JPS6332988A - 分布帰還形半導体レ−ザ - Google Patents
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- JPS6332988A JPS6332988A JP61176016A JP17601686A JPS6332988A JP S6332988 A JPS6332988 A JP S6332988A JP 61176016 A JP61176016 A JP 61176016A JP 17601686 A JP17601686 A JP 17601686A JP S6332988 A JPS6332988 A JP S6332988A
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- 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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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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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）
本発明は光通信用あるいは光計測器用の光源として用い
られる単一軸モード動作の半導体レーザに関する。
られる単一軸モード動作の半導体レーザに関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）共振器
内に回折格子を備え、単一軸モードで動作する分布帰還
形半導体レーザ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａ
ｃｋ Ｌａ５ｅｒ Ｄｉｏｄｅ；以下ＤＦＢ ＬＤと略
）は高速および長距離の光フアイバ通信用光源として、
あるいは単一波長動作に優れることから、コヒーレント
な光学系を組んだ光計測器用光源として期待され急速な
研究・開発が進められている。中でも共振器の中央に回
折格子位相がπ／２だけシフトする点を有す、λハシフ
ト形ＤＦＢ ＬＤは、主軸モードと副軸モードとの間の
発振閾値利得差が大きくとれる構造として注目される。
内に回折格子を備え、単一軸モードで動作する分布帰還
形半導体レーザ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａ
ｃｋ Ｌａ５ｅｒ Ｄｉｏｄｅ；以下ＤＦＢ ＬＤと略
）は高速および長距離の光フアイバ通信用光源として、
あるいは単一波長動作に優れることから、コヒーレント
な光学系を組んだ光計測器用光源として期待され急速な
研究・開発が進められている。中でも共振器の中央に回
折格子位相がπ／２だけシフトする点を有す、λハシフ
ト形ＤＦＢ ＬＤは、主軸モードと副軸モードとの間の
発振閾値利得差が大きくとれる構造として注目される。
安定な単一軸モード動作を示す素子が得られる歩留りが
高い構造として期待されている。この素子に関する報告
は、昭和５９年度電子通信学会総合全国大会予稿集１０
１７の宇高等の論文に詳しく説明されている。ところが
、実際にこの素子を作製してみると必ずしも期待される
程の高い歩留りが得られない５発振間値以下の発光スペ
クトルから判断すると確かに、λ／４シフト形ＤＦ口１
．Ｄに特有なスペクトルが得られ、λ／４シフト楕遣が
実際に実現されているにも拘らず、１０ｍ−から２０ｍ
−で多軸モード発振、あるいは軸モードジャンプが生じ
るといった特性が多々見られた。
高い構造として期待されている。この素子に関する報告
は、昭和５９年度電子通信学会総合全国大会予稿集１０
１７の宇高等の論文に詳しく説明されている。ところが
、実際にこの素子を作製してみると必ずしも期待される
程の高い歩留りが得られない５発振間値以下の発光スペ
クトルから判断すると確かに、λ／４シフト形ＤＦ口１
．Ｄに特有なスペクトルが得られ、λ／４シフト楕遣が
実際に実現されているにも拘らず、１０ｍ−から２０ｍ
−で多軸モード発振、あるいは軸モードジャンプが生じ
るといった特性が多々見られた。
本発明は上述の様に、λ／４シフトＤＦＢ ＬＤで発振
軸モードの変化を制御し、高出力域まで安定な単一軸モ
ードで動作する単一軸モード半導体レーザを提供するこ
とにある。
軸モードの変化を制御し、高出力域まで安定な単一軸モ
ードで動作する単一軸モード半導体レーザを提供するこ
とにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば、共振器内部に形成された回折格子の一
部に設けられた位相シフト部における回折格子の位相シ
フト量がπ／２よりも小さく設定されていることを特徴
とする位相シフト形の分布帰還形半導体レーザが得られ
る。
部に設けられた位相シフト部における回折格子の位相シ
フト量がπ／２よりも小さく設定されていることを特徴
とする位相シフト形の分布帰還形半導体レーザが得られ
る。
（作用）
実施例を説明する前に、本発明の基本的な考え方を説明
する。λ／４シフト形ＤＦＢ ＬＤにおいて、多軸モー
ド化、あるいは軸モードがジャノブする原因として、電
子通信学会の昭和６１年４月の光・量ニレ研究会の資料
（資料ＮＬＯＱＥ８６−７＞で請出等が報告しているよ
うに、ＤＦＢ ＬＤの共振器内部におけるポールバーニ
ングの効果が考えられる。第２図に、光ガイド層２に回
折格子１００を備え、その中央にλ／４シフト部１１０
を有し、両端面に、１２０．１２１の低反射膜が施され
た＾／４シフト形（ＩＦＢ Ｌｌ）共振器方向の断面図
を示す。この素子に電極１３０．１３１から電流を注入
すると、活性層３の中のキャリア密度の分布は、全体の
共振器長をＬとすると、注入キャリア密度Ｎｃは第３図
（ａ）に示す様に、注入電流密度Ｊｃに対して、 ＮＣ＝τｓＪｃ／ｅｄａ （τＳ；キャリア寿命、ｅ；単位電荷、ｄａ：活性層厚
） で与えられる。一方、λ／４シフトＤＦＢ ＬＤでは、
共振器内部における、光の電界分布は、λ／４シフト部
１１０のところで最も強くそれから両側に行くに従って
減少して行く形となることが知られている。この様な光
の電界分布を与えるために、エレクトロンとホールが活
性層内部で再結合するが、この時の再結合キャリア密度
数ＮｓＬは、Ｎ５Ｌ（Ｚ）・ξ？−ｓＶｇ（Ｚ）Ｐ（Ｚ
） で与えられる。
する。λ／４シフト形ＤＦＢ ＬＤにおいて、多軸モー
ド化、あるいは軸モードがジャノブする原因として、電
子通信学会の昭和６１年４月の光・量ニレ研究会の資料
（資料ＮＬＯＱＥ８６−７＞で請出等が報告しているよ
うに、ＤＦＢ ＬＤの共振器内部におけるポールバーニ
ングの効果が考えられる。第２図に、光ガイド層２に回
折格子１００を備え、その中央にλ／４シフト部１１０
を有し、両端面に、１２０．１２１の低反射膜が施され
た＾／４シフト形（ＩＦＢ Ｌｌ）共振器方向の断面図
を示す。この素子に電極１３０．１３１から電流を注入
すると、活性層３の中のキャリア密度の分布は、全体の
共振器長をＬとすると、注入キャリア密度Ｎｃは第３図
（ａ）に示す様に、注入電流密度Ｊｃに対して、 ＮＣ＝τｓＪｃ／ｅｄａ （τＳ；キャリア寿命、ｅ；単位電荷、ｄａ：活性層厚
） で与えられる。一方、λ／４シフトＤＦＢ ＬＤでは、
共振器内部における、光の電界分布は、λ／４シフト部
１１０のところで最も強くそれから両側に行くに従って
減少して行く形となることが知られている。この様な光
の電界分布を与えるために、エレクトロンとホールが活
性層内部で再結合するが、この時の再結合キャリア密度
数ＮｓＬは、Ｎ５Ｌ（Ｚ）・ξ？−ｓＶｇ（Ｚ）Ｐ（Ｚ
） で与えられる。
ここでξ：活性層３への光の閉じ込め係数、ｖｇ；ＬＤ
中の光の速度、ｇ（Ｚ） ；位置Ｚにおける利得、Ｐ（
Ｚ） ；位置ｌにおける光子密度である。光子密度Ｐと
Ｎｓｔは比例関係にある。従って共振器内部でのＮｓｔ
の分布は第３図（ｂ）の様になる。これから活性層内部
における正味のキャリア密度Ｎｎは、Ｎｎ＝Ｎｃ−Ｎｓ
ｔ ′７：手えられ、第３図（ｃ）の様になる。
中の光の速度、ｇ（Ｚ） ；位置Ｚにおける利得、Ｐ（
Ｚ） ；位置ｌにおける光子密度である。光子密度Ｐと
Ｎｓｔは比例関係にある。従って共振器内部でのＮｓｔ
の分布は第３図（ｂ）の様になる。これから活性層内部
における正味のキャリア密度Ｎｎは、Ｎｎ＝Ｎｃ−Ｎｓ
ｔ ′７：手えられ、第３図（ｃ）の様になる。
即ち、共振器方向で平坦でなく、中央でキャリア密度が
減少した形となる。この様なキャリア密度の分布が形成
されると、活性層３内部における屈折率ｎ３が平坦でな
くなってしまう、即ち、キャリア密度に対して、ｎａ”
ｎａＯ＋ 話力（Ｚ） （ｎａｏ；ＮＪのときの屈折率
）となる様な屈折率変化が生じる。一般に話の値は負で
ある。従って、キャリア密度Ｎｎが周囲より小さい領域
では、周囲より屈折率が高くなる。従って第３図（ｄ）
の様な屈折率分布が実現されることになる。中央の＾／
４シフト部付近で屈折率が最も大きくなり両端面部に向
うにつれ減少する形である。この様な屈折率分布は、回
