JPS63278290A - 半導体レ−ザおよびその使用方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその使用方法Info
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- JPS63278290A JPS63278290A JP11292187A JP11292187A JPS63278290A JP S63278290 A JPS63278290 A JP S63278290A JP 11292187 A JP11292187 A JP 11292187A JP 11292187 A JP11292187 A JP 11292187A JP S63278290 A JPS63278290 A JP S63278290A
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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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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】
〔産業上の利用分腎］
この発明は、例えば光通信等で使用する複数の波長で発
光する半導体レーザおよびその使用方法に関するもので
ある。
光する半導体レーザおよびその使用方法に関するもので
ある。
第８図は、例えばＥ １ｅｅｔｒｏｎ、 Ｌ ｅｔｔ、
、ｖｏｌ、１８．Ｎ。
、ｖｏｌ、１８．Ｎ。
１、 ｐ、 １８ （１９８２）に示された従来の多波
長発振型の半導体レーザの構造を示す断面図である。
長発振型の半導体レーザの構造を示す断面図である。
この図において、１はｎ −１ｎ Ｐからなる基板、２
はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、３ばＧａ、ＩＩ ｎ
、−、、Ａ ｓｙ、Ｐ Ｉ−ｙｌからなる活性層、４（
よｎ −Ｉ ｎＰからなるクラッド層、５はＧ ｎｘ２
１ ｎｘ−Ｘ２ Ａ、 ５ｙｚＰ＋−ｙｚからなる活性
層、６はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、７はＺｎ拡散
ｐ４領域、８は絶縁膜、９はｎ−電極、１０ａ、１０ｂ
ばｐ−電極、ａ、 ｂは発光部である。
はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、３ばＧａ、ＩＩ ｎ
、−、、Ａ ｓｙ、Ｐ Ｉ−ｙｌからなる活性層、４（
よｎ −Ｉ ｎＰからなるクラッド層、５はＧ ｎｘ２
１ ｎｘ−Ｘ２ Ａ、 ５ｙｚＰ＋−ｙｚからなる活性
層、６はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、７はＺｎ拡散
ｐ４領域、８は絶縁膜、９はｎ−電極、１０ａ、１０ｂ
ばｐ−電極、ａ、 ｂは発光部である。
次にこの半導体レーザの製造工程について説明する。
まず、ｎ−１ｎＰからなる基板１に、クラッド層２とな
るｎ−ＩｎＰ層、活性層３となるＧ ａｘｔ Ｉ ｎ５
−ｘｘＡ Ｓｙ ｊＰ Ｉ−ｙ ＋層、クラッド層４と
なるｎ−１ｎＰ層。
るｎ−ＩｎＰ層、活性層３となるＧ ａｘｔ Ｉ ｎ５
−ｘｘＡ Ｓｙ ｊＰ Ｉ−ｙ ＋層、クラッド層４と
なるｎ−１ｎＰ層。
活性層５となるＧ ｎｘ２１． ｎｘ−Ｘ２Ａｓｙ２Ｐ
ｔ−ｙｚＪ！ ｙさらにクラッド層６となるｎ−Ｉｎ
Ｐ層を成長させる。
ｔ−ｙｚＪ！ ｙさらにクラッド層６となるｎ−Ｉｎ
Ｐ層を成長させる。
次に、その一部をクラッド層４となるｎ−ＩｎＰ層まで
エツチングを行った後、エツチングを行った部分と行オ
）ない部分に、それぞれクラッドＮ２となるｎ−ＩｎＰ
［、およびクラ・ンド層４となるｎ−−：ＩｎＰ層まで
達するようにＺｎを熱拡散させ、Ｚｎ拡散ｐ＋領域７を
形成する。
エツチングを行った後、エツチングを行った部分と行オ
）ない部分に、それぞれクラッドＮ２となるｎ−ＩｎＰ
［、およびクラ・ンド層４となるｎ−−：ＩｎＰ層まで
達するようにＺｎを熱拡散させ、Ｚｎ拡散ｐ＋領域７を
形成する。
次に、表面に絶縁膜８を形成し、それぞれの拡散部表面
に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極１０ａ、
１０ｂを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形
成することに」：す、第６図に示した半導体レーザが得
られる。
に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極１０ａ、
１０ｂを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形
成することに」：す、第６図に示した半導体レーザが得
られる。
次に動作について説明する。
ｐ−電極１０ａがプラス、ｎ−電極９がマイナスになる
