JPS62500342A - 低雑音注入レ−ザ構造 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

低雑音注入シー１ｆ溝造 発明の青用 本発明はレーザの分野に関づるものであり、更に詳しくいえば注入レーザの分野 に関するしのである。 シリカをベースとする現在の光ファイバは１．３〜１．６ミクロンの波長領域に おける損失が、現在の光通信装置の０．８５μの波長にお

【ノる損失Ｊ：す１Ｋ Ｋ低い値、たとえば、１／４　ｄＢ／ｋｍ対２〜３ｄＢ／ｋｍ、を有するように 製作できる。更に、それらの光ファイバは、１．３〜１．６ミクロンの波長領域 に４３ける伝送遅延歪みが０．８５ミクロンの波長領域における伝送遅延歪みよ り２桁低い値、たどえば１〜２ｐｓ／ｋｍ　ｎｍ対１００＋１．５ミクロンのレ ーＩＪ”を発生する単一振動数、すなわち、単一長手モード、注入レーザを用い ることにより、高ビット速度光通信装冒の分散を制限された距離を最も艮くでき る。そのＪ：うな理由がら、光通信装置の開発において現在性われている努力は 、０．８５ミクロンの周囲の波長領域の代りに、１．３〜１．６ミクロンの波長 領域にａ３ける光ａ信装置の開発に注がれている。 ＩｎＧａＡｓＰ注入レー（アは希しの１．３〜１．６ミクロンの波長領域の出力 を発生する。しかし、典型的な中−共鳴器１ｎＧａＡｓＰ注入レーザ空洞艮は２ ５０〜３００ミクロンである。その結果としてモード間隔が６〜９Ａングストロ ームとなる。ＩｎＧａＡｓＰ注入レー！ｆの利しスペクトル幅は約２５０−３０ ０　Ａングストロームであるから、利得スペクトル幅が２５０ミク１コンのシー １アにおいては３０種類より多い長手モードがある。したがって、モードの間の 利１；１の差は小さく、主モードと副モードの間のし一ド弁別はＩｎＧａＡｓＰ 注入レーザに（１３いては不十分て・ある。 注入レーザは、他の全ての発振器と同様に、それの出力を変動させるランダムな 内部過程により乱される。モード区分１９　（ｍｏｄｅ　ｐｅｒｔｉｔｉｏｎ　 ｎｏｉｓｅ）として知られているその内部過程の一例は種々のレーザモードの相 対的な強度におけるターンオンの変動であり、レーリ゛の仝出力は一定である。 モード区分Ｘｔ音は、しきい値に達した時の種々のモードの光子密度のランダム な変動の結末である。 ［−ド区分雑合を減少させるための努力に極めて多くの時間が費されてさた。そ れらの努力はモード選択Ｉｆが高いレーデを使用づることを一般に含む。しかし 、モード区分雑音が十分に減少したとして乙、（直流動作シー１アにおいても） レーザ出力の主モードパワーの変動により、ｌｆ　Ｑの光通信装置の性能に究極 的な制限が果されることになる。はぼ単一長手モード挙動を有する直流バイアス された注入レーリーの主スペクトル線に出力の低下がしばしば起ることが実験に より見出されている。それらの出力低下にＪ：す、主モードの出力と副モードの 出力の比が５０対１より低い時に、通信装置に１１差が生ずることがある。 主モードの出力変動の原因は次のような少４Ｔりとも２つの大きり＋１？、なる 物理的な門構にある。すなわち、（１）主モード光子がキャリヤ密度と相互作用 ザる直接の結果、づなわち、ある与えられた光子が別の光子を刺激し、または吸 収されることの直接の結果、（２）キレリア密度の変動によりひぎ起される利得 変動の結果、がそれである。 主１１リヤ密度の変動は、キャリヤ密度と相互作用する全てのモード、すなわち 、主モードおよび全ての副［−ド、光子−電子相互作用から生ずる。副モードの 光子密度はキャリヤ密度を介してのみ主モード光子密度と相互作用Ｊ゛る。しか し、副モード光子密度の変動は（副モードにおける光子の数が非常に少いために ）主モードの光子密度の変動によりはるかに大きいから、キレリＩ′７密度に及 ぼす副モードの影響は、副モードのパワーの平均値が低いとしても、大きいこと がある。第２の礪構は、副モードのパワーの変動値を主モードのパワーの変動値 より大きくできるようにして十分な結合確率を高くするように、副モードのパワ ーの平均値が十分に大きい時にモードの脱落をひき起すことがある。 