折格子１００の光学的なピッチが共振器内部で異なって
いることを意味する。この様な屈折率分布は光出力が増
すと更に強調されることになる。請出等は、前述の資料
で、計算により、主モード、副モードとの間の閾値利得
差が次第に小さくなり、多モード発振になり易い状態に
移行して行くことを説明している。従って彼等の結論と
して、屈折率分布があまり生じない様な光の電界強度分
布を実現してやる、即ち、回折格子１００と光との結合
定数Ｋを制御し、ＫＬを１．２から１．３程度に小さく
制御することが重要だとしている。この様に回折格子１
００の深さ等を制御するのも一方法であるが、−ｆｆｉ
ににＬを小さくすると、これはファプリー・ベロー型半
導体レーザの場合において、端面反射率を小さくするの
と等価であり、発振閾値の上昇が生じる、両端面の残留
反射によってファプリー・ベローモードが発振し易いな
どの欠点がある。従ってＫＬが１．５程度以上に大きく
しても安定な単一軸発振可能なことが望まれる。
減少した形となる。この様なキャリア密度の分布が形成
されると、活性層３内部における屈折率ｎ３が平坦でな
くなってしまう、即ち、キャリア密度に対して、ｎａ”
ｎａＯ＋ 話力（Ｚ） （ｎａｏ；ＮＪのときの屈折率
）となる様な屈折率変化が生じる。一般に話の値は負で
ある。従って、キャリア密度Ｎｎが周囲より小さい領域
では、周囲より屈折率が高くなる。従って第３図（ｄ）
の様な屈折率分布が実現されることになる。中央の＾／
４シフト部付近で屈折率が最も大きくなり両端面部に向
うにつれ減少する形である。この様な屈折率分布は、回
折格子１００の光学的なピッチが共振器内部で異なって
いることを意味する。この様な屈折率分布は光出力が増
すと更に強調されることになる。請出等は、前述の資料
で、計算により、主モード、副モードとの間の閾値利得
差が次第に小さくなり、多モード発振になり易い状態に
移行して行くことを説明している。従って彼等の結論と
して、屈折率分布があまり生じない様な光の電界強度分
布を実現してやる、即ち、回折格子１００と光との結合
定数Ｋを制御し、ＫＬを１．２から１．３程度に小さく
制御することが重要だとしている。この様に回折格子１
００の深さ等を制御するのも一方法であるが、−ｆｆｉ
ににＬを小さくすると、これはファプリー・ベロー型半
導体レーザの場合において、端面反射率を小さくするの
と等価であり、発振閾値の上昇が生じる、両端面の残留
反射によってファプリー・ベローモードが発振し易いな
どの欠点がある。従ってＫＬが１．５程度以上に大きく
しても安定な単一軸発振可能なことが望まれる。
ところで以上の様な共振器内部における屈折率変化は見
方を変えると、第４図で定性的に説明できる。即ち、横
軸に、ブラッグ波長λＢに対応する伝搬定数βｏ（＝
２．、Ｌ）からのずれ量を示すΔβＬ、ＩＩＩＩ軸に、
発振閾値αＬを与える図において、黒丸印は、通常のλ
ハシフトの場合（共振器内部での屈折率分布がないもの
と仮定）であり、第３図（ｄ）に示す様な屈折率分布が
生じると、軸モードの位置が変化し、全体としてλ／４
シフトよりも更に大きな、位相シフトを与えたような結
果になり、第４図の曲線上で軸モードの位置が右側にず
れる様な形となる。大きくずれてしまえば白丸印の点の
様に、中央のブラッグ波長（Δβ・０）を挾んで両側で
閾値のモードが存在することになり、多モード発振とな
ってしまうことが考えられる。この様な状況を考えると
、光出力を大きくして、ホールバーニングが生じた場合
には、通常のλ／４シフトＤＦＢ ＬＤは、位相シフト
量がλ／４よりも非常に大きな値になっていることが推
定される。
方を変えると、第４図で定性的に説明できる。即ち、横
軸に、ブラッグ波長λＢに対応する伝搬定数βｏ（＝
２．、Ｌ）からのずれ量を示すΔβＬ、ＩＩＩＩ軸に、
発振閾値αＬを与える図において、黒丸印は、通常のλ
ハシフトの場合（共振器内部での屈折率分布がないもの
と仮定）であり、第３図（ｄ）に示す様な屈折率分布が
生じると、軸モードの位置が変化し、全体としてλ／４
シフトよりも更に大きな、位相シフトを与えたような結
果になり、第４図の曲線上で軸モードの位置が右側にず
れる様な形となる。大きくずれてしまえば白丸印の点の
様に、中央のブラッグ波長（Δβ・０）を挾んで両側で
閾値のモードが存在することになり、多モード発振とな
ってしまうことが考えられる。この様な状況を考えると
、光出力を大きくして、ホールバーニングが生じた場合
には、通常のλ／４シフトＤＦＢ ＬＤは、位相シフト
量がλ／４よりも非常に大きな値になっていることが推
定される。
従って、この問題を解決するためには、あらかじめ共振