ように電圧を印加して電流を注入すると、Ｇ ＩＬｖｌ
、 ｌ ｎ、−、ＢＡ ｓｙｌ ｉ：） １−ｙｌから
なる活性Ｈ３のＺｎ拡散ｐ＋領域７による接合部分（発
光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作られた
反射面（共振器）内でレーザ発振が起こり、レーザ光が
紙面と垂直な方向に取り出される。。
ように電圧を印加して電流を注入すると、Ｇ ＩＬｖｌ
、 ｌ ｎ、−、ＢＡ ｓｙｌ ｉ：） １−ｙｌから
なる活性Ｈ３のＺｎ拡散ｐ＋領域７による接合部分（発
光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作られた
反射面（共振器）内でレーザ発振が起こり、レーザ光が
紙面と垂直な方向に取り出される。。
同様にｐ−電極１０ｂがプラス、ｎ−電極９がマイナス
になるように電圧を印加して電流を注入すると、 Ｇ
ａｘｚ Ｉ ｎｌ−Ｘ２ＡＳＹ２Ｐ Ｌ−Ｙ２からなる
活性層５のＺｎ拡散ｐ＋領域７（こよろ接合部分（発光
部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂直な方向に取り出
される。
になるように電圧を印加して電流を注入すると、 Ｇ
ａｘｚ Ｉ ｎｌ−Ｘ２ＡＳＹ２Ｐ Ｌ−Ｙ２からなる
活性層５のＺｎ拡散ｐ＋領域７（こよろ接合部分（発光
部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂直な方向に取り出
される。
この半導体レーザでは、活性層３と活性層５の組成が違
うため、それぞれ異なった波長でレーザ発振する。した
がって、１個の半導体レーザデツプで２つの波長のレー
ザ光が得られる。）〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来の半導体レーザは、２つの波長のレー
ザ光の発光部ａ、ｂの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるためにＹ字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
うため、それぞれ異なった波長でレーザ発振する。した
がって、１個の半導体レーザデツプで２つの波長のレー
ザ光が得られる。）〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来の半導体レーザは、２つの波長のレー
ザ光の発光部ａ、ｂの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるためにＹ字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、外部の光ファイバ等との結合が賽易であり、いず
れの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長発
振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを目
的とする。
ので、外部の光ファイバ等との結合が賽易であり、いず
れの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長発
振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 ′この発明に係る
半導体レーザは、単一共振器内におけるレーザ光の伝搬
方向の同一光路上に配置されたエネルギー準位の構造の
異なる複数個の量子井戸活性層と、共振器の少なくとも
一方の反射器と１ノでの回折格子とを備えるとともに、
量子井戸活性層および回折格子のそれぞれに独立に電流
の注入が１）能な電極構成としたものであろ１゜また、
この発明に係る半導体レーザの使用方法は、単一共振器
内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に配置され
たエネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性
層と、共振器の少なくとも一方の反射器としての回折格
子とを備えるとともに、量子井戸活性層および回折格子
のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした
半導体レーザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、レ
ーザ発振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、
外部から共振器の一端面を介して光を入射結合させ、回
折格子のブラッグ反射条件を満たす波長のレーザ光を出
射させるものである。
半導体レーザは、単一共振器内におけるレーザ光の伝搬
方向の同一光路上に配置されたエネルギー準位の構造の
異なる複数個の量子井戸活性層と、共振器の少なくとも
一方の反射器と１ノでの回折格子とを備えるとともに、
