JPS6370471A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6370471A JPS6370471A JP21378786A JP21378786A JPS6370471A JP S6370471 A JPS6370471 A JP S6370471A JP 21378786 A JP21378786 A JP 21378786A JP 21378786 A JP21378786 A JP 21378786A JP S6370471 A JPS6370471 A JP S6370471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- voltage
- type
- electrode
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 11
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
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Landscapes
- 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】
発明の背景
技術分野
この発明は半導体レーザに関し、とくにＧＲＩＮ−３Ｃ
ＩＩ （Ｇｒａｄｅｄ −Ｉｎｄｅｘ Ｗａｖｅｇｕｉ
ｄｅ ＳｅｐａｒａｔｅＣｏｎＮｎｅｍｅｎｔ 旦ｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）半導体レーザに関する。
ＩＩ （Ｇｒａｄｅｄ −Ｉｎｄｅｘ Ｗａｖｅｇｕｉ
ｄｅ ＳｅｐａｒａｔｅＣｏｎＮｎｅｍｅｎｔ 旦ｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）半導体レーザに関する。
従来技術
発振横モードを制御した半導体レーザの例として、 Ｅ
ｌｃｃｔｒｏｎｌｃｓ Ｌａｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、２
１． Ｎｏ、２２．１９８５年ｌＯ月２４日、第１０２
５〜１０２６ページに示されたＧＲＩＮ−ＳＣＨ単一単
一量子型（ＳＱＷ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗ
ｅｌｌ）レーザがある。その断面模式図がこの発明に関
係する部分のみを強調して、第４図に示されている。
ｌｃｃｔｒｏｎｌｃｓ Ｌａｔｔｅｒｓ、 Ｖｏｌ、２
１． Ｎｏ、２２．１９８５年ｌＯ月２４日、第１０２
５〜１０２６ページに示されたＧＲＩＮ−ＳＣＨ単一単
一量子型（ＳＱＷ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗ
ｅｌｌ）レーザがある。その断面模式図がこの発明に関
係する部分のみを強調して、第４図に示されている。
ここで２１はｎ−ＧａＡｓ基板、２２は光閉じ込めのた
めのｎ−Ａ、ｉ：ＧａＡｓクラッド層、２６も同じ＜ｐ
−ＡＪＣ；ａＡｓクラッド層、２３および２５はＡＪＡ
ｓの混晶比を徐々に変化させたキャリヤ閉じ込めのため
のＡｆＧａＡｓグレード層、２４は単一量子井戸活性層
、２７および２８は電極である。クラッド層２Ｂの中央
部に凸条が形成され（リッジ型）、ここに電極２８が設
けられている。
めのｎ−Ａ、ｉ：ＧａＡｓクラッド層、２６も同じ＜ｐ
−ＡＪＣ；ａＡｓクラッド層、２３および２５はＡＪＡ
ｓの混晶比を徐々に変化させたキャリヤ閉じ込めのため
のＡｆＧａＡｓグレード層、２４は単一量子井戸活性層
、２７および２８は電極である。クラッド層２Ｂの中央
部に凸条が形成され（リッジ型）、ここに電極２８が設
けられている。
ここに示すようなリッジ型構造においては。
適当な高さをもったりッジ（凸条）の幅Ｗと。
リッジの底からグレード層２５までのクラッド層２６の
厚さｄの制御により横モード制御を行っている。たとえ
ば２幅Ｗを大きくとると高次の横モード発振を引き起す
ためにこの幅Ｗは４μｍ以下に制御されている。厚さｄ
を大きくとると利得導波型となり、小さくとると屈折率
導波型となる。このように幅Ｗ、厚さｄの設定がこの種
の構造の半導体レーザの重要なファクタであるから、製
造プロセスに精密制御が要求され、かつエツチング等に
より一旦リッジを作成すると半導体レーザの特性が決定
されてしまうという欠点があった。
厚さｄの制御により横モード制御を行っている。たとえ
ば２幅Ｗを大きくとると高次の横モード発振を引き起す
ためにこの幅Ｗは４μｍ以下に制御されている。厚さｄ
を大きくとると利得導波型となり、小さくとると屈折率
導波型となる。このように幅Ｗ、厚さｄの設定がこの種
の構造の半導体レーザの重要なファクタであるから、製
造プロセスに精密制御が要求され、かつエツチング等に
より一旦リッジを作成すると半導体レーザの特性が決定
されてしまうという欠点があった。
発明の概要
発明の目的
この発明は、エツチング等の工程を必要とせず、外部電
圧の印加のみで横モード制御を達成することのできるブ
レーナ型ＧＲＩＮ−３ＣＩＩ半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
圧の印加のみで横モード制御を達成することのできるブ
レーナ型ＧＲＩＮ−３ＣＩＩ半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
発明の構成と効果
この発明は、 ＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造の半導体レーザに
おいて、活性層に隣接しかつ光導波路となる上下のグレ
ード層を多重量子井戸化し、成長層側の電極として、共
振器の幅方向中央の電流注入用電極と、その両側に絶縁
