JPS6232680A - 集積型半導体レ−ザ - Google Patents
集積型半導体レ−ザInfo
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- JPS6232680A JPS6232680A JP60172673A JP17267385A JPS6232680A JP S6232680 A JPS6232680 A JP S6232680A JP 60172673 A JP60172673 A JP 60172673A JP 17267385 A JP17267385 A JP 17267385A JP S6232680 A JPS6232680 A JP S6232680A
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- Japan
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- dfb
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- diffraction grating
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- phase shift
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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
- H01S5/10—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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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
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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
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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の半導体レーザに関する。
素子内部に回折格子を有する分布帰還型半導体レーザ（
ＤＦＢ−ＬＤ ）、分布ブラッグ反射型半導体レーザ（
ＤＢＲ−ＬＤ）は高速変調時にも安定な単一軸モード発
振を示し、長距離・大容量の光フアイバ通信用光源とし
て有望視されている。
ＤＦＢ−ＬＤ ）、分布ブラッグ反射型半導体レーザ（
ＤＢＲ−ＬＤ）は高速変調時にも安定な単一軸モード発
振を示し、長距離・大容量の光フアイバ通信用光源とし
て有望視されている。
ＤＦＢ−ＬＤにおいてはその発振しきい値特性が端面構
造に強く影響されることが知られている０反射端面の位
相条件によっては主モードと副モードとの間の利得差が
十分に小さくとれなくなり、２軸モ一ド発振したり、モ
ードのとびを生じたりすることがあった。これに対して
宇高比らはエレクトロニクスレターズ誌においてλ／４
シフト構造ＤＦＢ−Φを試作し、その発振軸モード特性
を報告しり（エレクトロニクス・レタース、 （Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ・Ｌｅｔｔ、、 ｖｏｌ−２０ｅ ｎｏ、９
． ｐｐ３６７−３６９．１９８５））−宇高比らは両
端面をウィンド構造として低反射端面を形成し比較的大
きな軸モード利得差を実現した。
造に強く影響されることが知られている０反射端面の位
相条件によっては主モードと副モードとの間の利得差が
十分に小さくとれなくなり、２軸モ一ド発振したり、モ
ードのとびを生じたりすることがあった。これに対して
宇高比らはエレクトロニクスレターズ誌においてλ／４
シフト構造ＤＦＢ−Φを試作し、その発振軸モード特性
を報告しり（エレクトロニクス・レタース、 （Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ・Ｌｅｔｔ、、 ｖｏｌ−２０ｅ ｎｏ、９
． ｐｐ３６７−３６９．１９８５））−宇高比らは両
端面をウィンド構造として低反射端面を形成し比較的大
きな軸モード利得差を実現した。
ところで実際にＤＦＢ−ＬＤ ｔ−光フアイバ通信に用
いるときには、ファイバ端やコネクタからの光の反射が
生じ、それによってレーザ特性が影響される。前述のウ
ィンド構造においては光ファイバへの光の結合がとれに
くく、それに対して光ファイバへの光の結合が容易なＡ
Ｒコート（Ａｎｔｉ−Ｒａｆｌｅｃ−ｔｊｏｎ）膜を形