量子井戸活性層および回折格子のそれぞれに独立に電流
の注入が１）能な電極構成としたものであろ１゜また、
この発明に係る半導体レーザの使用方法は、単一共振器
内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に配置され
たエネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性
層と、共振器の少なくとも一方の反射器としての回折格
子とを備えるとともに、量子井戸活性層および回折格子
のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした
半導体レーザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、レ
ーザ発振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、
外部から共振器の一端面を介して光を入射結合させ、回
折格子のブラッグ反射条件を満たす波長のレーザ光を出
射させるものである。
この発明の半導体レーザにおいては、電流を注入すると
量子井戸活性層毎に固有の波長で発光１７、回折格子の
ブラッグ反射条件を満たす波長の光のみでレーザ発振す
るが、回折格子に注入する電流量を変化させると、屈折
率の変化に伴ってブラッグ反射条件も変化し、異なった
波長でレーザ発振する。
量子井戸活性層毎に固有の波長で発光１７、回折格子の
ブラッグ反射条件を満たす波長の光のみでレーザ発振す
るが、回折格子に注入する電流量を変化させると、屈折
率の変化に伴ってブラッグ反射条件も変化し、異なった
波長でレーザ発振する。
また、乙の発明の半導体レーザの使用方法においては、
共振器の一端面を介して入射結合させる光のうち、回折
格子のブラッグ反射条件を満たす波長の光のみがレーザ
光として出射される。
共振器の一端面を介して入射結合させる光のうち、回折
格子のブラッグ反射条件を満たす波長の光のみがレーザ
光として出射される。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例の構造を示
す共振器方向の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１
図のＡ−Ａ’部およびＢ−Ｂ’部におけるエネルギーバ
ンド構造図である。
す共振器方向の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１
図のＡ−Ａ’部およびＢ−Ｂ’部におけるエネルギーバ
ンド構造図である。
これらの図において、１）はｎ ＋−Ｇ ａ Ａ ｓか
らなる基板、１２はｎ−Ａ ｌ ｖＧａｌ−ｚＡ、 Ｓ
からなるクラッド層、１３はｎ−Ａ ｌ ｙＧ ａ、−
、、Ａ ｓからなる光導波路層、１４ａ、１４ｂはＡ
ｌ ｘＧ ａｌ−ｘＡ、 ｓからなる量子井戸活性層で
、それぞれの厚さはＬ ２１） Ｌ、□どなっている（
Ｌ７１〈Ｌ２□）。１５はｐ −Ａ １ ｙＧ ａｔ−
ｙＡ、 ｓからなる先導波路層、１６はｐ −Ａ ｌ
ｚＧ ＋１ｌ−ｖＡｓからなるクラッド層、１７はｐ”
−ＧａＡｓからなるコンタクト層、１８は回折格子、１
９はｎ−電極、２０ａ、２０ｂはｐ−電極、２１は価電
子帯、２２は伝導帯である。
らなる基板、１２はｎ−Ａ ｌ ｖＧａｌ−ｚＡ、 Ｓ
からなるクラッド層、１３はｎ−Ａ ｌ ｙＧ ａ、−
、、Ａ ｓからなる光導波路層、１４ａ、１４ｂはＡ
ｌ ｘＧ ａｌ−ｘＡ、 ｓからなる量子井戸活性層で
、それぞれの厚さはＬ ２１） Ｌ、□どなっている（
Ｌ７１〈Ｌ２□）。１５はｐ −Ａ １ ｙＧ ａｔ−
ｙＡ、 ｓからなる先導波路層、１６はｐ −Ａ ｌ
ｚＧ ＋１ｌ−ｖＡｓからなるクラッド層、１７はｐ”
−ＧａＡｓからなるコンタクト層、１８は回折格子、１
９はｎ−電極、２０ａ、２０ｂはｐ−電極、２１は価電
子帯、２２は伝導帯である。
次に動作原理について説明する。
薄い半導体層を禁制帯幅の大きい半導体バリア層で挾ん
だ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテン
シャルの井戸を形成１ツ、この井戸に閉じ込められた電
子・（ま、ｈ ＋、；を止孔Ｑ）の固有エネルギーＥｎ
（伝導帯の底から測った場合）はＳ ｅｈｒＯｄｉｎｇ
ｅｒ方程式より Ｅｎ−−４〜（二’−） ｎ ” ｎ ＝ １．２．
３．− （１）２ｍｅ Ｌ。
だ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテン
シャルの井戸を形成１ツ、この井戸に閉じ込められた電
子・（ま、ｈ ＋、；を止孔Ｑ）の固有エネルギーＥｎ
（伝導帯の底から測った場合）はＳ ｅｈｒＯｄｉｎｇ
ｅｒ方程式より Ｅｎ−−４〜（二’−） ｎ ” ｎ ＝ １．２．
３．− （１）２ｍｅ Ｌ。
となり、離散的なエネルギー準位を形成する。ここで、
Ｍ＊′Ｔは電子の有効質量２本はブランク定数りを２π
で割ったもの（いわゆるディラックのｈ）。
