JPS63164387A - 半導体レ−ザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光通信用光源、特に広帯域伝送用の縦モード
制御型半導体レーザに関する。更に言えば、内部反射干
渉型縦モード制御型半導体レーザの改良に関するもので
ある。

従来の技術 近年、光通信技術の向上に伴い伝送の広帯域化が計られ
ている。しかしながら従来の半導体レーザ、特に１．３
μｍの波長帯のレーザでは発振縦モードが多モード発振
であシたとえファイバー〇〇分散の波長帯で使用しても
ギガビット／秒のオーダの容量の通信では、その品質の
劣化が指適され単−縦モード発振のレーザが要求されて
いた。このために分布帰還型（ＤＦＢ）、分布ブラック
反射型（ＤＢＲ）、などの構造が検討されてきた。

これらの構造を用いた半導体レーザは、功妙に作成する
ことにより極めてよい特性の得られることが実証されて
いる。

しかしながらその作成は実際には決して容易なものでは
ない。すなわち、ＤＦＢ　、ＤＢＨにおいては、大きな
装置と靜浄な環境の下で周期が約２０ｏＯ人という微細
な回折格子を半導体ウェーハ上に作成し、かつ高温下で
もこれをそこなうことなくこの基板上に結晶成長を行な
わねばならない困難がある。このため他にも単−縦モー
ド発振を得るための種々の試みが行なわれている。内部
反射干渉型（ＩＲＩ）レーザは、これらの中でも比較的
作成が容易であシ、良好な特性が得られる１９８６があ
る。第４図にその構造図の一例を示し、これに従ってそ
の動作原理を簡単に説明する。

第４図ａはＩＲＩレーザの端面を示した図であるがこれ
は従来の半導体レーザと相違ない。４１は活性領域、４
２はｎ型クラッド層、４３はｐ型クラッド層、４は電流
狭窄用逆接合、４５はキャップ層、４１０は基板、４１
１はバッフ１層、４６はｐ型電極、４７はｎ型電極であ
る。ＩＲＩレーザの特徴は横方向からの活性領域を含む
断面図（同図ｂ）に示される。４８は活性領域１を２つ
に分ける区分部である。区分部は活性領域に対し僅かに
屈折率の異なる物質で作成され、内部反射面４９を活性
領域１に付与する。電極４６　、４７に通電することに
より通常の端面反射による発振モードの上に、内部反射
面４９に起因する内部反射干渉の結果、更に波長周期の
大きな発振モードが重畳される。このため発振主波長の
選択性が高められて縦モード単一性の高い発振が得られ
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のＩＲＩレーザにおいては区分部形成
を化学エツチングにより行うため、その作成は比較的容
易とは言いながら区分部の幅の制御（発振の低しきい値
化のためには区分部８の幅は１μｍ程度にしなければな
らない）が困難であった。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決し、更に一
層作成の容易な構造を持つＩＲＩレーザを与えることを
目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、活性層導波路の導波方向に対して区分部に相
当する位置において軸をわずかにずらすことで区分部を
設けたのと同様の効果を与えるものである。すなわち通
常の屈折率導波型レーザでは、活性層は、これより屈折
率の小さな狭窄層にとシかこまれている。したがって活
性層、導波路の光導波方向の軸を区分部に相当する位置
でずらせば導波路の一部に狭窄層があられれることにな
り区分部と同様に導波光の一部は反射される。

作用 反射光は、全体の共振モードを変調し実効的な端面反射
率は、正弦的な値となりこのピークと。

ゲインピークの一致したところで発振主波長が決まり単
一モード発振に至る。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の実施例におけるＩＲＩレーザの
共振器端面及び活性層直上部の断面図である。

第１図乙において、まず、基板１ｏの上に緩衝層１１、
ｐ型ＩｎＰ４ム、ｎ型ＩｎＰａＢ及びｎ−ＩｎＧａＡＳ
Ｐ　４Ｇを成長させ、ホトリソグラフィの手段により幅
約２μｍの溝を形成させる。ここまでは通常のレーザを
全く同様の工程である。本レーザの特徴は、溝形成の際
のホトリソグラフィの工程においてホトマスクが第２図
のようになっていることである。第２図においてストラ
イプ２１は、レーザの活性領域のための幅約２μｍの溝
を形成するだめの線であシ！は、チップ１個分に相当す
る長さであり本実施例では約２００μｍとなっている。

ストライプ２１は、！を１４０μｍ及び６０μｍに区分
する位置で中心から約０．２６μ（ｏｌｌ）方向へずれ
るようになっている。尚、マーカ２２は、襞間の際の目
印となるものであってこのマーカに沿って襞間すると、
共振器長が２００μｍでかつ区分部が所定の位置にある
チップを得ることができる。第１図すは、本レーザの溝
中の活性層１の様子を上部よりみたものであり、導波光
はエツジ８及び９によって一部反射され干渉のための光
を全導波光に対して与える。このような構造では、従来
のように活性層を区分部によって分断することがなく、
極めて低しきい値電流で発振しかつ高い単−縦モード動
作が可能となりた。本実施例においては、ウェーハ中の
１００チツプの平均しきい電流は、約３０１１１人であ
る。また発振主波長に対する隣接モードの強度比は、約
２０（ｉＢ〜４０（ｉｎであり、極めて良好な単−縦モ
ード発振を示した。

第３図は本発明の第２の実施例を示したものである。す
なわち構造は、第１図に示した実施例と同様であるが、
第１の実施例においては、エツジ部が導波方向に対して
垂直であるのに対し本実施例では導波方向に対して約１
３ｇの角度となるようにマスクを設計した。この場合も
中心軸からのずれ量は導波路と直角方向へ約０．２６μ
ｍである。

本実施例においては、さらに強い干渉効果がみられ、良
好な単−縦モードレーザが得られた。

尚、以上の実施例社溝形成後活性層、クラッド層を埋め
込む、いわゆるＢＣ（Ｂｕｒｒｉ、ｅｄ　Ｃｒｅｓｃｅ
ｎｔ：型レーザについて述べたが、第１の成長によって
活性層を成長しこれを幅２μｍ程度にメサエッチング後
、電流狭窄層を埋め込む、いわゆるＢＥ（Ｂｕｒｒｉｅ
ｄ　Ｃｒｅｓｃｅｎｔ　）型レーザにおイテも同様の効
果が得られる。

発明の効果 活性層の一部を中心軸よりわずかにずらすことによって
極めて良好な単−縦モードレーザが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの構他の実施
例の半導体レーザの構成図、第４図は従来例の半導体レ
ーザの構成図である。 １０・・・・・・ＩｎＰ基板、１１・・・・・・緩衝層
、４人・・・・・・ｐ−ＩｎＰ、　　４Ｂ・−−−−・
ｎ−４ｎＰ、ａｃ−−−−−−ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ、　
１・・・・・・活性層、２・・・・・・ｎ型クラッド層
、３・・・・・・ｐ型クラッド層、６・・・・・・キャ
ップ層、６．７・・・・・・電極、８．９・旧・・エツ
ジ、２１・旧・・ホトマスクのストライプ、２２・旧・
・襞間のためのマーカ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓！
図 第２ｒＩ！Ｊ ２／スｔライブ。 第３図 第４図 Ｖ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性層をこれより屈折率の小さい結晶で埋め込ん
   だ屈折率導波型であって、前記活性層の一部を光導波方
   向の中心軸よりずらし、導波路内の導波方向に対して前
   記埋込層の一部を露出させたエッジ部分をもつことを特
   徴とする半導体レーザ。
2. （２）活性層導波路部に設けられたエッジ部分が導波方
   向に対して約１３５°であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の半導体レーザ。