成した場合には反射光などの外部からあ光が内部の光の
フィールドに結合しやすく、反射光の影響を受けやすい
、前述のλ／４シフ）ＤＦＢ−Ｌｌ）のような位相シフ
ト領域を形成したＤＦＢ−ＬＤにおいても反射光の影響
を受けやすいという欠点があった。
いるときには、ファイバ端やコネクタからの光の反射が
生じ、それによってレーザ特性が影響される。前述のウ
ィンド構造においては光ファイバへの光の結合がとれに
くく、それに対して光ファイバへの光の結合が容易なＡ
Ｒコート（Ａｎｔｉ−Ｒａｆｌｅｃ−ｔｊｏｎ）膜を形
成した場合には反射光などの外部からあ光が内部の光の
フィールドに結合しやすく、反射光の影響を受けやすい
、前述のλ／４シフ）ＤＦＢ−Ｌｌ）のような位相シフ
ト領域を形成したＤＦＢ−ＬＤにおいても反射光の影響
を受けやすいという欠点があった。
本発明の目的は上述の観点にたって反射光の影響を受け
にくく、かつモード間利得差が大きく特性の優れた集積
型のＤＦＢ−ＬＤを提供することにある。
にくく、かつモード間利得差が大きく特性の優れた集積
型のＤＦＢ−ＬＤを提供することにある。
本発明は半導体基板上に少なくとも回折格子、ガイド層
、活性層を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、前
記回折格子を含むＤＦＢ領域および前記回折格子を含ま
ない位相制御領域を備え、前記ＤＦＢ領域中に位相シフ
ト領域を形成したことを特徴とする集積型半導体レーザ
である。
、活性層を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、前
記回折格子を含むＤＦＢ領域および前記回折格子を含ま
ない位相制御領域を備え、前記ＤＦＢ領域中に位相シフ
ト領域を形成したことを特徴とする集積型半導体レーザ
である。
〔作用〕
第２図を用いて本発明の構成をより詳細に説明する・第
２図は前面にＡＲコート膜を形成してその反射率を２％
とし、裏面をへき開によって形成した場合のλ／４シフ
ト構造ＤＦＢレーザのしきい値利得特性を示している。
２図は前面にＡＲコート膜を形成してその反射率を２％
とし、裏面をへき開によって形成した場合のλ／４シフ
ト構造ＤＦＢレーザのしきい値利得特性を示している。
横軸にブラッグ波長からの伝播定数のずれ量へ九（素子
長りで規格化しである）、縦軸にしきい値利得αＬを示
した。各点が発振モードに対応し、そのしきい値利得α
Ｌおよびへ九を与える。計算では素子長をかけて規格化
したαＬ＝２、図中のＬｙ’Ｉｆ＝−０，４（両端面の
反射率が各々２％、３０％の時にはこの条件のときに利
得差が最も大きくとれる）とした、実線で結んだ大きな
点は反射光のない場合、破線で結んだ小さな点は１０チ
の反射光が同位相で戻ったときのしきい値利得特性を示
す。反射光の影響を等比的な端面反射率増加におきかえ
て計算した。各点の印はへきかい端面側の位相条件を示
し、○・・・θ＝Ｏ１△・・・θ−π／２．・・・・θ
−π２口・・・θ＝３π／２である。
長りで規格化しである）、縦軸にしきい値利得αＬを示
した。各点が発振モードに対応し、そのしきい値利得α
Ｌおよびへ九を与える。計算では素子長をかけて規格化
したαＬ＝２、図中のＬｙ’Ｉｆ＝−０，４（両端面の
反射率が各々２％、３０％の時にはこの条件のときに利
得差が最も大きくとれる）とした、実線で結んだ大きな
点は反射光のない場合、破線で結んだ小さな点は１０チ
の反射光が同位相で戻ったときのしきい値利得特性を示
す。反射光の影響を等比的な端面反射率増加におきかえ
て計算した。各点の印はへきかい端面側の位相条件を示
し、○・・・θ＝Ｏ１△・・・θ−π／２．・・・・θ
−π２口・・・θ＝３π／２である。
例えばθ−〇のときには○印のモードが存在し、そのう
ち最もしきい値利得の小さなモードが安定に単一軸モー
ド発振する。θの値の変化によってそのような発振モー
ドの利得、〜九が変化する様子がこの図かられかる。こ
こでの計算は単純に反射率増加に置き替えて行っており
、反射点までの距離によって構成される外部鏡モードを
考慮していないが、実際にはそれ以外に位相の変化も生
ず合には±τ程度の変化に対しても、αＬ、△βＬはほ
とんど変化しないが、Δ印で示したθ−１の場合にはこ
れらの値の変化は大きく、最小しきい値のモードも■で
示したモードからしきい値が低い■で示したモードにと
ぶことになり、非常に大きな影響を受けることがわかる
。すなわちへき開面側での位相θの値によって反射光に
対して比較的安定な場合と、そうでない場合とがある。
ち最もしきい値利得の小さなモードが安定に単一軸モー
ド発振する。θの値の変化によってそのような発振モー
ドの利得、〜九が変化する様子がこの図かられかる。こ
こでの計算は単純に反射率増加に置き替えて行っており
、反射点までの距離によって構成される外部鏡モードを
考慮していないが、実際にはそれ以外に位相の変化も生