Ｍ＊′Ｔは電子の有効質量２本はブランク定数りを２π
で割ったもの（いわゆるディラックのｈ）。
Ｌ２は量子井戸層の厚さである、。
乙のように電子は量子化されたエネルギーＥｌｌを持ち
、その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク
結晶では破線で示すような放物線型で＼−！ あったものが、量子井戸中では実線で示すように階段型
となる。
、その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク
結晶では破線で示すような放物線型で＼−！ あったものが、量子井戸中では実線で示すように階段型
となる。
したがって、量子井戸層を活性層とし、両側を禁制帯幅
の大きいｐ型半導体層、ｎ型半導体層とすると、キャリ
ア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ、量
子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザな構
成する乙とができる。
の大きいｐ型半導体層、ｎ型半導体層とすると、キャリ
ア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ、量
子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザな構
成する乙とができる。
このようにして構成された量子井戸型の半導体レーザの
、ｎ−１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、そ
の活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれば、
伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振する
通常のダブルヘテＵ接合型半導体レーザに比べて大きく
、より短波長で発振する。
、ｎ−１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、そ
の活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれば、
伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振する
通常のダブルヘテＵ接合型半導体レーザに比べて大きく
、より短波長で発振する。
また、量子井戸型の半導体レーザでは、エネルギー準位
が離散的であるため、そのスペクトル線幅も狭く難色性
の良いし＝ザ光が得られろ。
が離散的であるため、そのスペクトル線幅も狭く難色性
の良いし＝ザ光が得られろ。
また、第（１）式から明らかなように、同じ組成。
材料で作られていても、量子井戸層の厚さを、例えば第
５図（ａ）、（ｂ）に示すようにＬｚｔ）Ｌｚｚと変え
ることにより、エネルギー準位を変えることができ、発
光波長を変えることができる。そこで、共振器内のレー
ザ光の伝搬方向の同一光路上に活性層として厚さを変え
た量子井戸層を設ければ、それぞれの活性層のエネルギ
ー準位に応した発光が起こる、。
５図（ａ）、（ｂ）に示すようにＬｚｔ）Ｌｚｚと変え
ることにより、エネルギー準位を変えることができ、発
光波長を変えることができる。そこで、共振器内のレー
ザ光の伝搬方向の同一光路上に活性層として厚さを変え
た量子井戸層を設ければ、それぞれの活性層のエネルギ
ー準位に応した発光が起こる、。
次に、この発明の半導体レーザの動作について第１図を
用いて説明する。
用いて説明する。
量子井戸活性層１４ａ、１４ｂは同じ組成材料のＡ Ｒ
ｘＧ ａｌ−ｘＡ ｓで作られているが、厚さが異なっ
ているため、量子井戸活性層１４ａと量子井戸活性層１
４ｂでζま、第（１）式から明らかなように、離散的な
エネルギー準位も変化し、厚さが大きい量子井戸活性層
１４ｂの方で伝導＊２２の底から測ったエネルギーが小
さくなっている。
ｘＧ ａｌ−ｘＡ ｓで作られているが、厚さが異なっ
ているため、量子井戸活性層１４ａと量子井戸活性層１
４ｂでζま、第（１）式から明らかなように、離散的な
エネルギー準位も変化し、厚さが大きい量子井戸活性層
１４ｂの方で伝導＊２２の底から測ったエネルギーが小
さくなっている。
したがって、量子井戸活性層１４ａ、１４ｂの厚さり、
、、Ｌア２の値を適当に（１−２１＜ Ｉ−ｚ２）設計
すると、量子井戸活性層１４ｂのｎ ＝ １とｎ−２の
エネルギー準位の間に量子井戸活性層１４ａのｎ ＝
１のエネルギー準位を設定することができる。
、、Ｌア２の値を適当に（１−２１＜ Ｉ−ｚ２）設計
すると、量子井戸活性層１４ｂのｎ ＝ １とｎ−２の
エネルギー準位の間に量子井戸活性層１４ａのｎ ＝
１のエネルギー準位を設定することができる。
このようなエネルギー準位を持つ量子井戸活性層１４ａ
、１４ｂが１つの共振器内で継続配置された半導体レー
ザでは、これらのエネルギー準位間で異なるエネルギー
差を持つため、いくつかの波長で発光させることが可能