器内部に形成した位相シフト量は回折格子のピッチに対
してπ／２では大きすぎており、小さめの位相シフト量
を与えておいて、光出力が大きくなったところでλ／４
シフトになるように調整してやるという方法が考えられ
、これが本発明の基本的な考え方となっている。
器内部に形成した位相シフト量は回折格子のピッチに対
してπ／２では大きすぎており、小さめの位相シフト量
を与えておいて、光出力が大きくなったところでλ／４
シフトになるように調整してやるという方法が考えられ
、これが本発明の基本的な考え方となっている。
（実施例）
第１図に本発明の実施例である、位相シフト形二重チャ
ンネルプレーナ埋め込み形の分布帰還形半導体レーザの
斜視図を示す。まず作製の順に従って構造を説明すると
、＜００１）面のｎ形１ｎＰ基板１ （Ｓｎドープ、ｌ
Ｘ １０”Ｃ１１−’のキャリア濃度）に、共振器中
央に位相シフト１１１が設けられる様に、周期２４００
Ａの回折格子１００を形成する。ここで位相シフト １
１１でのシフト量は回折格子のピッチにしてπ／２では
なく約π／４に設定した。次に液相エピタキシャル成長
法でｎ−１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層２（発光波長にして
１．３μｍ組成、回折格子１００の山と谷の間の中間値
から上の層厚は０．２μｍ、Ｓｎドープでキャリア濃度
５ Ｘ １０”Ｃ１１−３） 、ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３（発光波長にして１．５５μｍ５μｍ組成
０．１μｍ）、およびｐ−１ｎＰクラッド層４（Ｚｎド
ープ、キャリア濃度２ Ｘ １０ ”Ｃ１１−’、膜厚
１μｍ）をｎ−１ｎＰ基板１上に積層する。次に間にメ
サストライプ５０がはさまれる様に平行な２本の７１４
５１．５２を形成する。メサストライプ５０の中に含よ
れる活性層３の幅は１．５〜２．０μｍである。又平行
な２本の溝５１．５２の幅は１０μｍである。次に第２
回目の液相成長では、ρ形１ｎＰ電流ブロック層５（Ｚ
ｎドープ、キャリア濃度２ＸＩＯ１８，平坦部での膜厚
０．５μｍ）、ｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層６（Ｔｅドー
プ、キャリア濃度５Ｘ１０１８、平坦部での膜厚０．５
μｍ）の２層を、中央のサメストライプ５０の上部には
積層しない様にして形成し、更に連続して、 ｐ−１ｎ
Ｐ埋め込み層７（Ｚｎドープ、キャリア濃度Ｉ Ｘ １
０”ｃｍ−’、平坦部での膜厚１．５μ＋７１ ） 、
ｐｉｕＧａＡｓＰキャップ層８（Ｚｎドープ、キャリ
ア濃度８ Ｘ １０１１０ｌ８’、平坦部での膜厚０．
５μｍ）を、全体を埋め込むような形状で積層する。
ンネルプレーナ埋め込み形の分布帰還形半導体レーザの
斜視図を示す。まず作製の順に従って構造を説明すると
、＜００１）面のｎ形１ｎＰ基板１ （Ｓｎドープ、ｌ
Ｘ １０”Ｃ１１−’のキャリア濃度）に、共振器中
央に位相シフト１１１が設けられる様に、周期２４００
Ａの回折格子１００を形成する。ここで位相シフト １
１１でのシフト量は回折格子のピッチにしてπ／２では
なく約π／４に設定した。次に液相エピタキシャル成長
法でｎ−１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層２（発光波長にして
１．３μｍ組成、回折格子１００の山と谷の間の中間値
から上の層厚は０．２μｍ、Ｓｎドープでキャリア濃度
５ Ｘ １０”Ｃ１１−３） 、ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３（発光波長にして１．５５μｍ５μｍ組成
０．１μｍ）、およびｐ−１ｎＰクラッド層４（Ｚｎド
ープ、キャリア濃度２ Ｘ １０ ”Ｃ１１−’、膜厚
１μｍ）をｎ−１ｎＰ基板１上に積層する。次に間にメ
サストライプ５０がはさまれる様に平行な２本の７１４
５１．５２を形成する。メサストライプ５０の中に含よ
れる活性層３の幅は１．５〜２．０μｍである。又平行
な２本の溝５１．５２の幅は１０μｍである。次に第２
回目の液相成長では、ρ形１ｎＰ電流ブロック層５（Ｚ
ｎドープ、キャリア濃度２ＸＩＯ１８，平坦部での膜厚
０．５μｍ）、ｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層６（Ｔｅドー
プ、キャリア濃度５Ｘ１０１８、平坦部での膜厚０．５
μｍ）の２層を、中央のサメストライプ５０の上部には
積層しない様にして形成し、更に連続して、 ｐ−１ｎ