発明の概要 右利なことに、本発明の諸実施例は、得られた構造の内部Ｑを、光子−キヤリψ 密度相互作用なしに、ファプリーペロー注入レーザの内部Ｑより高＜−すること により、１よぼ単一長手モード注入レーザにＪ３りる主モードパワーの変動を１ −分に減少させる。 どくに、本発明の技術に従って製作された注入レーザ（ま、一端が受動導波器に 結合されている利Ｐ７物質づ−なゎら活性物質を有するレーザ空洞を備える。多 空洞干渉（ｍｕｌｔｉｃａｖｉｔｙ　１ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を避【ノるた めに、受動導波器の石（折率（ま活性物質の屈折率にほぼ等しい。 受動導波器には損失がほと／ｖどない、すなわら、利得をイアするから、その受 動導波器は惟１３−のない光子貯ａ器として機能ザる。それによりレーザのＱが 高くなり、主モードパワーの変動が減少づる。 本発明の例示的な実施例に従って、受動物質は活性半導体のバンド幅より広いバ ンド幅を有する半導体である。 」乱立旦旦ム贋Ｉ 添附図面を参照して行う以下の詳しい説明を読むことにより、本発明を完全に理 解できる。 第１図は本発明の種々の実施例の全体的な構造をブロック図で示し、第２図は能 動領域と受動導波器領域が半導体で作られている本発明の実施例を絵画的に示し 、第３〜５図は第２図に示されている実施例の製作の種々の工程にＪ３いて形成 された構造を絵画的に示し、第６図は能動領域に単一横方向モードを生じさせる ために用いられる隆起した導波器構造を用いる本発明の実施例を絵画的に示し、 第７，８図は受動導波器領域のための横方向誘導部を有する本発明の実施例の製 作の種々の段階において形成された構造を絵画的に示し、第９図は能動領域内に 横方向誘導部を設【プるために二重チャネルが埋込まれたヘテロ構造を用いる本 発明の実施例を絵画的に示し、第１０図は受動導波器領域に突合わせ接合されｌ ζ能動レーデ領域を備える本発明の実施例を絵画的に示し、第１１．１２図は第 １０図に示されている本発明の実施例に使用づるたとえば５ｉ０２ガラス受動力 波器構造の２つの図を絵画的に示し、第１３図は第１０図に示されている本発明 の実施例に使用づ“るたとえばＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ２ガラス系受動導波器構造の ２つの図を絵画的に示し、第１４図は本発明の実施例を備える光波通信装置の送 波端部を絵画的に示し、第１５図【よ本発明の諸実施例の一括製作法の１つの工 程において形成されたウェハーも一１造を絵画的に示Ｊ０ 理解を容易にするために、諸口に共通の同一の要素を示すために同一の参照符号 を用いることにりる。 ；Ｔ綱な説明 第１図は、本発明に従って製作された注入レーザの全体的な構造をブロックで示 づ。比較的低損失の受動導波器５１が、反ｍ１Ｑ５２と５３により形成されたレ ーザ空洞内の能動利得領域に近接して配置される。受動導波器５１は、領域５０ と５１の間のインタフェイスＪなわら接合部５４ど反射ｖＬ５３の間℃・電磁波 が伝えられるような屈折率誘導（ｉｎｄｅｘ−ｇｕｉｄｅｄ）領域である。多空 洞干渉効果（ｍｕｌｔｉｃａｖｉｔｙ　１ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｅｆｆｅｃ ｔ　）を減少させるために、受動導波器５１の屈折率は能動領域５ｏの屈折率に ほぼ等しくせねばならない。 能８領域５０は、後で詳しく説明するように、特定の実施例に応じて利得誘導（ ｇａｉｎ−ｇｕｉｃｄｃ　）または屈折率誘導ど乃ることがでさる。能動領域５ ０の長さはＬＡであり、レーＩＪ”空洞の全長はＬＴである。ＬＴが２ＬＡより なるべく長いか、それに等しいように本発明の諸実施例は構成される。 本発明に従って構成された能動導波器領域と受動導波器の組合わＵの内部Ｑは能 動領域単独にりも高い。これは完了−キヤリＡ７密度相亙作用を加えることなし に起るから、レーザ出力における主モード変動は大幅に減少させられる。 