であり、なんらかの波長を選択する機能があれば、これ
らのうちの特定のエネルギー準位間に対応する波長でレ
ーザ発振を起こさせることができる。
、１４ｂが１つの共振器内で継続配置された半導体レー
ザでは、これらのエネルギー準位間で異なるエネルギー
差を持つため、いくつかの波長で発光させることが可能
であり、なんらかの波長を選択する機能があれば、これ
らのうちの特定のエネルギー準位間に対応する波長でレ
ーザ発振を起こさせることができる。
この発明の半導体レーザは、第１図に示したように、共
振器の一方の反射器として、ｎ Ａ ｌ ｙＧａｐ−
ｙＡｓからなる光導波路層１３と、ｎ−Ａ１２Ｇａ＋−
ｚＡ−ｓからなるクラッド層１２の界面の一部に共振器
の一方の反射器と１ノでの回折格子１８が設けられてい
るため、乙の回折格子１８のブラッグ反射条件を満たす
波長に対応する特定のエネルギー準位の光で１．・−ザ
発振する（なお、もう一方の共振器の反射器は何間等で
形成されている。第１図では左側の側面の部分である。
振器の一方の反射器として、ｎ Ａ ｌ ｙＧａｐ−
ｙＡｓからなる光導波路層１３と、ｎ−Ａ１２Ｇａ＋−
ｚＡ−ｓからなるクラッド層１２の界面の一部に共振器
の一方の反射器と１ノでの回折格子１８が設けられてい
るため、乙の回折格子１８のブラッグ反射条件を満たす
波長に対応する特定のエネルギー準位の光で１．・−ザ
発振する（なお、もう一方の共振器の反射器は何間等で
形成されている。第１図では左側の側面の部分である。
）。
そして、乙の回折格子１８にｐ−電極２０ｂとｎ−電極
１９間で電流を注入すると、注入キャリア数（電流量）
に応じて先導波路層１３，１５の屈折率が変わることに
より、光にとっては実効的に回折格子１８の周期長が変
わることになる。
１９間で電流を注入すると、注入キャリア数（電流量）
に応じて先導波路層１３，１５の屈折率が変わることに
より、光にとっては実効的に回折格子１８の周期長が変
わることになる。
すなわち、量子井戸活性層１４ａ、１４ｂにｐ−電極２
０ａとｎ−電極１９間で電流を注入すると前述したよう
に量子井戸活性層１４ａ、１４ｂがもつエネルギー準位
のうち、回折格子１８のブラッグ反射条件を満たす波長
に相当する特定のエネルギー準位の光でレーザ発振が生
じるが、回折格子１８への注入電流を変えることによっ
て異なったエネルギー準位でレーザ発振を起こさせるこ
とができ、それぞれのエネルギー準位に相当する異なっ
た波長のレーザ光を得ることができる。
０ａとｎ−電極１９間で電流を注入すると前述したよう
に量子井戸活性層１４ａ、１４ｂがもつエネルギー準位
のうち、回折格子１８のブラッグ反射条件を満たす波長
に相当する特定のエネルギー準位の光でレーザ発振が生
じるが、回折格子１８への注入電流を変えることによっ
て異なったエネルギー準位でレーザ発振を起こさせるこ
とができ、それぞれのエネルギー準位に相当する異なっ
た波長のレーザ光を得ることができる。
なお、上記実施例ではｐ−電極２０ａｌｅ量子井戸活性
層１４ａ、１４ｂに対して共通に構成したが、第６図の
実施例に示すように、量子井戸活性層１４ａ、１４ｂに
対して独立にｐ−電極２０ａ、。
層１４ａ、１４ｂに対して共通に構成したが、第６図の
実施例に示すように、量子井戸活性層１４ａ、１４ｂに
対して独立にｐ−電極２０ａ、。
２０１□を設け、必要に応じて量子井戸活性層１４ａ、
１４ｂのいずれかに電流注入を行うようにしてもよい１
、 また、上記実施例では量子井戸間のエネルギー準位を変
えろために量子井戸層の厚みを変えた場合について説明
したが、第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、量子井戸
層の厚みを変えずに（Ｌｚ１＝Ｌ２□）、例えばＡＩＸ
ＧＩＬ□−Ｘ Ａ ｓにおける組成比Ｘを変えた量子井
戸活性層２３ａ、２３ｂを用いても同様の効果を奏する
。
１４ｂのいずれかに電流注入を行うようにしてもよい１
、 また、上記実施例では量子井戸間のエネルギー準位を変
えろために量子井戸層の厚みを変えた場合について説明
したが、第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、量子井戸
層の厚みを変えずに（Ｌｚ１＝Ｌ２□）、例えばＡＩＸ
ＧＩＬ□−Ｘ Ａ ｓにおける組成比Ｘを変えた量子井
戸活性層２３ａ、２３ｂを用いても同様の効果を奏する
。
また、上記実施例では異なるエネルギー準位をもつ量子
井戸活性［１４ａ、１４ｂまたは２３ａ。
井戸活性［１４ａ、１４ｂまたは２３ａ。
２３ｂの数が２つの場合について説明１７たが、乙の発
明はこれに限定されるものでなく、異なるエネルギー準
位をもつ量子井戸活性層を３つ以ヒ設けてもよいほか、
量子井戸の厚さの異なるものと材料組成の異なるものと
をそれぞれ組み合せてもよい。
明はこれに限定されるものでなく、異なるエネルギー準
位をもつ量子井戸活性層を３つ以ヒ設けてもよいほか、
量子井戸の厚さの異なるものと材料組成の異なるものと
をそれぞれ組み合せてもよい。
