JPS6289388A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6289388A JPS6289388A JP23013285A JP23013285A JPS6289388A JP S6289388 A JPS6289388 A JP S6289388A JP 23013285 A JP23013285 A JP 23013285A JP 23013285 A JP23013285 A JP 23013285A JP S6289388 A JPS6289388 A JP S6289388A
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- Japan
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- optical waveguide
- layer
- active region
- region
- substrate
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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
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] lasers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
-
- 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
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
Landscapes
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- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (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
２ヘー／
本発明は、光フアイバ通信、光情報処理１．光計測等の
光源として用いることができる半導体レーザ装置に関す
るものである。
光源として用いることができる半導体レーザ装置に関す
るものである。
従来の技術
光
半導体レーザは光フアイバ通信、′情報処理、光計測等
の光源として期待され、性能の向上がはかられている。
の光源として期待され、性能の向上がはかられている。
大容量長距離の光フアイバ通信においては、単−縦モー
ド発振の半導体レーザが望まれており、さらにコヒーレ
ント光通信においては、発振スペクトル線幅が狭いこと
も要求される。
ド発振の半導体レーザが望まれており、さらにコヒーレ
ント光通信においては、発振スペクトル線幅が狭いこと
も要求される。
また、光計測における、干渉現象を用いたきわめて微小
な変位や屈折率変化の計測、ホログラフィ技術による物
質表面形状の微小振動・変位計測。
な変位や屈折率変化の計測、ホログラフィ技術による物
質表面形状の微小振動・変位計測。
スペクトルを利用した速度計測等は、レーザ光の持つ良
好な直進性あるいは集束性（空間的コヒーレンス）およ
び良好な単色性（時間的コヒーレンス）を活用するため
、発振スペクトル線幅が狭く、発振周波数の安定な半導
体レーザが要求される。
好な直進性あるいは集束性（空間的コヒーレンス）およ
び良好な単色性（時間的コヒーレンス）を活用するため
、発振スペクトル線幅が狭く、発振周波数の安定な半導
体レーザが要求される。
単一モード発振を行う半導体レーザとしては、活性層と
グレーティングを集積化した分布帰還型３ヘー／ （ＤＦＢ）反導体レーザ、分布反射型（ＤＢＲ）半導体
レーザ、複合共振器レーザ等がある。ＤＦＢレーザでは
、グレーティングに対応した波長で、ＤＢＲレーザでは
、ブラック波長で単一モード発振を行う。また、複合共
振器レーザでは、反射鏡損失が周期的に変化するため、
最も反射鏡損失が小さい波長で単一モード発振を行う。
グレーティングを集積化した分布帰還型３ヘー／ （ＤＦＢ）反導体レーザ、分布反射型（ＤＢＲ）半導体
レーザ、複合共振器レーザ等がある。ＤＦＢレーザでは
、グレーティングに対応した波長で、ＤＢＲレーザでは
、ブラック波長で単一モード発振を行う。また、複合共
振器レーザでは、反射鏡損失が周期的に変化するため、
最も反射鏡損失が小さい波長で単一モード発振を行う。
発明が解決しようとする問題点
上記従来の技術で述べたように、ＤＦＢ レーザ。
ＤＢＲレーザは単一モード発振を行うが、その発振スペ
クトル線幅は数計即度であり、コヒーレント光通信等に
用いるのは困難である。
クトル線幅は数計即度であり、コヒーレント光通信等に
用いるのは困難である。
一方、複合共振器レーザでは、発振スペクトルの侠客化
が可能であり、半導体レーザの外部にミラーを設置した
構成により、スペクトル線幅は１ｋＨｚまで減少したこ
とが報告されている。
が可能であり、半導体レーザの外部にミラーを設置した
構成により、スペクトル線幅は１ｋＨｚまで減少したこ
とが報告されている。
また、モノリシック外部共振器レーザでは、１計以下の
スペクトル線幅が容易に得られている。
スペクトル線幅が容易に得られている。
しかし、複合共振器レーザでは、注入電流あるいは温度
の変化によってモードが遷移してしまうという問題があ
った。
の変化によってモードが遷移してしまうという問題があ
った。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、活性領
域の一方の端面に分布反射器を、他方の端面に反射機能
を有する光導波路を同一基板上に集積化することにより
、スペクトル線幅が狭く、発振周波数が安定した単一モ
ード発振を行い、反射戻り光による雑音が発生しない、
アナログ伝送。
域の一方の端面に分布反射器を、他方の端面に反射機能
を有する光導波路を同一基板上に集積化することにより
、スペクトル線幅が狭く、発振周波数が安定した単一モ
ード発振を行い、反射戻り光による雑音が発生しない、
アナログ伝送。
高速デジタル伝送、コヒーレント光通信、光ディスク、
コヒーレント光計測等の光源として幅広い応用が可能と
なる半導体レーザ装置を提供することを目的としている
。
コヒーレント光計測等の光源として幅広い応用が可能と
なる半導体レーザ装置を提供することを目的としている
。
問題点を解決するだめの手段
本発明の半導体レーザは、化合物半導体基板と、前記基
板上に部分的に形成された少なくとも活性層および閉込
め層を含む活性領域と、前記活性領域の一方の端面に近
接して前記基板上に形成された前記活性領域からの第１
の出射光を導波し得る光導波路と、前記第１の出射光を
波長を選択して反射し得るグレーティングとを有する分
布反射領域と、前記活性領域の他方の端面に近接して前
記ｓ ｔｑ−／ 基板」二に形成された前記活性領域からの第２の出射光
を導波し得る光導波路と、前記光導波路の前記活性領域
に対し遠い端面に、前記第２の出射光を反射し、共振器
面として形成された反射体とを有するものである。
板上に部分的に形成された少なくとも活性層および閉込
め層を含む活性領域と、前記活性領域の一方の端面に近
接して前記基板上に形成された前記活性領域からの第１
の出射光を導波し得る光導波路と、前記第１の出射光を
波長を選択して反射し得るグレーティングとを有する分
布反射領域と、前記活性領域の他方の端面に近接して前
記ｓ ｔｑ−／ 基板」二に形成された前記活性領域からの第２の出射光
を導波し得る光導波路と、前記光導波路の前記活性領域
に対し遠い端面に、前記第２の出射光を反射し、共振器
面として形成された反射体とを有するものである。
作 用
本発明は上記した構成により、活性領域の一方の端面に
分布反射器を集積化したＤＢＲレーザになっていると同
時に、活性領域の他方の端面に反射機能を有する光導波
路を集積化した複合共振器レーザとなっている。
分布反射器を集積化したＤＢＲレーザになっていると同
時に、活性領域の他方の端面に反射機能を有する光導波
路を集積化した複合共振器レーザとなっている。
実施例
以下に本発明の一実施例について図面とともに説明する
。
。
まず第１図を用いて本発明の一実施例における半導体レ
ーザについて説明する。このレーザは、路 活性領域１２分布反射領域２及び光導波Ｖ３よりなって
おり、光導波路長をｅ。、活性領域長を４１．光導波路
、活性層の屈折率をそれぞれ”ｏ ＋ ｎ１＋活性領域
の分布反射器側端面の実効反射率をｒ２８゜ Ａ−７ 活性領域の光導波路側端面の反射率をｒｌ、光導波路端
面の反射率をｒ。とする。
ーザについて説明する。このレーザは、路 活性領域１２分布反射領域２及び光導波Ｖ３よりなって
おり、光導波路長をｅ。、活性領域長を４１．光導波路
、活性層の屈折率をそれぞれ”ｏ ＋ ｎ１＋活性領域
の分布反射器側端面の実効反射率をｒ２８゜ Ａ−７ 活性領域の光導波路側端面の反射率をｒｌ、光導波路端
面の反射率をｒ。とする。
このレーザは、ＤＢＲレーザとなっているため、ブラン
ク波長で単一モード発振を行う。寸だ、発振位相条件よ
り、次式が満たされる。
ク波長で単一モード発振を行う。寸だ、発振位相条件よ
り、次式が満たされる。
ｔａｎφ１” ｒｏ （ｒｌ” １ ） Ｓ １ ｎφ
。／〔ｒｌ（１＋ｒ０２）＋ ｒ（） （１＋ｒ１
） （！０８φ。：］ ・＝（１）φＤ−（４π”Ｏ
’Ｏ／λ。）（１−Δλ／λ）・・・・・・（２）φ１
＝（４π”１’１／λ。）（１＋Δｎ１／ｎ１−Δλ
／λ）・・・・・・（３） 半導体レーザを直接電流変調すると、活性層の屈折率が
Δｎだけ変化し、発振波長がΔλだけ変化し、これが波
長チャーピングとなる。光導波路がない場合の波長変化
はΔλ′−（Δｎ１／ｎ１）λ。
。／〔ｒｌ（１＋ｒ０２）＋ ｒ（） （１＋ｒ１
） （！０８φ。：］ ・＝（１）φＤ−（４π”Ｏ
’Ｏ／λ。）（１−Δλ／λ）・・・・・・（２）φ１
＝（４π”１’１／λ。）（１＋Δｎ１／ｎ１−Δλ
／λ）・・・・・・（３） 半導体レーザを直接電流変調すると、活性層の屈折率が
Δｎだけ変化し、発振波長がΔλだけ変化し、これが波
長チャーピングとなる。光導波路がない場合の波長変化
はΔλ′−（Δｎ１／ｎ１）λ。
となり、Δλ／Δλ′ で変調に対する波長チャーピン
グの抑圧度を求めることができる。
グの抑圧度を求めることができる。
第２図に、ｒｏをパラメータとし、”Ｏ”Ｏ／ｎ１ ’
１に対するΔλ／Δλ′の関係を示す。同図よりわかる
ように、波長チャーピングを抑圧するためには、７ ′
・−／ 路 活性領域長を短くし、光導波９長を長くし、光導波路端
面の反射率を大きくし、活性層と光導波路との結合部の
反射率を小さくすればよいことがわかる。
１に対するΔλ／Δλ′の関係を示す。同図よりわかる
ように、波長チャーピングを抑圧するためには、７ ′
・−／ 路 活性領域長を短くし、光導波９長を長くし、光導波路端
面の反射率を大きくし、活性層と光導波路との結合部の
反射率を小さくすればよいことがわかる。
発振スペクトル線幅も複合共振器構成とすることにより
減少することができるということが、斎藤他、信学技報
、０ＱＥ８１−５２等に示されている。
減少することができるということが、斎藤他、信学技報
、０ＱＥ８１−５２等に示されている。
第３図に、帰還パラメータＸとスペクトル線幅の減少量
Δν／Δν′の関係を示す。同図よりわかるように、Ｘ
パラメータが大きいほどすなわち波長チャーピングを抑
圧する場合と同様に活性領域長波 が短く、光邂餡長が長いほど丑た、光導波路端面の反射
率が大きく、活性層と光導波路との結合部の反射率を小
さくするほど、スペクトル線幅が減少する。
Δν／Δν′の関係を示す。同図よりわかるように、Ｘ
パラメータが大きいほどすなわち波長チャーピングを抑
圧する場合と同様に活性領域長波 が短く、光邂餡長が長いほど丑た、光導波路端面の反射
率が大きく、活性層と光導波路との結合部の反射率を小
さくするほど、スペクトル線幅が減少する。
波長チャーピングおよびスペクトル線幅を抑圧するため
に光導波路端面の反射率を大きくしてやると、光導路側
から活性領域に帰還される光量が多くなるため、外部か
ら少量の光が戻ってもその影響を受けにくくなり、従来
の半導体レーザで大きな問題となっていた反射戻り光に
よる雑音の発生を抑制することができる。
に光導波路端面の反射率を大きくしてやると、光導路側
から活性領域に帰還される光量が多くなるため、外部か
ら少量の光が戻ってもその影響を受けにくくなり、従来
の半導体レーザで大きな問題となっていた反射戻り光に
よる雑音の発生を抑制することができる。
上記した、波長チャーピングの抑圧、スペクトル線幅の
狭窄化および反射戻り光による雑音の抑制は、半導体レ
ーザの活性領域に光を帰還するという複合共振器構成と
することにより得られた効果である。しかし、ＤＢＲレ
ーザ部分を、活性領域にグレーティングを有するＤＦＢ
レーザとした場合には、グレーティングの性能を向上さ
せて結合効率を増加させると、活性領域の光導波路側端
面の反射率が増加するため、上記効果は低減する。
狭窄化および反射戻り光による雑音の抑制は、半導体レ
ーザの活性領域に光を帰還するという複合共振器構成と
することにより得られた効果である。しかし、ＤＢＲレ
ーザ部分を、活性領域にグレーティングを有するＤＦＢ
レーザとした場合には、グレーティングの性能を向上さ
せて結合効率を増加させると、活性領域の光導波路側端
面の反射率が増加するため、上記効果は低減する。
また、光道波路にもグレーティングを形成した場合も、
光導波路側からの活性領域への帰還光量が大きくないた
め、上記効果は低減する。
光導波路側からの活性領域への帰還光量が大きくないた
め、上記効果は低減する。
第１図に戻って、本実施例の半導体レーザについて更に
説明する。同図において、ｎ型ＩｎＰ 基板４上にグ
レーティング５が形成され、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波
路層６（バンドギャップＥｑ−１，１ｓ ｅＶ ）を積
層した領域２が分布反射器であり、９ヘー／ グレーティングが存在せず、光導波路層６上に、ｎ型Ｉ
ｎＰ部離層７．ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ活性層８（Ｅｑ−０
，９５ｅＶ）ｐ型ＩｎＰ閉込め層９を積層した構造の領
域１が活性領域であり、グレーティングが存在せず、基
板４上に光導波路層６のみが存在する領域３は光導波路
である。端面１０はへき開面、端面１１ ．１２はエツ
チングによって形成された面である。
説明する。同図において、ｎ型ＩｎＰ 基板４上にグ
レーティング５が形成され、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波
路層６（バンドギャップＥｑ−１，１ｓ ｅＶ ）を積
層した領域２が分布反射器であり、９ヘー／ グレーティングが存在せず、光導波路層６上に、ｎ型Ｉ
ｎＰ部離層７．ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ活性層８（Ｅｑ−０
，９５ｅＶ）ｐ型ＩｎＰ閉込め層９を積層した構造の領
域１が活性領域であり、グレーティングが存在せず、基
板４上に光導波路層６のみが存在する領域３は光導波路
である。端面１０はへき開面、端面１１ ．１２はエツ
チングによって形成された面である。
活性領域１における第１の出射光１３は、分布反射器に
よって、ブラッグ条件を満たす波長の光のみが、活性領
域に帰還され、ブラッグ波長で単一モード発振を行う。
よって、ブラッグ条件を満たす波長の光のみが、活性領
域に帰還され、ブラッグ波長で単一モード発振を行う。
一方、活領域における第２の出射光１４は、光導波路６
を通って端面１ｏによって反射され再び活性領域１に帰
還される。
を通って端面１ｏによって反射され再び活性領域１に帰
還される。
光導路３より帰還される光量は、光導波路３の導波効率
及び活性領域１と光導波路６の結合効率及び端面１ｏの
反射率によって決まるが、これらの値は素子構造パラメ
ータを変えることにより、ある程度任意に変化させるこ
とができ、端面１゜に反射増加膜を塗布することにより
反射率も容易１ｏ ベ−７ に増大することができる。
及び活性領域１と光導波路６の結合効率及び端面１ｏの
反射率によって決まるが、これらの値は素子構造パラメ
ータを変えることにより、ある程度任意に変化させるこ
とができ、端面１゜に反射増加膜を塗布することにより
反射率も容易１ｏ ベ−７ に増大することができる。
共振器方向と垂直な方向の断面構造については、従来用
いられている方法によりストライブ構造とするのが望ま
しいことは言う寸でもない。また、本実施例では材料を
ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓＰ系結晶としたが、他の化
合物半導体材料例えばＧ ａ Ａ ｓ基板上のＡ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓ 系あるいは、Ｇ ａ Ａ ｓ基板上の
ＩｎＧａＡｓＰ系結晶等であっても本発明の構造は容易
に実現できる。
いられている方法によりストライブ構造とするのが望ま
しいことは言う寸でもない。また、本実施例では材料を
ＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓＰ系結晶としたが、他の化
合物半導体材料例えばＧ ａ Ａ ｓ基板上のＡ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓ 系あるいは、Ｇ ａ Ａ ｓ基板上の
ＩｎＧａＡｓＰ系結晶等であっても本発明の構造は容易
に実現できる。
第４図に実施例の半導体レーザを直接変調し、変調周波
数を変化させた時の発振スペクトルを示す。バイアス電
流より−１，３Ｉｔｈ、変調度１００係である。図に示
すように、多モード発振によるスペクトルの広がりはな
く、隣接の副モードは完全に抑圧されている。
数を変化させた時の発振スペクトルを示す。バイアス電
流より−１，３Ｉｔｈ、変調度１００係である。図に示
すように、多モード発振によるスペクトルの広がりはな
く、隣接の副モードは完全に抑圧されている。
第６図に発振波長の温度特性を示す。発振波長はモード
跳びがなくなめらかに変化しており、安定な単−縦モー
ド発振が得られた。これは従来の複合共振器レーザでは
得られなかった特性である。
跳びがなくなめらかに変化しており、安定な単−縦モー
ド発振が得られた。これは従来の複合共振器レーザでは
得られなかった特性である。
第６図に、光導波路長の異なる素子について測１１ ヘ
ーノ 定した変調電流とチャーピング幅（半値全幅）の関係を
示す。変調周波数は１００石である。同図より明らかな
ように、光導波路長が長い素子はど波長チャーピングの
抑圧に有効であった。また、光導波路長が同じ素子でも
、光導波路端面にＡｕをコーティングして活性領域への
帰還光量を増加した場合には、さらに波長チャーピング
を抑圧することができた。これらの波長チャーピングは
素子の構造パラメータを変えることにより、さらに抑圧
が可能であると考えられる。
ーノ 定した変調電流とチャーピング幅（半値全幅）の関係を
示す。変調周波数は１００石である。同図より明らかな
ように、光導波路長が長い素子はど波長チャーピングの
抑圧に有効であった。また、光導波路長が同じ素子でも
、光導波路端面にＡｕをコーティングして活性領域への
帰還光量を増加した場合には、さらに波長チャーピング
を抑圧することができた。これらの波長チャーピングは
素子の構造パラメータを変えることにより、さらに抑圧
が可能であると考えられる。
本レーザでは、分布反射領域と光導波路領域から活性層
へ帰還を行っているため、従来の複合共振器レーザより
も帰還光量を大きくすることができるため、従来の複合
共振器レーザよりも波長チャーピング抑圧効果は大きい
。
へ帰還を行っているため、従来の複合共振器レーザより
も帰還光量を大きくすることができるため、従来の複合
共振器レーザよりも波長チャーピング抑圧効果は大きい
。
また、スペクトル線幅に関しても、遅延ファイバ５ｋｍ
を用いた遅延自己ヘテロダイン法によって測定した結果
光導波路が長いほど狭くなる傾向を示し、Ａｕ コート
を施すことにより、さらに狭くすることができた。従来
の複合共振器レーザのスペクトル線幅は最小９００ ｋ
Ｈｚであったが、本レーザでは、容易に、２００〜３０
０ｋＨ＋のスペクトル線幅が得られた。
を用いた遅延自己ヘテロダイン法によって測定した結果
光導波路が長いほど狭くなる傾向を示し、Ａｕ コート
を施すことにより、さらに狭くすることができた。従来
の複合共振器レーザのスペクトル線幅は最小９００ ｋ
Ｈｚであったが、本レーザでは、容易に、２００〜３０
０ｋＨ＋のスペクトル線幅が得られた。
次に、出力端面に２．２ｍ長の光ファイバを結合し、フ
ァイバからの反射戻り光による雑音を観測した結果につ
いて説明する。光ファイバの近端側は先球レンズ加工し
、遠端側は垂直端面としだ、光導波路のない素子とある
素子についての相対雑音強度を測定した結果をそれぞれ
第７図ａ、ｂに示す。第７図ａに示すように、光導波路
のない素子では、光ファイバ遠端面捷でのラウンド・ト
リップ周波数４５馬とその高調波に対応する周波数にフ
ァイバ遠端面からの反射戻り光による雑音が観測された
。これに対して光導波路のある本実施例の素子では、第
７図すに示すように反射戻り光による雑音は観測されな
かった。
ァイバからの反射戻り光による雑音を観測した結果につ
いて説明する。光ファイバの近端側は先球レンズ加工し
、遠端側は垂直端面としだ、光導波路のない素子とある
素子についての相対雑音強度を測定した結果をそれぞれ
第７図ａ、ｂに示す。第７図ａに示すように、光導波路
のない素子では、光ファイバ遠端面捷でのラウンド・ト
リップ周波数４５馬とその高調波に対応する周波数にフ
ァイバ遠端面からの反射戻り光による雑音が観測された
。これに対して光導波路のある本実施例の素子では、第
７図すに示すように反射戻り光による雑音は観測されな
かった。
本レーザは、従来の複合共振器レーザで問題となってい
たモードの遷移がなく、波長チャーピング、スペクトル
線幅の抑圧効果もさらに大きくなり、反射戻り光による
雑音も発生しないため、コ１３へ一／ ヒーレント光通信、コヒーレント光計測等に要求される
条件を十分に満足している。
たモードの遷移がなく、波長チャーピング、スペクトル
線幅の抑圧効果もさらに大きくなり、反射戻り光による
雑音も発生しないため、コ１３へ一／ ヒーレント光通信、コヒーレント光計測等に要求される
条件を十分に満足している。
第８図は、本発明の第２の実施例の断面図である。同図
において、ｎ型ＩｎＰ 基板１５上に、ＩｎＧａＡｓＰ
活性層１６．ｐ型ＩｎＰ 層１７．ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層１８．ｐ型ＩｎＰ閉込め層１９を積層した領
域２ｏが活性領域である。一方、基板１５上にグレーテ
ィング２１が形成され、光導波路層１８．閉込め層１９
を積層した領域２２が分布反射領域であり、基板１５上
に光導波路層１８、閉込め層１９を積層した領域２３が
光導波路領域である。光導波路端面２４はへき開面であ
り、活性層１６における発光を反射し得る鏡面となって
いる。
において、ｎ型ＩｎＰ 基板１５上に、ＩｎＧａＡｓＰ
活性層１６．ｐ型ＩｎＰ 層１７．ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層１８．ｐ型ＩｎＰ閉込め層１９を積層した領
域２ｏが活性領域である。一方、基板１５上にグレーテ
ィング２１が形成され、光導波路層１８．閉込め層１９
を積層した領域２２が分布反射領域であり、基板１５上
に光導波路層１８、閉込め層１９を積層した領域２３が
光導波路領域である。光導波路端面２４はへき開面であ
り、活性層１６における発光を反射し得る鏡面となって
いる。
この第２の実施例のレーザでは、活性層１６と光導波路
領域２３の光導波路層１８が、直接結合しているため、
第１の実施例のレーザよりも活性領域２０と光導波路領
域２３の結合効率が高くなるため、端面２４によって再
び活性層１６へ帰還１４ヘーノ に狭くすることができた。
領域２３の光導波路層１８が、直接結合しているため、
第１の実施例のレーザよりも活性領域２０と光導波路領
域２３の結合効率が高くなるため、端面２４によって再
び活性層１６へ帰還１４ヘーノ に狭くすることができた。
本実施例で、活性層を多重量子井戸構造とすれば、さら
に直接変調時の波長チャーピング抑圧することができ、
しきい電流が低くなり、しきい電流値の温度依存性も少
なくなり、低消費電力でより安定なレーザ発振が得られ
る。
に直接変調時の波長チャーピング抑圧することができ、
しきい電流が低くなり、しきい電流値の温度依存性も少
なくなり、低消費電力でより安定なレーザ発振が得られ
る。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明は、活性領域の一方の端
面に分布反射器を集積化したＤＢＲレーザとなっている
と同時に、活性領域の他方の端面に反射機能を有する光
導波路を集積化した複合共振器レーザとなっており、狭
スペクトル線幅で、直接変調時の波長チャーピングを抑
圧した安定な単−縦モード発振を実現し、さらに、反射
戻り光による雑音を抑圧することができる。従って、雑
音低減が要求されるアナログ伝送系、高速デジタル通信
、さらに、コヒーレント光通信、コヒーレント光計測等
幅広い応用が可能である。
面に分布反射器を集積化したＤＢＲレーザとなっている
と同時に、活性領域の他方の端面に反射機能を有する光
導波路を集積化した複合共振器レーザとなっており、狭
スペクトル線幅で、直接変調時の波長チャーピングを抑
圧した安定な単−縦モード発振を実現し、さらに、反射
戻り光による雑音を抑圧することができる。従って、雑
音低減が要求されるアナログ伝送系、高速デジタル通信
、さらに、コヒーレント光通信、コヒーレント光計測等
幅広い応用が可能である。
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの断１６ベー
／ 面図、第２図は、本実施例レーザの波長チャーピング抑
圧度の理論値を示す図、第３図は同レーザのスペクトル
線幅減少量の理論値を示す特性図、第４図は同レーザの
発振スペクトルを示すスペクトル図、第６図は同レーザ
の発振波長の温度特性を示す特性図、第６図は同レーザ
のチャーピング幅の測定結果を示す特性図、第７図は同
レーザおよび従来の半導体レーザの相対雑音強度の比較
測定結果を示す特性図、第８図は本発明の他の実施例の
半導体レーザの断面図である。 １・・・・・・活性領域、２・・・・・・分布反射領域
、３・・・・・・光導波路、４・・・・・・化合物半導
体基板、６・・・・・・グレーティング、６・・・・・
・光導波路層、７・・・・・・分離層、８・・・・・活
性層、９・・・・・・閉込め層、１０，１１．１２・・
・・・・共振器端面、１３．１４・・・・・・出射光。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（Ｎ
〈ミイ 第３図 第 ５ 図 フラン）逼ム（’Ｃ） 第 ６ ンｊ 変益ノｒ謬、？□Ａ−−＋ 第７図 （α） ノｔＴ ５３１Ｅ ｔ Ｇｈｚ ） ７′７尺 ｋ−ノＪε（、Ｈｌｐｐ、ｐ）有 用抜教（（ｄｏｔ）
／ 面図、第２図は、本実施例レーザの波長チャーピング抑
圧度の理論値を示す図、第３図は同レーザのスペクトル
線幅減少量の理論値を示す特性図、第４図は同レーザの
発振スペクトルを示すスペクトル図、第６図は同レーザ
の発振波長の温度特性を示す特性図、第６図は同レーザ
のチャーピング幅の測定結果を示す特性図、第７図は同
レーザおよび従来の半導体レーザの相対雑音強度の比較
測定結果を示す特性図、第８図は本発明の他の実施例の
半導体レーザの断面図である。 １・・・・・・活性領域、２・・・・・・分布反射領域
、３・・・・・・光導波路、４・・・・・・化合物半導
体基板、６・・・・・・グレーティング、６・・・・・
・光導波路層、７・・・・・・分離層、８・・・・・活
性層、９・・・・・・閉込め層、１０，１１．１２・・
・・・・共振器端面、１３．１４・・・・・・出射光。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（Ｎ
〈ミイ 第３図 第 ５ 図 フラン）逼ム（’Ｃ） 第 ６ ンｊ 変益ノｒ謬、？□Ａ−−＋ 第７図 （α） ノｔＴ ５３１Ｅ ｔ Ｇｈｚ ） ７′７尺 ｋ−ノＪε（、Ｈｌｐｐ、ｐ）有 用抜教（（ｄｏｔ）
Claims (2)
- （１）化合物半導体基板と、前記基板上に部分的に形成
された少なくとも活性層および閉込め層を含む活性領域
と、前記活性領域の一方の端面に近接して前記基板上に
形成された前記活性領域からの第１の出射光を導波し得
る光導波路と、前記第１の出射光を波長を選択して反射
し得るグレーティングとを有する分布反射領域と、前記
活性領域の他方の端面に近接して前記基板上に形成され
た前記活性領域からの第２の出射光を導波し得る光導波
路と、前記光導波路の前記活性領域に対し遠い端面に、
前記第２の出射光を反射し、共振器面として形成された
反射体とを有する半導体レーザ。 - （２）半導体レーザの活性層を多重量子井戸構造とした
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23013285A JPS6289388A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23013285A JPS6289388A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289388A true JPS6289388A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16903078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23013285A Pending JPS6289388A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289388A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631354A1 (en) * | 1993-06-28 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| EP0645654A1 (fr) * | 1993-09-24 | 1995-03-29 | France Telecom | Procédé de réalisation d'une structure intégrée monolithique incorporant des composants opto-électroniques et structure ainsi réalisée |
| WO2022153529A1 (ja) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザおよびその設計方法 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP23013285A patent/JPS6289388A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631354A1 (en) * | 1993-06-28 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| US5444730A (en) * | 1993-06-28 | 1995-08-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Single-wavelength semiconductor laser |
| EP0645654A1 (fr) * | 1993-09-24 | 1995-03-29 | France Telecom | Procédé de réalisation d'une structure intégrée monolithique incorporant des composants opto-électroniques et structure ainsi réalisée |
| FR2710455A1 (fr) * | 1993-09-24 | 1995-03-31 | Ghirardi Frederic | Procédé de réalisation d'une structure intégrée monolithique incorporant des composants opto-électroniques et structure ainsi réalisée. |
| EP0967503A1 (fr) * | 1993-09-24 | 1999-12-29 | France Telecom | Procédé de réalisation d'une structure integrée monolithique incorporant des composants opto-électroniques et structures ainsi réalisée |
| WO2022153529A1 (ja) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザおよびその設計方法 |
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