半導体を用いる本発明の例示的実施例にＪ３いては、受動導？Ｊｉｌ器領域５１ 禁止帯の幅が能動領域５ｏの禁止帯の幅より広い生存体物質である。したがっＣ ，能動領域５０内で発生される光子は能動領域５１内で相互作用しない。受動導 波器５１は、能動領域５０の材料の組成とは異なる組成を有する合金から作られ る。その合金は受動導波器５１に広い禁止帯の幅を持たμるために能動領域５０ の屈折率に非常に近い屈折率を有することになるから、接合部５４においては感 知できるほどの反射は存在しない。他の実施例においては、能動領域５０の材わ １とは異なる材料で受動導波器５１を構成できる。たとえば、能動領域５０を■ −ｖ族の化合物または■−Ｖ族の物質の合金とし、受動導波器５１をＳｉＮまた は各種のガラスどすることかできる。レーザ空洞の端部におりる反射鏡５２．５ ３は波長選択性を右するへさ開面よた【ユそれより複雑な構造どすることができ る。 第２図は本発明の「全半導体」実施例を示Ｊムので・あり、更に詳しくいえば、 構造の長手軸、ずなわち、レーザ空洞内のレーザビームが伝わる方向に沿って、 上面Ｊ３よび底面に対してほぼ垂直に構造を切った輪切りを示すものである。層 １．２，３．’１．５Ｊ３Ｊ：び６は液相エピタキシー技術（ＬＰＥ）その他当 業者に周知の技術により、ＩｎＰＷ板６０上でエピタキシトル成長さぜられる。 明確にするために、第２図は光波の発生および誘導に直接関与する層のみを示し ている。電気的接触を良く中るためと、シー１Ｆビームを横方向に導くために能 動領域５０にキＶすＩ／を与える注入電流を狭い帯状部分に閉じこめるために、 他の層を層１の上部に設けることがひきることはこの分野において良く知られて いることである。 層２は厚さが０．１〜０．２ミクロンの能動１ｎＧａＡｓＰ半導体合金層である 。層１と３は光誘導層Ｊ５よびキャリＶ閉じこめ層′Ｃあって、層２より禁止帯 の幅が広く、たどえばＩｎＧａＡｓＰ合金またはＩｎＰで構成できる。受動導波 器５１を形成づるために、接合部５４にＪ３ける層の組成は変化Ｊ′る。層４． ５．６は受動導波器５１を構成する。 層５のｌ＋１析率は層４．５の屈折率より高い。たどえば、層２は放出のピーク が１．５ミクロンであるような禁止帯の幅を有することがでさ、層５は放出のピ ークが１．３ミクロンであるような禁止帯の幅を有することができる。したがっ て、層２において発生された光子は層５に吸収されるのに十分なエネルギーを有 しない。 その構造の上記誘導特性のために、構造中のピーク光子密度は層２，５内または それの近くで起き、隣接する被覆層において密度の低下が起きる。これが第２図 のカーブ７で示されている。 次に、第２図に示されている実施例の製造方法を説明づ−る。第３図はＩ　ｎ　 Ｐ　１＝％板６０を示づ″。エピタキシセルＦＺ４．５．６は基板６０の全面に わたって成長させられる。それから、第４図に示すように、第３図に示づ構造に フＡｉ−リソグラフィ技術Ｊ５よびエツヂング技術を適用した後で、最後のレー リ゛構造の能動領域どなるべき領域において１ｎｐｌｔ板６０を露出さけるため にそれらの層の一部を除去り”る。 第５図は第４図に示されている描込上に層３，２．１をエピタキシ１！ル成長さ けた後の構造を示す。電流を流すことが望ましい場所に金属層１２を付着させる 。金属層１３は層１２どともに電流注入のための電極どして、および構造の放熱 器として機能する。能動領域５０と受動導波器５１の間の接合部５４を横切る屈 折率の変化が小さく、したがって、レーザ空洞内では光波の反射または偏向をほ どんど起ざないから、その接合部５４は光が伝わる向きに垂直である必要はない ことに注意されｌこい。 単一モートレー１ｆ出力を与えるために、レーＩアの横方向構造は単一横方向モ ードを維持づるように構成けねばならない。