また、上記実施例ではＧａＡ、ｓ系の半導体レーザにつ
いて説明１７なが、■ｎＰ系や他の材料系のものについ
ても同様であることはいうまでもない。
いて説明１７なが、■ｎＰ系や他の材料系のものについ
ても同様であることはいうまでもない。
また、この発明の半導体レーザの特殊な使用方法として
、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸（］３） 活性層１４ａ、１４ｂの少なくとも一方、あるいは量子
井戸活性層２３ａ、２３ｂの少なくとも一方に、レーザ
発振を起こすしきい値近傍まで順バイアスしておき、共
振器端面を複数の波長の混った光を外部から入射結合さ
せれば、ブラ・ソゲ反射条件を満たす特定の波長の光の
みを麿択的に増幅し゛（レーザ光として取り出すことが
可能であり、このように使用する乙とによって光による
スイッチング、直接的な増幅等を行うことができる。
、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸（］３） 活性層１４ａ、１４ｂの少なくとも一方、あるいは量子
井戸活性層２３ａ、２３ｂの少なくとも一方に、レーザ
発振を起こすしきい値近傍まで順バイアスしておき、共
振器端面を複数の波長の混った光を外部から入射結合さ
せれば、ブラ・ソゲ反射条件を満たす特定の波長の光の
みを麿択的に増幅し゛（レーザ光として取り出すことが
可能であり、このように使用する乙とによって光による
スイッチング、直接的な増幅等を行うことができる。
［発明の効果］
この発明の半導体レーザは以上説明したとおり、単一共
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に配置
されたエネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸
活性層と、共振器の少なくとも一方の反射器としての回
折格子とを備えるとともに、量子井戸活性層および回折
格子のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成と
したので、回折格子に注入ずろ電流量を制御するだけで
、波長の異なるレーザ光を１個の半導体１．・−ザの１
点から得ろことができ、安価で精度Ｊ：＜外部の光ファ
イバ等に接続できるという効果がある。
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に配置
されたエネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸
活性層と、共振器の少なくとも一方の反射器としての回
折格子とを備えるとともに、量子井戸活性層および回折
格子のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成と
したので、回折格子に注入ずろ電流量を制御するだけで
、波長の異なるレーザ光を１個の半導体１．・−ザの１
点から得ろことができ、安価で精度Ｊ：＜外部の光ファ
イバ等に接続できるという効果がある。
また、この発明の半導体レーザの使用方法は以−Ｆ説明
したとおり、単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向
の同一光路上に配置されたエネルギー準位の構造の異な
る複数個の量子井戸活性層と、共振器の少なくとも一方
の反射器としての回折格子とを備えるとともに、量子井
戸活性層および回折格子のそれぞれに独立に電流の注入
が可能な電極構成とした半導体レーザの量子井戸活性層
の少なくとも１つに、レーザ発振が起こるし２きい値未
満の電流を注入しておき、外部から共振器の一端面を介
して光を入射結合させ、回折格子のブシッグ反射条件を
満たす波長のレーザ光を出射させるので、・多波長発振
型の半導体レーザの光によるスイッチングが可能になる
ほか、光増幅器、センサ等として広い範囲に応用するこ
とができるという効果がある。
したとおり、単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向
の同一光路上に配置されたエネルギー準位の構造の異な
る複数個の量子井戸活性層と、共振器の少なくとも一方
の反射器としての回折格子とを備えるとともに、量子井
戸活性層および回折格子のそれぞれに独立に電流の注入
が可能な電極構成とした半導体レーザの量子井戸活性層
の少なくとも１つに、レーザ発振が起こるし２きい値未
満の電流を注入しておき、外部から共振器の一端面を介
して光を入射結合させ、回折格子のブシッグ反射条件を
満たす波長のレーザ光を出射させるので、・多波長発振
型の半導体レーザの光によるスイッチングが可能になる
ほか、光増幅器、センサ等として広い範囲に応用するこ
とができるという効果がある。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例の構造を示
す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示した半導