Ｐ埋め込み層７（Ｚｎドープ、キャリア濃度Ｉ Ｘ １
０”ｃｍ−’、平坦部での膜厚１．５μ＋７１ ） 、
ｐｉｕＧａＡｓＰキャップ層８（Ｚｎドープ、キャリ
ア濃度８ Ｘ １０１１０ｌ８’、平坦部での膜厚０．
５μｍ）を、全体を埋め込むような形状で積層する。
以後は結晶の厚味が１３０μｍ程度になる様にｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１側を研磨したのち、Ｐ側電極１３０としてＣｒ
／Ａｎを蒸着、ｎ側電極１３１として＾ｕ／Ｇｅ／Ｎｉ
を蒸着し、熱処理する。共振器長が３００μｍとなる様
にして壁間したのち、両端面にＳｉＮｘの低反射膜１２
０．１２１とプラズマＣＶＤ法により蒸着した、両端面
の反射率は０．５％から１％に低減されている。
Ｐ基板１側を研磨したのち、Ｐ側電極１３０としてＣｒ
／Ａｎを蒸着、ｎ側電極１３１として＾ｕ／Ｇｅ／Ｎｉ
を蒸着し、熱処理する。共振器長が３００μｍとなる様
にして壁間したのち、両端面にＳｉＮｘの低反射膜１２
０．１２１とプラズマＣＶＤ法により蒸着した、両端面
の反射率は０．５％から１％に低減されている。
回折格子１００と光との結合係数には約７０ＣＩＩ−’
であった。素子をダイアモンドヒートシンクに融着して
、特性を評価した。発振閾値は２０ｍＡから３０ｍ八程
へ、微分効率は片面当たり、０．１５１１１ハから０．
２５−ハ程度であった。発振した素子の９０％以上が光
出力にして、１０ｍ１ｊ以上まで、安定な単一軸モード
で発振した。この様に安定な単一軸モード発振を示す素
子の歩留りが高いのは次の様に考えられる。すなわち、
この素子が従来例と異なるのは位相シフト点１１１の位
相シフト量が回折格子のピッチにしてπ／２ではなく、
約π／４に設定しであることである。この場合光の波長
で表現すると、λ／８シフトが実現されていることにな
る。この場合発振閾値付近での光密度が比較的小さい場
合では主モードと副モード間の発振閾値がλ／４シフト
の場合よりも小さいが、十分単一軸モードで発振できる
同値利得差が得られている。また、更に、光出力を上昇
して行くと、内部の光電界が強くなって行き、第３図（
ｄ）の様な屈折率分布が強まって行く、従って位相シフ
ト量はλ／８シフトから次第に大きくなって行きλ／４
シフトに近づいて行くため、主モードと副モードとの間
の閾値利得差が更に拡大して行く方向となる。５〜１０
ｍ Ｗの光出力域では、およそλ／４シフトに近い位相
シフト量が実現されているものと見なされる。従って通
常の動作領域である、５〜１０ｍＷでは主モードと副モ
ードとの間の発振閾値利得差が十分大きく、従って安定
な単一軸モードで動作し、その歩留りも高いものと考え
られる。
であった。素子をダイアモンドヒートシンクに融着して
、特性を評価した。発振閾値は２０ｍＡから３０ｍ八程
へ、微分効率は片面当たり、０．１５１１１ハから０．
２５−ハ程度であった。発振した素子の９０％以上が光
出力にして、１０ｍ１ｊ以上まで、安定な単一軸モード
で発振した。この様に安定な単一軸モード発振を示す素
子の歩留りが高いのは次の様に考えられる。すなわち、
この素子が従来例と異なるのは位相シフト点１１１の位
相シフト量が回折格子のピッチにしてπ／２ではなく、
約π／４に設定しであることである。この場合光の波長
で表現すると、λ／８シフトが実現されていることにな
る。この場合発振閾値付近での光密度が比較的小さい場
合では主モードと副モード間の発振閾値がλ／４シフト
の場合よりも小さいが、十分単一軸モードで発振できる
同値利得差が得られている。また、更に、光出力を上昇
して行くと、内部の光電界が強くなって行き、第３図（
ｄ）の様な屈折率分布が強まって行く、従って位相シフ
ト量はλ／８シフトから次第に大きくなって行きλ／４
シフトに近づいて行くため、主モードと副モードとの間
の閾値利得差が更に拡大して行く方向となる。５〜１０
ｍ Ｗの光出力域では、およそλ／４シフトに近い位相
シフト量が実現されているものと見なされる。従って通
常の動作領域である、５〜１０ｍＷでは主モードと副モ
ードとの間の発振閾値利得差が十分大きく、従って安定
な単一軸モードで動作し、その歩留りも高いものと考え
られる。
本素子では、位相シフトの量として、λ／Ｂシフトにし
たが、実験的に評価したところ、λ／１６がら３＾／１
６程度以内に入っていれば約９０％の単一軸モード動作
を示す素子が得られることがわがり、従来のλ／４シフ
トよりも小さいシフト量を与えることが単−釉モード動
作に効果的であることが確認できた。尚、位相シフト量
がλ／１６〜３λ／１６からはずれてもλ／４より小さ