たどえぼ押込みへゾロ構造、二重ヂ Ｉ７ネル埋込みへテロ横３３　（ｄｕａｌ−ｃｈａｎｎｃｌｃｄ　ｂｕｒｉｅｄ 　ｈｅｔｃｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｃｓ）　、隆起またはうね導波器および各１ ａ触限定構造（ｒｉｄｇｅ　ｏｒ　ｒｉｂ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ　ａｎｄ　５ ｔｒｉｐｅ　ｃｏｎｔａｃｔｄｅｆｉｎｅｄ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）のような 多くの方法が構造を製造するためにこの分野において知られている。また、能動 領域５０が単一横方向モードを有する限りは受動導波器５１は単一横方向モード を有する必要はない。 更に、レーＩＪ’ビームが伝わる方向に垂直な横方向平面内をシー１Ｆビームを 誘導するために多くの標準レーザ（１４茄のうちの任意の１つを使用でさる。た とえば、隆起（ｒｉｄＱＱ　＞　Ｑ波器の一１？Ｉが第、６図に示されＣいる。 この第６図構造の能動領域をレーザビームが伝わる方向に垂♂１な平面に沿って 切った断面図を承り。とくに、層１は幅がＷの隆起１９を右する。その層１はＳ ｉＮ絶縁廠１５により部分的に覆われている。本発明の例示的実施例にＪ３いで ！Ｌ−横方向モードを維持Ｊ−るためには、Ｗは約５ミクロンである。隆起部１ ９はレーザの全幅、ＬＴ、を横切って延長するように、づなわら、能動領域５０ と受動導波器５１を覆うように作ることができる。 能動領域５０内に横方向誘導部を設りるための別の構造は二重ブ」！ネル押込み へテロ構造である。これが第９図に示されている。、層３．２．１を成長させた 後で、幅がＷＡのメザを残すために一対のブ１１ネル３．０．３１をエツチング づる。次に、閉じ込め領域として機能彩る低屈折率の層２１、しばしばＩｎＰ、 を溝内で成良ざぜることができる。ヂＶネル３０．３１はレーザ構造の全長ＬＴ にわたって延長できる。層１２と１３は金属接触層である。　Ｋ？Ｉ６０はｎ− ＩｎＰ塁板：層３はｎ　−１ｎＧａＡｓＰ層；層２はｐ　−ｒｎＧａ八ｓＰへｆ 、ｆ４　；層１はｐ−ＩｎＰ層；ＩＷ２１はＤ−ＩｎＰ層、層２２はＳ　ｉ　０ ２層である。二重ヂャネル埋込みへテロ構造の例が、テクニカル・ダイジェスト ・オー・エフ・シー・　８４　オー・ニス・ニー・ミーディング・オン・オブ” ｆ−カル・ファイバ・コミュニケーション・１月２３へ一、２５，１９８４．ベ ーパー・エム−１）２　（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　ＯｒＣ’８４０ ．Ｓ八。 ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ ｏｎ　Ｊａｎｕａｒｙ　２３−２５、１９８４．　”　”　ｐａｐＯｒ　１１「 ２　）　、　ｉ　５ペ一ジ第１図に示されている。 能動領域５０において横方向誘導部を設りる別の周知のＪＭＷ（図示ｕｆ）は条 −接触層）ｌ≧注入構造（５ｊｒｉｐｃ−ｃｏｎｔａｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　１ ｎｊｅｃｔｉｏｎ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　）である。 能動領域５０内に横方向誘導部を設（）る構ｊ告は、能υノ領域５０を高抵抗に りるために、１）な）ホした絶縁層を用いる代りに、能動領域５ｏに近接４る領 域に照ＱＪ　ＩＩることにより随意に製造でさる。更に、導波器内での光子の吸 収を一層減少さぼるために、注入電流上部接点１２は受動導波器５１上に延長さ せることができる。しかし、受動導波器５１の利得のピークが１．３ミクロンで あるように選択されると、能動領域５０が１．５ミク１コンにおいて放射りる時 に延長された上部接点による性能の向上はごく僅かである。受動導波器５１内で の光子−キャリヤ相互作用の減少に対づる主な寄与は、受動導波器５１の禁止イ ：）の幅が能動領域５０の禁止帯の帯より広い時に常に起ることに注意されたい 。更に受動導波器にＪ３ける光子吸収の減少により、レーザ出力の主モード変動 が大幅に減少することになって右利である。 