体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための図、
第３図は量子井戸構造を説明するための図、第４図は量
子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す図、第
５図は量子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係を説明
するための図、第６図はこの発明の半導体し・−ザの他
の実施例の構成を示す共振器方向の断面図、第７図；ま
量子井戸層の組成、材料とエネルギー準位の関係を説明
するための図、第８図は従来の多波長発振型の半導体レ
ーザの構造を示す図である。 図において、１）は基板、１２．１６＋まクラッド層、
１３，１５は先導波路層、１４ａ、１４ｂ。 ２３ａ、２３ｂは量子井戸活性層、１８は回折格子、１
９はｎ−電極、２０ａ、２０ｂはｐ ７！極、２１は
価電子帯、２２は伝導帯である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示した半導
体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための図、
第３図は量子井戸構造を説明するための図、第４図は量
子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す図、第
５図は量子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係を説明
するための図、第６図はこの発明の半導体し・−ザの他
の実施例の構成を示す共振器方向の断面図、第７図；ま
量子井戸層の組成、材料とエネルギー準位の関係を説明
するための図、第８図は従来の多波長発振型の半導体レ
ーザの構造を示す図である。 図において、１）は基板、１２．１６＋まクラッド層、
１３，１５は先導波路層、１４ａ、１４ｂ。 ２３ａ、２３ｂは量子井戸活性層、１８は回折格子、１
９はｎ−電極、２０ａ、２０ｂはｐ ７！極、２１は
価電子帯、２２は伝導帯である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一
光路上に配置されたエネルギー準位の構造の異なる複数
個の量子井戸活性層と、前記共振器の少なくとも一方の
反射器としての回折格子とを備えるとともに、前記量子
井戸活性層および前記回折格子のそれぞれに独立に電流
の注入が可能な電極構成としたことを特徴とする半導体
レーザ。 - （２）複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同じ組成
の材料から構成され、層厚のみが異なるものであること
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。 - （３）複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同じ層厚
で、組成が異なる材料から構成されたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体レー
ザ。 - （４）単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一
光路上に配置されたエネルギー準位の構造の異なる複数
個の量子井戸活性層と、前記共振器の少なくとも一方の
反射器としての回折格子とを備えるとともに、前記量子
井戸活性層および前記回折格子のそれぞれに独立に電流
の注入が可能な電極構成とした半導体レーザの前記量子
井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発振が起こるし
きい値未満の電流を注入しておき、外部から共振器の一
端面を介して光を入射結合させ、前記回折格子のブラッ
グ反射条件を満たす波長のレーザ光を出射させることを
特徴とする半導体レーザの使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112921A JP2526898B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112921A JP2526898B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278290A true JPS63278290A (ja) | 1988-11-15 |
| JP2526898B2 JP2526898B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=14598817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112921A Expired - Lifetime JP2526898B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526898B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02188985A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-07-25 | Alcatel Nv | 同調可能半導体レーザ |