膜を介して形成された電圧印加用電極とを設けたことを
特徴とする。
おいて、活性層に隣接しかつ光導波路となる上下のグレ
ード層を多重量子井戸化し、成長層側の電極として、共
振器の幅方向中央の電流注入用電極と、その両側に絶縁
膜を介して形成された電圧印加用電極とを設けたことを
特徴とする。
一般に多重量子井戸構造に電界を印加するとその屈折率
が低下するという性質がある。この発明においては、半
導体レーザの幅方向両側に設けられた電圧印加用７ｕ極
と基板側の共通電極との間に電圧を印加することにより
、グレード層の電界印加を受けた部分は、中央の電流注
入用電極下部にあたる電流注入発光領域のグレード層部
分より屈折率が小さくなるため光を中央部に閉じ込める
ことができ、これにより横基本モード発振する屈折率導
波型レーザを形成できる。また印加電圧を零とすれば利
得導波型にすることもできるので、印るためのエツチン
グを必要とせず外部電界の印力ｑにより横モード制御が
可能となる。
が低下するという性質がある。この発明においては、半
導体レーザの幅方向両側に設けられた電圧印加用７ｕ極
と基板側の共通電極との間に電圧を印加することにより
、グレード層の電界印加を受けた部分は、中央の電流注
入用電極下部にあたる電流注入発光領域のグレード層部
分より屈折率が小さくなるため光を中央部に閉じ込める
ことができ、これにより横基本モード発振する屈折率導
波型レーザを形成できる。また印加電圧を零とすれば利
得導波型にすることもできるので、印るためのエツチン
グを必要とせず外部電界の印力ｑにより横モード制御が
可能となる。
実施例の説明
第１図はこの発明の実施例の半導体レーザの膿観を、第
２図はその断面を、第３図は各成長層ＡＩ Ｇａ
ＡｓのＡ、ｆ２混晶比Ｘの大小関係をｘ
１−ｘ それぞれ示している。
２図はその断面を、第３図は各成長層ＡＩ Ｇａ
ＡｓのＡ、ｆ２混晶比Ｘの大小関係をｘ
１−ｘ それぞれ示している。
これらの図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板。
薄膜を交互に多層積層した下部グレード層である。ここ
で薄膜３ａおよび３ｂの厚さをそれぞれｄ 、ｄ
とすると、グレード層３が多重量子ａ 、ｂ 井戸となるようにこれらの厚さｄ、ｄ、はともに２００
Å以下とする。更にαくβとする。αは零に近い値であ
り、零であってもよい。４はＡｌｘ２Ｇａ Ａｓ活
性層である。
で薄膜３ａおよび３ｂの厚さをそれぞれｄ 、ｄ
とすると、グレード層３が多重量子ａ 、ｂ 井戸となるようにこれらの厚さｄ、ｄ、はともに２００
Å以下とする。更にαくβとする。αは零に近い値であ
り、零であってもよい。４はＡｌｘ２Ｇａ Ａｓ活
性層である。
−ｘ２
第３図に示すように、薄膜３ｂのＡＪＡｓ混品比βを中
央の活性層４の位置で最小となるようにグレードがつけ
られている。たとえば、隣接する薄膜３ａと３ｂの２層
による平均的なＡ Ｊ Ａ ｓの混晶比γは。
央の活性層４の位置で最小となるようにグレードがつけ
られている。たとえば、隣接する薄膜３ａと３ｂの２層
による平均的なＡ Ｊ Ａ ｓの混晶比γは。
γ−（αｄ ＋βｄ ） ／ （ｄ＋ ｄｂ ＞ａ
ｂ ａ で与えられるが、γを活性層４に近い位置でたとえば０
．２．クラッド層２に近い位置で０．７程度となるよう
にする。第２図、第３図のグレード層を構成する薄膜は
模式的なものであり、その層数は実際の層数よりも非常
に少なく図示されている。
ｂ ａ で与えられるが、γを活性層４に近い位置でたとえば０
．２．クラッド層２に近い位置で０．７程度となるよう
にする。第２図、第３図のグレード層を構成する薄膜は
模式的なものであり、その層数は実際の層数よりも非常
に少なく図示されている。
５は、活性層４に関して下部グレード層３と対称に形成
された上部グレード層、６はｐ型Ａｆ！。
された上部グレード層、６はｐ型Ａｆ！。
ｕ
Ｇａ Ａｓクラッド層、７はこのクラッド層６−ｘ
３ の上面であって幅方向の両側に形成された絶縁膜、８は
この絶縁膜７上に設けられた電界印加用電極、９はクラ
ッド層６の上面であって幅方向中央部に設けられた電流
注入用電極、 １０は基板１の下面に形成された共通電
極である。
３ の上面であって幅方向の両側に形成された絶縁膜、８は
この絶縁膜７上に設けられた電界印加用電極、９はクラ
ッド層６の上面であって幅方向中央部に設けられた電流
注入用電極、 １０は基板１の下面に形成された共通電
極である。
電極９から電極１０に電流を注入すると、活性層４の電
極９の下方に位置する活性領域においてレーザ発振をひ
きおこす。水平（横）方向には光閉込め効果がないため
に利得導波型となる。垂直方向には、光はグレード層３
，５を透過しクラッド層２および６で閉込められる。
極９の下方に位置する活性領域においてレーザ発振をひ
きおこす。水平（横）方向には光閉込め効果がないため
に利得導波型となる。垂直方向には、光はグレード層３
，５を透過しクラッド層２および６で閉込められる。
一般に多重量子井戸のような超格子に電界を印加すると
、その屈折率が電界無印加時より小さくなることが知ら
れている。この現象を利Ｊｆｉ Ｌで電極８と１０との
間に電圧を印加することにより、活性層４およびグレー
ド層３，５の電極８の下方にあたる部分、すなわち、電
極９の直下以外の活性層およびグレード層部分の屈折率
を小さくできる。その結果レーザ発振光は横方向にも閉
込められ２ この半導体レーザは屈折率導波型構造とな
る。
、その屈折率が電界無印加時より小さくなることが知ら
れている。この現象を利Ｊｆｉ Ｌで電極８と１０との
間に電圧を印加することにより、活性層４およびグレー
ド層３，５の電極８の下方にあたる部分、すなわち、電
極９の直下以外の活性層およびグレード層部分の屈折率
を小さくできる。その結果レーザ発振光は横方向にも閉
込められ２ この半導体レーザは屈折率導波型構造とな
