JPS6377183A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS6377183A JPS6377183A JP22255286A JP22255286A JPS6377183A JP S6377183 A JPS6377183 A JP S6377183A JP 22255286 A JP22255286 A JP 22255286A JP 22255286 A JP22255286 A JP 22255286A JP S6377183 A JPS6377183 A JP S6377183A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
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- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
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- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
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- 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】
〔概要〕
半導体レーザ素子を形成するためのチップ形状を直角二
等辺三角形状とし、その斜辺に平行に回折格子を形成し
、このチップ上に斜辺に対して垂直方向に光導波路を形
成し、該光導波路上に該光導波路間を接続するように、
斜辺に平行に電極を設け、前記直角二等辺三角形の二等
辺を完全反射面とし、前記光導波路間の距離を調整する
ことでレーザ光の発振の位相制御を容易にしたＤＦＢレ
ーザ素子。
等辺三角形状とし、その斜辺に平行に回折格子を形成し
、このチップ上に斜辺に対して垂直方向に光導波路を形
成し、該光導波路上に該光導波路間を接続するように、
斜辺に平行に電極を設け、前記直角二等辺三角形の二等
辺を完全反射面とし、前記光導波路間の距離を調整する
ことでレーザ光の発振の位相制御を容易にしたＤＦＢレ
ーザ素子。
本発明は半導体レーザ素子、特にＤｉｓｔｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ （以下ＤＦＢレーザ
と略称する）の構造で有って、製造方法を簡単にしてか
つ単一発振波長が得られるようにした半導体レーザ素子
に関する。
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ （以下ＤＦＢレーザ
と略称する）の構造で有って、製造方法を簡単にしてか
つ単一発振波長が得られるようにした半導体レーザ素子
に関する。
大容量の光通信の光源として、化合物半導体基板表面に
鋸歯状の回折格子を形成し、この上にし−サ発光する活
性層を積層形成した後・この回折格子を用いて単一波長
発振を行うようにしたＤＦＢレーザ素子は周知である。
鋸歯状の回折格子を形成し、この上にし−サ発光する活
性層を積層形成した後・この回折格子を用いて単一波長
発振を行うようにしたＤＦＢレーザ素子は周知である。
従来のこのようなりＦＢレーザ素子は、第３図並びに第
３図のＩＶ−ＩＶ”線に沿った断面図に示すようにＮ型
のインジウム−Ｒ（ＩｎＰ ）基板１の表面に所定のピ
ッチの鋸歯状の回折格子２が形成され、その上にＮ型の
インジウム−ガリウム−砒素ｅｐ （ＩｎＧａＡｓＰ
）がガイド層３として形成され、その上にノンドープの
ＩｎＧａＡｓＰが活性層４として形成され、その活性層
の上部表面がメサの頂上部になるように、基板１の底部
に向かってメサ状にエツチング形成されている。
３図のＩＶ−ＩＶ”線に沿った断面図に示すようにＮ型