ず合には±τ程度の変化に対しても、αＬ、△βＬはほ
とんど変化しないが、Δ印で示したθ−１の場合にはこ
れらの値の変化は大きく、最小しきい値のモードも■で
示したモードからしきい値が低い■で示したモードにと
ぶことになり、非常に大きな影響を受けることがわかる
。すなわちへき開面側での位相θの値によって反射光に
対して比較的安定な場合と、そうでない場合とがある。
この計算では光出射面側の反射率を２俤、裏面の反射率
を３０ ％として計算したが、上述したふるまいの傾向
は他の反射率の場合も同様である。また位相シフト領域
を形成したことにより第２図からもわかるように適当な
範囲の位相条件のもとではほぼブラッグ波長近傍で発振
することがわかる。
を３０ ％として計算したが、上述したふるまいの傾向
は他の反射率の場合も同様である。また位相シフト領域
を形成したことにより第２図からもわかるように適当な
範囲の位相条件のもとではほぼブラッグ波長近傍で発振
することがわかる。
位相シフトがなく、例えば低反射（〜２％）／高反射（
〜８０％）の組み合わせでも位相条件によってはブラッ
グ波長発振するが、位相のわずがな変化によってブラッ
グ波長から大きくずれることが起こる。
〜８０％）の組み合わせでも位相条件によってはブラッ
グ波長発振するが、位相のわずがな変化によってブラッ
グ波長から大きくずれることが起こる。
以上のことから素子内部に位相シフト領域を有するＤＦ
Ｂ−ＬＤに一方の反射端面位相を最適化する手段を設け
てその位相条件近傍に設定することによって反射光の影
響をあまり受けないようにすることが可能となる。
Ｂ−ＬＤに一方の反射端面位相を最適化する手段を設け
てその位相条件近傍に設定することによって反射光の影
響をあまり受けないようにすることが可能となる。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
第２図は本発明の一実施例であるＤＦＢ−ＬＤの構造図
を示す。このような素子を得るにはまずｎ−ＩｎＰ基板
１上に部分的に回折格子２を形成し、そのうえに発光波
長１．３μｍに相当するｎ−Ｉｎｏ、２２ＣＡｏ、２８
ＡＢｏ、６ｌ−ＰＧ、３９ガイド層３、発光波長１．５
−に相当するノンドープ”０．５９−０．４１Ａ８０Ｊ
ＯｐＨ，１０活性層４、Ｐ−ＩｎＰクラッド層５ｔ−順
次積層する６回折格子２の形成にはネガレジスト／ポジ
レジストの組み合わせを用いて位相シフト領域６ｔ−形
成した０部分的にネガレジストとポジレジストとを用い
ることによりその境界部に自動的に位相シフト領域が形
成できる０回程度であった。ガイド層３、活性層４はい
ずれも０．１１ＬＷＬの厚さとした。メサエッチング、
埋め込み成長等を行って埋め込み構造の半導体レーザと
した後、回折格子２を有する部分をＤＦＢ領域７、平坦
なガイド層の部分を位相制御領域８とし、それぞれに独
立した電極９，１０を形成した。最後にへき関して切り
出した後、ＤＦＢ領域７の端面にＡＲコート膜１１を形
成した。活性層４が位相制御領域８にも形成されている
構成としたが、この部分はレーザ光に対して透明なガイ
ド層を用いても何ら差しつかえない。エツチングによっ
て溝１２ヲ形成し電極分離を行った。
を示す。このような素子を得るにはまずｎ−ＩｎＰ基板
１上に部分的に回折格子２を形成し、そのうえに発光波
長１．３μｍに相当するｎ−Ｉｎｏ、２２ＣＡｏ、２８
ＡＢｏ、６ｌ−ＰＧ、３９ガイド層３、発光波長１．５
−に相当するノンドープ”０．５９−０．４１Ａ８０Ｊ
ＯｐＨ，１０活性層４、Ｐ−ＩｎＰクラッド層５ｔ−順
次積層する６回折格子２の形成にはネガレジスト／ポジ
レジストの組み合わせを用いて位相シフト領域６ｔ−形
成した０部分的にネガレジストとポジレジストとを用い
ることによりその境界部に自動的に位相シフト領域が形
成できる０回程度であった。ガイド層３、活性層４はい
ずれも０．１１ＬＷＬの厚さとした。メサエッチング、
埋め込み成長等を行って埋め込み構造の半導体レーザと
した後、回折格子２を有する部分をＤＦＢ領域７、平坦
なガイド層の部分を位相制御領域８とし、それぞれに独
立した電極９，１０を形成した。最後にへき関して切り
出した後、ＤＦＢ領域７の端面にＡＲコート膜１１を形
成した。活性層４が位相制御領域８にも形成されている
構成としたが、この部分はレーザ光に対して透明なガイ
ド層を用いても何ら差しつかえない。エツチングによっ
て溝１２ヲ形成し電極分離を行った。
以上のようにして作製したＤＦＢ−ＬＤの相制御領域８
に流す電流を適切に設定することにより第２図に示した
ブラッグ波長（Ｎｔ→）近傍で常に発振させることがで
きた。その時の反射雑音の評価を行ったところ、光出射
面にＡＲコート膜を形成した通常のＤＦＢ−ＬＤと比べ
て相対雑音強度（ＲＩＮ）の増加量ｔ−３〜４倍程度低
減食ることができ九。反射光があった場合の発振波長の