| EP0468691A2 (en) * | 1990-07-17 | 1992-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device for emitting or sensing light of desired wavelength |
| EP0498736A2 (en) * | 1991-02-08 | 1992-08-12 | Fujitsu Limited | Dfb laser diode having a modified profile of linewidth enhancement factor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5311590A (en) * | 1976-07-19 | 1978-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
| JPS57190384A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Toshiba Corp | Wavelength sweeping laser |
| JPS5944885A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6123384A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 多重波長半導体レ−ザ |
| JPS61185993A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多波長半導体レーザ装置 |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62112921A patent/JP2526898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5311590A (en) * | 1976-07-19 | 1978-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
| JPS57190384A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Toshiba Corp | Wavelength sweeping laser |
| JPS5944885A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6123384A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 多重波長半導体レ−ザ |
| JPS61185993A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多波長半導体レーザ装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02188985A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-07-25 | Alcatel Nv | 同調可能半導体レーザ |
| EP0468691A2 (en) * | 1990-07-17 | 1992-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device for emitting or sensing light of desired wavelength |
| EP0498736A2 (en) * | 1991-02-08 | 1992-08-12 | Fujitsu Limited | Dfb laser diode having a modified profile of linewidth enhancement factor |
| EP0498736A3 (en) * | 1991-02-08 | 1993-04-14 | Fujitsu Limited | Dfb laser diode having a modified profile of linewidth enhancement factor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2526898B2 (ja) | 1996-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |