ｓ Ｇ （Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕ
３Ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）を２００ｎｍ、Ｓｉ
Ｃ２を１１００ｎ成長させその上に０．５〜１．０μｍ
のホトレジストを塗布し、従来のりソグラフイ技術を用
いて、周期が５００〜２０００ ｐ ｍのレジストのラ
インパターンを形成する。
垂線方向と、入射光とのなす角をｆ）とすると、回折格
子の周期Δは、次式で与えられる。Δ＝λ／（２ｓｉｎ
Ｏ）。また、半導体レーザの発振波長をλＢ、その波長
に対する導波路の有効屈折率をｎｅｘｔ−ｑを次数とす
るとλＢ ＝ ２ｎｅ！ｔ ・Δ／ （Ｊの関係になる
。次に１ＭＯ−ＣＶ Ｄ （ＭｅｔａｌＯｒｇａｎ、Ｌ
ｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法を用いて、Ｔｅドープｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガ
イド層２（キャリア濃度〜２Ｘ１．０１δロー８、厚さ
０ 、１〜０ 、３ μｍ、バンドギャップ波長λｇ−
１，３μｍ）、アンドープ丁ｎＧａＡｓＰ活性層３ （
厚さ０ 、１〜０ 、３７Ａ ｍ 、 １ｇ−１，５
μｍ）、Ｚｎドープｐ型ＩｎＧａＡｓＰバッファ層４（
キャリア密度〜ｌＸ１０１＆（７）−１、厚さ０．１〜
０．３μｍ、λｇ〜１．３μｍを成長させろ。次にＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｅｒＤｇｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法を用いてＰ Ｓ Ｇ （Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕ
３Ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）を２００ｎｍ、Ｓｉ
Ｃ２を１１００ｎ成長させその上に０．５〜１．０μｍ
のホトレジストを塗布し、従来のりソグラフイ技術を用
いて、周期が５００〜２０００ ｐ ｍのレジストのラ
インパターンを形成する。
このレジストのラインパターンを、エツチング液（ＨＦ
： ＮＨ４Ｆ＝１ ： ６．体積比）を用いてＰ Ｓ
Ｇ／ Ｓ ｉＯ２膜に転写し、さらに、このＰＳＧ／
５ｉ（）ｚのパターンをエツチング液（ＨＢｒ：ＨＮＯ
３： ）ＩｚＯ＝１− ： １ ： ２２、体積比）を
用いて、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰバッファ層４の表面に転写
する。
： ＮＨ４Ｆ＝１ ： ６．体積比）を用いてＰ Ｓ
Ｇ／ Ｓ ｉＯ２膜に転写し、さらに、このＰＳＧ／
５ｉ（）ｚのパターンをエツチング液（ＨＢｒ：ＨＮＯ
３： ）ＩｚＯ＝１− ： １ ： ２２、体積比）を
用いて、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰバッファ層４の表面に転写
する。
溝の深さつまり段差は、０．０２〜０．２５μｍとする
。
。
次に１表面のＰ Ｓ Ｇ ／ Ｓ 、ｉ ０２膜を除去
した後、ＭＯ−ＣＶＤ法を用いて、χｎドープｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層５（キャリア密度〜１×１０１８ｃＩｌｌ
−３、厚さ１〜４７ｚｍ）、Ｚｎドープｐ ｆｉＩｎＧ
ａＡｓＰ表面層６（ＩＦヤｌＪ７密度３ Ｘ １０ ”
０１１−’＋厚さ０．２−０．４μｍ）を順次積層する
。次いで上面および下面に、それぞれＰ側電極７（Ａｕ
／Ｃｒ）およびｎ（ｌ［ｌｌｆｆ１極８ （Ａ ｕ ／
ＡｕＧｅＮ１）を蒸着により形成し、へき開を行って所
望の半導体レーザ装置を得た。
した後、ＭＯ−ＣＶＤ法を用いて、χｎドープｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層５（キャリア密度〜１×１０１８ｃＩｌｌ
−３、厚さ１〜４７ｚｍ）、Ｚｎドープｐ ｆｉＩｎＧ
ａＡｓＰ表面層６（ＩＦヤｌＪ７密度３ Ｘ １０ ”
０１１−’＋厚さ０．２−０．４μｍ）を順次積層する
。次いで上面および下面に、それぞれＰ側電極７（Ａｕ
／Ｃｒ）およびｎ（ｌ［ｌｌｆｆ１極８ （Ａ ｕ ／
ＡｕＧｅＮ１）を蒸着により形成し、へき開を行って所
望の半導体レーザ装置を得た。
本レーザ装置に電流を印加し、スペクトルを１ｌｌｌｌ
定したところ、安定した縦単一モード動作を行うことが
確認され、また、一端面からの光出力の微分効率が他端
面からのそれに比べて、５倍以」二である半導体レーザ
装置を得ることができた。
定したところ、安定した縦単一モード動作を行うことが
確認され、また、一端面からの光出力の微分効率が他端
面からのそれに比べて、５倍以」二である半導体レーザ
装置を得ることができた。
第２図に示した第２の実施例では、ｎ型１ｎＰ基板１の
表面に０．０２〜０．２５μｍの段差を設け、■）型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ Ｔ！Ｊ ４表面に周期構造を設けた点が
、第１図に示した第１の実施例と異なる。また第３図に
示した第３の実施例では、ｎ型Ｔｎｔ’Ｊル板ｔの表面
に段差を設けた後、周期構造を設けた点が、第１図に示
した第１の実施例と異なる。また第４図に示した第４の
実施例では、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に段差を設け、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層３の表面に段差を設けた点が、第１Ｕｇ
Ｉに示した第１の実施例と異なる。第４図に示した第４
の実施例では、ｐ ＪｆｉＩｎＧａＡｓＰ層４の表面に
１段差を２つ設けた点が第１図に示した第１の実施例と
異なる６第５図に示した第５の実施例では、ｐ型Ｉｒ＋
ＧａＡｓＰ層４の表面に２段の階段状の段差を設けた点
が第１図に示した第１の実施例と異なる。以上示した６
つのどの実施例においても、安定な樅単−モードおよび
、光出力の単方向性を得ることができた。以上の実施例
では、ＤＦＢレーザについて説明したが、上記いずれの
構造も、光増幅器として使用可能である。
表面に０．０２〜０．２５μｍの段差を設け、■）型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ Ｔ！Ｊ ４表面に周期構造を設けた点が
、第１図に示した第１の実施例と異なる。また第３図に
示した第３の実施例では、ｎ型Ｔｎｔ’Ｊル板ｔの表面
に段差を設けた後、周期構造を設けた点が、第１図に示
した第１の実施例と異なる。また第４図に示した第４の
実施例では、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に段差を設け、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層３の表面に段差を設けた点が、第１Ｕｇ
Ｉに示した第１の実施例と異なる。第４図に示した第４
の実施例では、ｐ ＪｆｉＩｎＧａＡｓＰ層４の表面に
１段差を２つ設けた点が第１図に示した第１の実施例と
異なる６第５図に示した第５の実施例では、ｐ型Ｉｒ＋
ＧａＡｓＰ層４の表面に２段の階段状の段差を設けた点
が第１図に示した第１の実施例と異なる。以上示した６
つのどの実施例においても、安定な樅単−モードおよび
、光出力の単方向性を得ることができた。以上の実施例
では、ＤＦＢレーザについて説明したが、上記いずれの
構造も、光増幅器として使用可能である。
本発明によれば、光通信用光源に単方向性を持たせるこ
とができ、また単方向性光増幅器としても利用できるの
で、光通信、光集積回路の応用範囲はきわめて大きい。
とができ、また単方向性光増幅器としても利用できるの
で、光通信、光集積回路の応用範囲はきわめて大きい。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は本発
明の第２の実施例の構成図、第３図は本発明の第３の実
施例の構成図、第４図は本発明の第４の実施例の構成図
、第５図は本発明の第５の実施例の構成図、第６図は本
発明の第６の実施例の構成図である。。
明の第２の実施例の構成図、第３図は本発明の第３の実
施例の構成図、第４図は本発明の第４の実施例の構成図
、第５図は本発明の第５の実施例の構成図、第６図は本
発明の第６の実施例の構成図である。。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多層構造を有する半導体レーザ装置において該レー
ザ装置の光共振器の軸方向に、少なくとも一段以上の階
段状の段差を少なくとも１つ有する該層間の界面を少な
くとも一つ有し、かつ該界面のいずれかに周期構造を有
することを特徴とする半導体レーザ装置。 ２、多層構造を有する光増幅装置において、該増幅装置
の光共振器の軸方向に、少なくとも一段以上の階段状の
段差を少なくとも１つ有する該層間の界面を少なくとも
一つ有し、かつ該界面のいずれかに周期構造を有するこ
とを特徴とする光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102013A JPS62259489A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置及び光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102013A JPS62259489A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置及び光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62259489A true JPS62259489A (ja) | 1987-11-11 |
Family
ID=14315876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102013A Pending JPS62259489A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置及び光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62259489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0639876A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à semi-conducteur, présentant une non-linéarité réduite |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127889A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-23 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6066489A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-16 | Nec Corp | 分布帰還分布ブラッグ反射器型半導体レ−ザ |
| JPS60126882A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS6114787A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6292490A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-05-06 JP JP61102013A patent/JPS62259489A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0639876A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à semi-conducteur, présentant une non-linéarité réduite |
| FR2709189A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-24 | Alcatel Nv | Amplificateur optique à semiconducteur, présentant une non-linéarité réduite. |
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