変化、軸モード選択比の変化なども通常のＤＦＢ−ＬＤ
と比べて十分小さく、外部からの反射光に対してその耐
性の大きなりＦＢ−ＬＤを得ることができた。発振しき
い値電流、微分量子効率もほぼ同等かそれ以上であった
。
に流す電流を適切に設定することにより第２図に示した
ブラッグ波長（Ｎｔ→）近傍で常に発振させることがで
きた。その時の反射雑音の評価を行ったところ、光出射
面にＡＲコート膜を形成した通常のＤＦＢ−ＬＤと比べ
て相対雑音強度（ＲＩＮ）の増加量ｔ−３〜４倍程度低
減食ることができ九。反射光があった場合の発振波長の
変化、軸モード選択比の変化なども通常のＤＦＢ−ＬＤ
と比べて十分小さく、外部からの反射光に対してその耐
性の大きなりＦＢ−ＬＤを得ることができた。発振しき
い値電流、微分量子効率もほぼ同等かそれ以上であった
。
なお以上の実施例においてはＩｎＰ’に基板、ＩｎＧａ
ＡａＰを活性層およびガイド層とする波長１紬帯の素子
を示したが、用いる半導体材料はもちろんこれに限るも
のではなく、Ｇ５Ａ７！Ａｓ／ＧＩ０ＬＡｓ系、ＩＴＡ
ＩＡＩｙ′Ｘ心Ａｓ系等、他の半導体材料を用いて何ら
差しつかえない。両端面は片面をＡＲコート、他面をへ
き関することによって形成したが、これに限るものでは
なく他の反射率の組み合わせとしてもかまわない。
ＡａＰを活性層およびガイド層とする波長１紬帯の素子
を示したが、用いる半導体材料はもちろんこれに限るも
のではなく、Ｇ５Ａ７！Ａｓ／ＧＩ０ＬＡｓ系、ＩＴＡ
ＩＡＩｙ′Ｘ心Ａｓ系等、他の半導体材料を用いて何ら
差しつかえない。両端面は片面をＡＲコート、他面をへ
き関することによって形成したが、これに限るものでは
なく他の反射率の組み合わせとしてもかまわない。
２つの電極９，１００間の分離はプロトン照射等の手段
を用いて差しつかえない・ 〔発明の効果〕 本発明は位相シフト領域を有するＤＦＢ−ＬＤに位相制
御機構を導入したため、位相条件を適切に設定すること
によシ反射光に対する耐性の大きなりＦＢ−Ｌｍ）を得
ることができる効果を有するものである。
を用いて差しつかえない・ 〔発明の効果〕 本発明は位相シフト領域を有するＤＦＢ−ＬＤに位相制
御機構を導入したため、位相条件を適切に設定すること
によシ反射光に対する耐性の大きなりＦＢ−Ｌｍ）を得
ることができる効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例であるＤＦＢ−ＬＤの構造図
、第２図は位相シフト型ＤＦＢ−ＬＤのしきい値利得特
性を示す図である。 図中１はｎ（ｎＰ基板、２は回折格子、３はガイド層、
４は活性層、５はクラッド層、６は位相シフト領域、７
はＤＦＢ領域、８ｆｄ位相制御領域、９゜１０は電極、
１１はＡＲコート膜、臣は溝である。 特許出願人 日本電気株式会社 ７ ＤＦ８＠ｊｔ ８ （ＱａＨＪｉｉａＩ第１
図
、第２図は位相シフト型ＤＦＢ−ＬＤのしきい値利得特
性を示す図である。 図中１はｎ（ｎＰ基板、２は回折格子、３はガイド層、
４は活性層、５はクラッド層、６は位相シフト領域、７
はＤＦＢ領域、８ｆｄ位相制御領域、９゜１０は電極、
１１はＡＲコート膜、臣は溝である。 特許出願人 日本電気株式会社 ７ ＤＦ８＠ｊｔ ８ （ＱａＨＪｉｉａＩ第１
図
Claims (1)
- （１）半導体基板上に少なくとも回折格子、ガイド層、
活性層を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、前記
回折格子を含むＤＦＢ領域および前記回折格子を含まな
い位相制御領域を備え、前記ＤＦＢ領域中に位相シフト
領域を形成したことを特徴とする集積型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172673A JPH0722215B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 集積型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172673A JPH0722215B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 集積型半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232680A true JPS6232680A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0722215B2 JPH0722215B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=15946247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172673A