能動領域５０どは独立に受動導波器５１に横方向誘導部を設置ノる４１４造は第 ７．８図に承りように製造される。 幅ＷＰで、深さがｄの満１ｎｐｕ板６０にエツチングされる。イの幅ＷＰは例え ば約１０ミクロンであり、深さｄは例えば３〜５ミクロンである。受動導波器５ １を構成づる層６，５．４は第７図に示されている構造の上にエビターＡ−シ１ ノル成長さけられて、第８図に示されている（構造を形成りる。たとえば、層６ （，１約１ミク［１ンの工９ざに成員さけられ、層５は約２ミク１］ンの厚さに 成良さけられ、％１４１Ｊ約１ミクロンの厚さに成長さＵられる。基板６０内の 満にＪ：り生じざＵられた突出部は層５に光波エネルギーを横方向に閉じこめさ ける。ぞれから、「１ヒ動領域内に設けられる層３が、基板６０内のｉＡ’ｉの 影警から能動層２を万頭］し、かつ能動層２が受動ＦＰｊ５に確実に結合さける ために十分厚く成長さけられる。能動領域のために横方向誘導部を設【ノる構造 は、周知の構造のいずれか、たとえば第６図に示されている（さ１造、どなるＪ 、うに選択できる。 本発明の別の実施例が、従来の注入シー１アを受動導波２；構造に突合わけ接合 ツることにＪ：り製造される。たとえば、第１０図は放熱器１３上にＪｊｌＪる 能動領域５０に整列さＵられた受動導波器５１を示す。能動領域５０は放熱器１ ３の上に直接設（プられる。 第１１図は、Ｓ　！　０２ガラス系内に製造された例示的受動導波器構）＆５１ の輪切りを承り一０第１１図の紙面は構造中でのレーザビームの伝わる方向に垂 直である。導波器層７１はゲルマニウムをドープされたＳｉＯ２であって、３ｉ Ｑ２１板７２の全面にゲルマニウムをドープされたＳ　ｉ　０２層を成長させる ことにより製造される。 それから、ゲルマニウムをドープされたＳ　ｉ　０２層をエツチングして、５ミ クロン平方の横断面を右Ｊ−る導波器層７１を形成する。次にその導波器層７１ を２ミクロン厚のＳ　ｉ　０２層７０で覆う。 第１２図は第１１図に示されている受動導波器５１の長手軸線、づなわら、レー ザビームの伝わる方向に沿う輪切りである。受動導波器５１の能動領域とは反対 側の端部４１に金属または誘電体により簡単な反則１覆を施して、振動数選択性 反則器の態様の広域反射器ずなわら多層誘電体被覆を形成する。あるいは、振動 数選υく性反用器を設りるために、受動導波器５１は第１２図に格子４２で示さ れているような溝付き格子を含むことができる。 本発明の別の実施例においては、受動導波器５１はチタンの拡散により形成され たＬ　、　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３である。この構造の横断面が第１３図に示されてい る。導波器１０１がＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３中に拡散される。この実施例において は第１２図に格子４２により示されている位置に格子を使用することしできる。 その格子面は空気、またはエボキシ、Ｓ　ｉ　Ｏ２また【よＳｉＮのような低層 ＩＪｉ率１誘電体どり一ることができる。この実施例にＪ３いでは、電気光学的 効果を用いて、金属゛電極１５，１６が基板１００の上にイ・するされた時に格 子の振動数選択性を変えることができる。 例示的実施例にＪ３いては、金属電捧’１５．１６の幅は約３〜１０ミクロンで ある。 第１４図は通信装置の送波端部を形成゛りるために電気光学的効果を利用する実 施例を示す。能動領域５０は受動導波器５１に突合わじ接合される。受ｆＩｌ導 波器５１は前記したように、かつ第１３図に示ｔ　Ｊ：うにして形成される。シ ー１ｆ出ツノビームは矢印１２０で；１（す向さに発生される。電流注入源が電 極１５０と１５１を介（〕て能動領ｂ１１．５０の金属接点１１２．１１３に与 えられ、それのシー１１作用を行わＵる。通信信号情報が信号＆１１１７から増 幅器１１６を介して変調器１１５へ与えられる。 変調器１１５は信号情報を含む電圧を金属接点１１０゜１１３を介して受動導波 器５１へ与える。金属接点１１０ど１１３の間に加えらたれ電圧は格子４２内の 屈１１７率を変化さｌる。