る。
以上述べたようにこの発明は、 ＧＲＩＮ−３ＣＩ＋半
導体レーザにおいて、そのグレーデツド層を多重量子井
戸化し、共振器幅方向中央の電流を注入する部分以外の
部分に電圧を印加し、多重量子井戸の屈折率を小さくす
ることにより横方向に屈折率差を形成できるようにした
ので、印加電圧の大きさの制御のみで、利得導波型、屈
折率導波型およびその中間の型を自在に実現できる。
導体レーザにおいて、そのグレーデツド層を多重量子井
戸化し、共振器幅方向中央の電流を注入する部分以外の
部分に電圧を印加し、多重量子井戸の屈折率を小さくす
ることにより横方向に屈折率差を形成できるようにした
ので、印加電圧の大きさの制御のみで、利得導波型、屈
折率導波型およびその中間の型を自在に実現できる。
上記実施例では活性層については言及しなかったが、活
性層を単一または多重量子井戸構造としてもよい。また
導電型をすべて反転してもよい。
性層を単一または多重量子井戸構造としてもよい。また
導電型をすべて反転してもよい。
さらにここではＡ ｆｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ
Ａ ｓ系半導体レーザについて説明したが、この発明
は基板をＩｎＰ、Ａ、ｇＧａＡｓをＧａ１ｎＡｓＰにお
きかえたＧａ１ｎＡｓＰ／ＩｎＰ系の半導体レーザにも
適用できる。
Ａ ｓ系半導体レーザについて説明したが、この発明
は基板をＩｎＰ、Ａ、ｇＧａＡｓをＧａ１ｎＡｓＰにお
きかえたＧａ１ｎＡｓＰ／ＩｎＰ系の半導体レーザにも
適用できる。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図は断面
図、第３図はＡ（混晶化の大きさを各層ごとに示すグラ
フである。 第４図は従来のＧＲＩＮ−ＳＣ１１半導体レーザを示す
断面図である。 ３．５・・・グレード層。 ４・・・活性層。 ７・・・絶縁層。 ８・・・電界印加用電極。 ９・・・電流注入用電極。 １０・・・共通電極。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 代 理 人 弁理士 牛久健司 （外１名） 第１図
図、第３図はＡ（混晶化の大きさを各層ごとに示すグラ
フである。 第４図は従来のＧＲＩＮ−ＳＣ１１半導体レーザを示す
断面図である。 ３．５・・・グレード層。 ４・・・活性層。 ７・・・絶縁層。 ８・・・電界印加用電極。 ９・・・電流注入用電極。 １０・・・共通電極。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 代 理 人 弁理士 牛久健司 （外１名） 第１図
Claims (1)
- ＧＲＩＮ−ＳＣＨ半導体レーザにおいて、グレード層を
、各層の厚さが２００Å以下の多層薄膜よりなる多重量
子井戸により構成し、成長層側の電極として、共振器幅
方向中央部の電流注入用電極と、その両側に絶縁膜を介
して形成され、基板側の共通電極との間に電界を印加す
るための電圧印加用電極とを設けたことを特徴とする半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21378786A JPS6370471A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21378786A JPS6370471A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6370471A true JPS6370471A (ja) | 1988-03-30 |
Family
ID=16645042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21378786A Pending JPS6370471A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6370471A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5088099A (en) * | 1990-12-20 | 1992-02-11 | At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising a laser adapted for emission of single mode radiation having low transverse divergence |
| JP2015165567A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | 光引研創股▲ふん▼有限公司 | グレーティング型光送信機およびその形成方法 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP21378786A patent/JPS6370471A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5088099A (en) * | 1990-12-20 | 1992-02-11 | At&T Bell Laboratories | Apparatus comprising a laser adapted for emission of single mode radiation having low transverse divergence |
| JP2015165567A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | 光引研創股▲ふん▼有限公司 | グレーティング型光送信機およびその形成方法 |
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