ければ歩留り９０％といかないまでも、歩留りは従来よ
りもはるかに良い６本素子では、発光波長は１．５５μ
ｍであったが１．３μｍ帯の素子については回折格子１
００のピッチを約２３００λにし、光ガイド層２、活性
層組成３を発光波長１．３μｍに対応した組成にすれば
良い。上記実施例ではストライプ構造として埋込型を採
用したが、ストライプ構造は本発明においては本質的で
ないので、例えばプレーナストライプ、ＴＪＳ 、 ５
ＢＩＩ ＰＣＭ型など、どのようなストライプ構造を用
いてもよい。また積層横道や回折格子の位置等もストラ
イプ構造と同様、本発明においては本質的でないので実
施例と異なるものを用いてもよい。
たが、実験的に評価したところ、λ／１６がら３＾／１
６程度以内に入っていれば約９０％の単一軸モード動作
を示す素子が得られることがわがり、従来のλ／４シフ
トよりも小さいシフト量を与えることが単−釉モード動
作に効果的であることが確認できた。尚、位相シフト量
がλ／１６〜３λ／１６からはずれてもλ／４より小さ
ければ歩留り９０％といかないまでも、歩留りは従来よ
りもはるかに良い６本素子では、発光波長は１．５５μ
ｍであったが１．３μｍ帯の素子については回折格子１
００のピッチを約２３００λにし、光ガイド層２、活性
層組成３を発光波長１．３μｍに対応した組成にすれば
良い。上記実施例ではストライプ構造として埋込型を採
用したが、ストライプ構造は本発明においては本質的で
ないので、例えばプレーナストライプ、ＴＪＳ 、 ５
ＢＩＩ ＰＣＭ型など、どのようなストライプ構造を用
いてもよい。また積層横道や回折格子の位置等もストラ
イプ構造と同様、本発明においては本質的でないので実
施例と異なるものを用いてもよい。
（発明の効果）
素子中央に設ける回折格子の位相シフト量をλ／４シフ
トよりも小さい値とすることで、安定な単一軸モードで
動作する素子を高い歩留りで得ることができた。
トよりも小さい値とすることで、安定な単一軸モードで
動作する素子を高い歩留りで得ることができた。
第１図は本発明の詳細な説明する斜視図、第２図は従来
例を説明する断面図、第３図は、共振器方向における、
注入キャリア密度りａ）、再結合キャリア密度（ｂ）、
正味のキャリア密度〈Ｃ）、屈折率分布（ｄ）を示す図
、第４図は閾値利得を表す図である。図中１はｎ−１ｎ
Ｐ半導体基板、２はｎ−１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層、３
はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ−１ｎＰクラッド層、
５はｐ−１ｎＰ電流ブロック層、６はｎ−１ｎＰ電流閉
じ込め層、７はｐ−１ｎＰ埋め込み層、８はｐ−１ｕＧ
ａＡｓＰキャップ層、５０はメサストライプ、５１．５
２は平行な２本の溝、１００は回折格子、 １１０はλ
／４シフト、 １１１はλ／８シフト、１２０．１２１
は低反射膜、１３０，１３１は電極を各々示し第１図 コＵ メサストライプ 第２図 第３図 第４図 ○ ΔβＬ
例を説明する断面図、第３図は、共振器方向における、
注入キャリア密度りａ）、再結合キャリア密度（ｂ）、
正味のキャリア密度〈Ｃ）、屈折率分布（ｄ）を示す図
、第４図は閾値利得を表す図である。図中１はｎ−１ｎ
Ｐ半導体基板、２はｎ−１ｎＧａＡｓＰ光ガイド層、３
はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ−１ｎＰクラッド層、
５はｐ−１ｎＰ電流ブロック層、６はｎ−１ｎＰ電流閉
じ込め層、７はｐ−１ｎＰ埋め込み層、８はｐ−１ｕＧ
ａＡｓＰキャップ層、５０はメサストライプ、５１．５
２は平行な２本の溝、１００は回折格子、 １１０はλ
／４シフト、 １１１はλ／８シフト、１２０．１２１
は低反射膜、１３０，１３１は電極を各々示し第１図 コＵ メサストライプ 第２図 第３図 第４図 ○ ΔβＬ
Claims (1)
- 共振器内部に回折格子を備え、当該回折格子の一部に位
相シフト部を備えている分布帰還形半導体レーザにおい
て、前記回折格子の位相シフト量がπ／２よりも小さく
設定されていることを特徴とする位相シフト形の分布帰
還形半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176016A JPS6332988A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| US07/076,812 US4794618A (en) | 1986-07-25 | 1987-07-23 | Distributed feedback laser diode |
| DE8787110685T DE3782462T2 (de) | 1986-07-25 | 1987-07-23 | Laserdiode mit verteilter rueckkopplung. |
| EP87110685A EP0254311B1 (en) | 1986-07-25 | 1987-07-23 | A distributed feedback laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176016A JPS6332988A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332988A true JPS6332988A (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=16006244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61176016A Pending JPS6332988A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | 分布帰還形半導体レ−ザ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794618A (ja) |
| EP (1) | EP0254311B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6332988A (ja) |
| DE (1) | DE3782462T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6330268B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| US6574261B2 (en) | 1998-08-27 | 2003-06-03 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JP2007324196A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nec Electronics Corp | 分布帰還型半導体レーザ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8801667A (nl) * | 1988-07-01 | 1990-02-01 | Philips Nv | Fi - coating voor dfb/dbr laserdiodes. |
| US4952019A (en) * | 1988-10-27 | 1990-08-28 | General Electric Company | Grating-coupled surface-emitting superluminescent device |
| EP0606092A3 (en) * | 1993-01-08 | 1995-01-04 | Nippon Electric Co | Diode laser element. |
| JP3778260B2 (ja) * | 2000-08-16 | 2006-05-24 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザとこれを用いたデジタル光通信システムと方法 |
| JP2003133638A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-05-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 分布帰還型半導体レーザ素子及びレーザモジュール |
| US6856731B2 (en) * | 2003-04-10 | 2005-02-15 | Lucent Technologies Inc. | Heat tunable optical devices with linearity compensation |
| JP4325558B2 (ja) * | 2005-01-05 | 2009-09-02 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ、および半導体レーザを作製する方法 |
| KR20130120266A (ko) * | 2012-04-25 | 2013-11-04 | 한국전자통신연구원 | 분포 궤환형 레이저 다이오드 |
| JP6183122B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-08-23 | 富士通株式会社 | 光半導体素子、光半導体素子アレイ、光送信モジュール及び光伝送システム |
| US10680409B2 (en) | 2018-03-07 | 2020-06-09 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Laser device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178685A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5858784A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-07 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
| US4575851A (en) * | 1981-12-07 | 1986-03-11 | Nippon Electric Co., Ltd. | Double channel planar buried heterostructure laser with periodic structure formed in guide layer |
| JPS59198786A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6147685A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-08 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分布帰還形半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-07-25 JP JP61176016A patent/JPS6332988A/ja active Pending
-
1987
- 1987-07-23 EP EP87110685A patent/EP0254311B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-23 US US07/076,812 patent/US4794618A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-23 DE DE8787110685T patent/DE3782462T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178685A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6330268B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| US6574261B2 (en) | 1998-08-27 | 2003-06-03 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JP2007324196A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nec Electronics Corp | 分布帰還型半導体レーザ |
| US7633986B2 (en) | 2006-05-30 | 2009-12-15 | Nec Electronics Corporation | Distributed feedback laser diode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0254311A2 (en) | 1988-01-27 |
| US4794618A (en) | 1988-12-27 |
| DE3782462T2 (de) | 1993-05-27 |
| EP0254311B1 (en) | 1992-11-04 |
| DE3782462D1 (de) | 1992-12-10 |
| EP0254311A3 (en) | 1988-10-05 |
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