そうづると格子４２のピークレフレフタンスの振動数 したがってレーザ“出力の振動数を変化させる。第１４図に示されている構造は アナ【］グ周波数変調（ＦＭ）またはアジクル周波数偏移変調（ＦＳＫ）された 送波器として使用できる。 第１５図は各種の注入レー會アを’ＩＡ造Ｊ−るために使用される一括処理法に 類似りる一括処１！ＩＩ！法で本発明に従って１１人レし−゛を製造する方法を 承り。とくに、この図は多くのレーザ゛を同Ｉ５テに１！り青りるために使用さ れるウェーハの広い面を示１゜破１：Ａ　２３０〜２３２．２４０．２４１はウ ェーハが処理された後のへき開面を表わす。たとえば、レー畳アの長さＬＴは５ ００ミクロンであり、能動領域の長さＬＡは１００ミクロンである。取扱いを容 易にするためにシー＋１チツプの幅を２５０ミクロンに選択しているが、能動レ ー＋ｊ層の横幅は全２５０ミクロン幅の僅かに数ミクロンを占めるだ（プである 。−緒になって受動導波器２５１を形成する層４，５．６は全ウェーハ表面上に 成長させられる。それから層４．５．６はレーＩＦの能動領域に成るべき帯２０ ０〜２０２にエツチングされる。次に、能動領域を形成するために層１，２．３ が成長させられる。横方向誘導部を設けるための特定の構造が、リソグラフィ技 術を用いて適切な領域にｒＩす記したようにして形成される。最後に、公知の罫 内きおよびへき開法を用いてつ〕−−ハを個々の１ノー（アに分りる。！ＩＩｊ 型゛的には、このようにして′５Ａ３ａされたウェーハは数百側のレーザを生ず る。 以上説明した本発明の諸実施例について主モードの時定数と、主モード対副モー ドの比とのようなレーザ出力パラメータについて私は研究した。その結果、受動 導波器領域を使用する主モードの０４定数が長くなり、主モード対副モードの比 が低くなることを発見した。たとえば、私の発明の原理に従って製造され、能動 長さＬＡが７０ミクロンで、全空洞長Ｌ　Ｔが２５０ミクロンであるレー暑アの 主モード１丁、１定数は０．８ナノ秒であり、主モードが３！４ｍＷで！１Ｊ１ 作している時の主モード対副モードの比は３．３７−ある。コレラ、ＬＡ＝ＬＴ ＝２５０ミク０ンで、主モード時定数が１．６プノ秒、主モードが３！４ｍＷで 動作している時の主モード対副モードの比が１０．８であるレーＩ７’と比較さ れたい。主モードと副モードの間の損失の差が小さくなるにつれて、時定数とモ ードの比が変化する。これは低損失受動導波：（：）部が存在する時に起る。と いうのは、レー１１における損失の絶対レベルしたがって利１！′？の絶対レベ ルが低くなるからである。利得の絶対レベルが低いと、主モード波長と副モード 波長の差が、利得カーブの形のために小さくなる。レージ構造に波長選択損失が 存在しない時に平衡モードパワー比を与えるのはその差である。したがって、レ ーザ空洞の主長手方向モード以外のモードのジー１１作用を選択的に抑制する手 段を含むことが本発明の諸実施例を製造することの利点である。これを行うため に、それらの手段は小振幅損失を与えるべきであり、そうすると右利である。 本発明の教示から逸脱Ｊ゛ることなしに本発明の別の実施例を当業者により（υ ることができろことは当業者には明らかであろう。 補正内の翻訳文提出書く特許法第１８４条の７第１項）昭和　６１年　５　月　 ２８日 特鵠庁長官　宇　賀　道　［ｕり　殿　嬰へ１、　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８５１０１８４５ ２、発明の名称 低雑音注入レーザ構造 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国ニューシャーシー　０７０３９−２７２９リヴイングス ｌ〜ン、ウェスト　マウント　ブレザントアヴエニュ　２９０ 名称　ベル　コミュニケーションズ　リサーチインコーホレーテッド ４、代理人 （郵便番号１００） 東京都千代田区丸の白玉丁目２番３号 〔電話東京（２１１７２３２１人代表〕５、　補正書の提出年月日 請求の範囲 １、　第１の端部と第２の（１ｉＨ，部をＯＪる能動シー１ア「１域ど、 レーリ゛放用を生じさぜるために能動シー１１領域を注入ボンピングづる手段と 、 第１の端部と第２の端部を右づる受動導波器領域と、を備え、前記能動ロー１Ｆ 領域の前記第１の端部は能ωｊレーザ領域内で発生されたレーザ放射の第１の部 分反則器を含み、 前記受動導波器領域の前記第１の端部はレーザｔｌｉ、剣の第２の部分反射器を 含み、能すＪレーザ領域と受動導波器領域のそれぞれの第１の端δＩＩの間にレ ー普ア空洞を形成づ。 るために、各領域の第２の端部において互いに突合わＵるＪ：うに前記能動シー １１″領域と前記受動導波器領域は配置される注入レーザにおいて、 受動導波器領域の長さは能動レーザ領域の長さに少くとし同じであり、前記受動 り波器領域の屈折率は能動レーザ領域の屈折率にほぼ等しく、受動導波器領域に は損失がほどんとなく、かつ振動数選択性′Ｃないことを特（攻する注入レーデ 。 ２、　請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、受動導波器領域は能動レー ザ領域内で発生されたレーリ゛放射の光子のエネルギーより大きいエネルギーの 禁止帯の幅を右ヂる半導体を備えることを特徴とする注入レーｆ０ ３、　請求の範囲第１項記載の注入レー１１であって、受ｆ）ｊ導波器領域はＳ ｉＮ層を備えることを特徴とづる注入レーザ。 ４、　請求の範囲第１項記載の注入レーザ゛であって、受ＥＪ＋導波器領域はゲ ルマニウムをドープσれたＳ　＋　０２層を備えることを特徴とりる注入シー１ ア。 ５、　請求の範囲第１項記載の注入レーザ“であって、受９】ｙ）波器領域はＬ ｉＮｂＯ３層を備えることを１２４とジ“　る　ン主人　し　−　１Ｆ。 ６、　請求の範囲第１項記載のン１人シレーＪ”であって、Ｌ　＋　Ｎ　ｂ　Ｏ ３層の内部に格子が配置されることを１２１徴とする１１人レーザ。 ７、　請求の範囲第６項記載の注入レーザであって、受動導波器は、格子を横１ ，７３って配置された金属電極と、それらの電極を介して加えられる可変電圧源 とを備え、その可変電圧源ににり格子に可変電界が加えられることを１！、ｉ徴 とする注入レーザ。 国際調査報告 １ｌｌ−ｔｕｎｕ＋＋＋１＾ｓ炉瞳ｌＩ□ａｎＮｏ、ｐ（Ｔ／１ｊｓＢ５．’Ｑ Ｉ８’１５′−、Ｈ；：ＩＨ；：　７０　、ＨＨＨ５；７三：：；ユ。τ：Ｏ： ＋ＡＬ　Ｅ三−３ｚＨＲ三？（−ＲＴ　ＩＪ、’１

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．第１の端部と第２の端部を有する能動レーザ領域と、 レーザ放射を生じさせるために能動レーザ領域を注入ポンピングする手段と、 第１の端部と第２の端部を有する受動導波器領域と、を備え、前記能動レーザ領 域の前記第１の端部は能動レーザ領域内で発生されたレーザ放射の第１の部分反 射器を含み、 前記受動導波器領域の前記第１の端部はレーザ放射の第２の部分反射器を含み、 能動レーザ領域と受動導波器領域のそれぞれの第１の端部の間にレーザ空洞を形 成するために、名領域の第２の端部において互いに突合わせるように前記能動レ ーザ領域と前記受動導波器領域は配置される注入レーザにおいて、 受動導波器領域の長さは能動レーザ領域の長さに少くとも同じであり、前記受動 導波器領域の屈折率は能動レーザ領域の屈折率にほぼ等しいことを特徴する注入 レーザ。
2. ２．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、受動導波器領域は能動レーザ 領域内で発生されたレーザ放射の光子のエネルギーより大きいエネルギーの禁止 帯の幅を有する半導体を備えることを特徴とする注入レーザ。
3. ３．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、受動導波器領域はＳｉＮ層を 備えることを特徴とする注入レーザ。
4. ４．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、受動導波器領域はゲルマニウ ムをドーブされたＳｉＯ２層を備えることを特徴とする注入レーザ。
5. ５．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、受動導波器領域はＬｉＮｂＯ ３層を備えることを特徴とする注入レーザ。
6. ６．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、ＬｉＮｂＯ３層の内部に格子 が配置されることを特徴とする注入レーザ。
7. ７．請求の範囲第６項記載の注入レーザであって、受動導波器は、格子を横切っ て配置された金属電極と、それらの電極を介して加えられる可変電圧源とを備え 、その可変電圧源により格子に可変電界が加えられることを特徴とする注入レー ザ。
8. ８．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、第２の部分反射器は多層誘電 体であることを特徴とする注入レーザ。
9. ９．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、能動領域は埋込みヘテロ構造 であることを特徴とする注入レーザ。
10. １０．請求の範囲第９項記載の注入レーザであって、能動領域は二重埋込みヘテ ロ構造であることを特徴とする注入レーザ。
11. １１．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、能動領域は隆起導波器構造 であることを特徴とする注入レーザ。
12. １２．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、能動領域ＩＩＩ−Ｖ族の化 合物で構成されることを特徴とする注入レーザ。
13. １３．請求の範囲第１項記載の注入レーザであって、波長選択損失を与える手段 を更に備え、レーザ空洞の主モードの波長において生ずる損失は他のモードの波 長において生ずる損失より小さいことを特徴とする注入レーザ。
14. １４．請求の範囲第１３項記載の注入レーザであって、波長選択損失を与える手 段は選択部分反射器であり、レーザ空洞の主モードの波長におけるその選択部分 反射器の反射率の値は、主モードの波長とは異なる波長において起る反射率の値 より１０％より低い値だけ高いことを特徴とする注入レーザ。
15. １５．受動導波器領域を形成するためにウェーハ基板上に半導体の層を付着する 過程と、 基板を露出させるために受動導波器領域をエッチングにより帯状に除去する過程 と、 能動レーザ領域を形成するために基板の露出された領域に半導体物質の層を付着 する工程と、受動導波器領域の中間の線に沿ってウェーハをへき開する工程と、 を備え、へき間の後に能動領域に付着して残っている受動導波器領域の長さより 帯の幅が狭いか、または受動導波器領域の長さに帯の幅が等しいように線は配置 されることを特徴とする注入レーザを製造する方法。
16. １６．第１の端部と第２の端部を有する能動レーザ領域と、 レーザ放射を生じさせるための能動レーザ領域を注入ポンピングする手段と、 第１の端部と第２の端部を有する受動導波器領域と、信号源の出力に依存して変 化する前記電圧を第２の部分反射器に加える手段と、 を備え、前記能動レーザ領域の前記第１の端部は能動レーザ領域内で発生された レーザ放射の第１の部分反射器を含み、 前記受動導波器領域の前記第１の端部はレーザ放射の第２の部分反射器であり、 その第２の部分反射器の屈折率は電圧に依存して変化し、能動レーザ領域と受動 導波器領域の第１の端部の間にレーザ空洞を形成するために、各領域の第２の端 部において互いに突合わせるように前記能動レーザ領域と前記受動導波器領域は 配置され、それにより、部分反射器の屈折率したがってレーザ出力放射が変えら れる、信号源を有する通信装置のレーザ源において、 受動導波器領域の長さは能動レーザ領域の長さに少なくとも同じであり、前記受 動導波器領域の屈折率は能動レーザ領域の屈折率にほぼ等しいことを特徴とする 信号源を有する通信装置のレーザ源。