Expired - Lifetime JPH0722215B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 集積型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722215B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0300790A2 (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-25 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| JPH01189979A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Fujitsu Ltd | 分布帰還型レーザ装置 |
| KR100519920B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-10-10 | 한국전자통신연구원 | 포화 흡수체와 이득 고정 광 증폭기가 집적된 초고속광신호 처리장치 |
| JP2011119311A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ装置 |
| JP2014165223A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光送信器 |
| JP2022506323A (ja) * | 2018-11-05 | 2022-01-17 | 華為技術有限公司 | 外部反射戻り光耐性レーザ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11018475B2 (en) | 2018-12-27 | 2021-05-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | High-output power quarter-wavelength shifted distributed feedback laser diode |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342692A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nec Corp | Compound semiconductor device |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60172673A patent/JPH0722215B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342692A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nec Corp | Compound semiconductor device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0300790A2 (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-25 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| JPH01189979A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Fujitsu Ltd | 分布帰還型レーザ装置 |
| KR100519920B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-10-10 | 한국전자통신연구원 | 포화 흡수체와 이득 고정 광 증폭기가 집적된 초고속광신호 처리장치 |
| JP2011119311A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ装置 |
| JP2014165223A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光送信器 |
| JP2022506323A (ja) * | 2018-11-05 | 2022-01-17 | 華為技術有限公司 | 外部反射戻り光耐性レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722215B2 (ja) | 1995-03-08 |
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