のインジウム−Ｒ（ＩｎＰ ）基板１の表面に所定のピ
ッチの鋸歯状の回折格子２が形成され、その上にＮ型の
インジウム−ガリウム−砒素ｅｐ （ＩｎＧａＡｓＰ
）がガイド層３として形成され、その上にノンドープの
ＩｎＧａＡｓＰが活性層４として形成され、その活性層
の上部表面がメサの頂上部になるように、基板１の底部
に向かってメサ状にエツチング形成されている。
更にこのようにして形成された基板１上には、前記メサ
型の活性層４に接触しない状態で、該活性層の側面側に
Ｎ型のＩｎＰ層６が埋設された状態で、Ｐ型のＩｎＰ層
５が形成され、更にその上にＰ型のＩｎＧａＡｓＰがコ
ンタクト層７として形成され、この基板１の底部とコン
タクト層７の上部には電極８が形成された後、基板１が
所定の寸法の直方体形状に切り出されて半導体レーザ素
子形成用チップとして形成されている。
型の活性層４に接触しない状態で、該活性層の側面側に
Ｎ型のＩｎＰ層６が埋設された状態で、Ｐ型のＩｎＰ層
５が形成され、更にその上にＰ型のＩｎＧａＡｓＰがコ
ンタクト層７として形成され、この基板１の底部とコン
タクト層７の上部には電極８が形成された後、基板１が
所定の寸法の直方体形状に切り出されて半導体レーザ素
子形成用チップとして形成されている。
そして前記活性Ｎ４の側面側に形成されたＰ型のＩｎＰ
層５、およびＮ型のＩｎＰ層６の間で形成されるＰ−Ｎ
接合部によって活性層４に印加される電流を横方向に流
れないようにして閉じ込めることで、素子のレーザ発振
効率を高めている。
層５、およびＮ型のＩｎＰ層６の間で形成されるＰ−Ｎ
接合部によって活性層４に印加される電流を横方向に流
れないようにして閉じ込めることで、素子のレーザ発振
効率を高めている。
ところで従来のＤＦＢレーザ素子に於いては、活性層４
の近傍に形成された鋸歯状の回折格子を用いて、この回
折格子の分布帰還作用によってレーザ発振を起こさせて
いる。
の近傍に形成された鋸歯状の回折格子を用いて、この回
折格子の分布帰還作用によってレーザ発振を起こさせて
いる。
この回折格子の帰還作用は強い波長選択性をもつので安
定な単一波長発振をするレーザ素子が得られる。
定な単一波長発振をするレーザ素子が得られる。
このような回折格子は、波長の異なる２つの光源を用い
た２光束干渉露光法と化学エツチングにより形成される
。
た２光束干渉露光法と化学エツチングにより形成される
。
この時、ブラッグ波長と呼ばれる共振波長がレーザの利
得スペクトルの中心に来るように回折格子の周期を調整
するわけであるが、単にこのように所定のピッチの回折
格子を作ったのでは、ブラッグ波長を中心とする二つの
対象な波長での発振が起こる問題が生じる。
得スペクトルの中心に来るように回折格子の周期を調整
するわけであるが、単にこのように所定のピッチの回折
格子を作ったのでは、ブラッグ波長を中心とする二つの
対象な波長での発振が起こる問題が生じる。
そこで、従来は回折格子の中心部の位置で、１／４λシ
フト部９を設け、回折格子の位相をレーザ素子の発振波
長の１／４ λずらずようにして回折格子のピッチをず
らして形成していた。
フト部９を設け、回折格子の位相をレーザ素子の発振波
長の１／４ λずらずようにして回折格子のピッチをず
らして形成していた。
然し、このように回折格子の位相をずらして回折格子を
形成するのは製造が困難である。
形成するのは製造が困難である。
本発明は上記した問題点を除去し、Ｎ単な方法で形成さ
れ、かつ発振波長の位相制御が容易となるＤＦＢレーザ
素子の提供を目的とする。
れ、かつ発振波長の位相制御が容易となるＤＦＢレーザ
素子の提供を目的とする。
本発明の半導体レーザ素子は、該レーザ素子を形成する
ためのチップ形状を直角二等辺三角形状とし、その斜辺
に平行な位置に回折格子を形成し、このチップ上に斜辺
に対して垂直方向に光導波路を形成し、該光導波路上に
該光導波路間を接続し、斜辺に平行に電極を設け、前記
直角二等辺三角形の二等辺を完全反射面としたことを特
徴とする。
ためのチップ形状を直角二等辺三角形状とし、その斜辺
に平行な位置に回折格子を形成し、このチップ上に斜辺
に対して垂直方向に光導波路を形成し、該光導波路上に
該光導波路間を接続し、斜辺に平行に電極を設け、前記
直角二等辺三角形の二等辺を完全反射面としたことを特
徴とする。
本発明の半導体レーザ素子は、レーザ素子形成用チップ
を直角二等辺三角形状に形成し、この三角形の斜辺に平
行に回折格子を設け、二等辺の部分を完全反射面となし
、該チップ上に斜辺に対して垂直方向で互いに平行な光
導波路を設け、この光導波路間を結ぶ電極の長さを調整
することで、回折格子の位相をずらしたのと同等な効果
を与えるようにする。
を直角二等辺三角形状に形成し、この三角形の斜辺に平
行に回折格子を設け、二等辺の部分を完全反射面となし
、該チップ上に斜辺に対して垂直方向で互いに平行な光
導波路を設け、この光導波路間を結ぶ電極の長さを調整
することで、回折格子の位相をずらしたのと同等な効果
を与えるようにする。
以下、図面を用いて本発明の一実施例に付き詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の半導体レーザ素子の斜視図で、第２図
は第１図のｎ−ｎ ’線に沿った断面図である。
は第１図のｎ−ｎ ’線に沿った断面図である。
第１図および第２図に示すように、本発明の半導体レー
ザ素子は、Ｎ型のＩｎＰよりなる化合物半導体基板１１
０表面に所定のピッチの鋸歯状の回折格子１２が前記し
た２光束露光法と化学エツチング法とを併用して形成さ
れ、その上にＮ型のＩｎＧａＡｓＰよりなるガイド層１
３が液相エピタキシャル成長方法を用いて形成され、そ
の上にはノンドープのＩｎＧａＡｓＰより成る活性層１
４が形成されている。
ザ素子は、Ｎ型のＩｎＰよりなる化合物半導体基板１１
０表面に所定のピッチの鋸歯状の回折格子１２が前記し
た２光束露光法と化学エツチング法とを併用して形成さ
れ、その上にＮ型のＩｎＧａＡｓＰよりなるガイド層１
３が液相エピタキシャル成長方法を用いて形成され、そ
の上にはノンドープのＩｎＧａＡｓＰより成る活性層１
４が形成されている。
この活性層１４の表面が、紙面の奥行き方向に向かって
メサの頂上部として所定の面積が得られるように、基板
の底部に向かって基板がメサ状にエツチングされる。
メサの頂上部として所定の面積が得られるように、基板
の底部に向かって基板がメサ状にエツチングされる。
そしてメサ状にエツチングされた基板の箇所にＮ型のＩ
ｎＰの結晶層１６を埋設した状態で、Ｐ型のＩｎＰの結
晶層１５が液相エピタキシャル成長法によリメサの頂上
部の活性層１４の表面を覆うようにして形成されている
。
ｎＰの結晶層１６を埋設した状態で、Ｐ型のＩｎＰの結
晶層１５が液相エピタキシャル成長法によリメサの頂上
部の活性層１４の表面を覆うようにして形成されている
。
更にこの上にはＰ型のＩｎＧａＡｓＰよりなる結晶層が
コンタクト層１７として形成されている。
コンタクト層１７として形成されている。
このような結晶層を積層形成した基板１１が二等辺直角
三角形状に切断されて第１図に示すチップ１８となり、
このチップ１８の底部にチタン−白金より成る合金の電
極１９が形成されている。
三角形状に切断されて第１図に示すチップ１８となり、
このチップ１８の底部にチタン−白金より成る合金の電
極１９が形成されている。
またこのような直角二等辺三角形に切断されたチップ１
８の表面には、このチップの斜辺２０に対して直角方向
に所定の寸法！、例えば本実施例では２０μｍ程度を隔
ててレーザビームを用いて溝が掘られ、その溝内にＰ型
のＩｎＰとＮ型のＩｎＰの結晶が埋設されて光導波路２
２が形成されている。
８の表面には、このチップの斜辺２０に対して直角方向
に所定の寸法！、例えば本実施例では２０μｍ程度を隔
ててレーザビームを用いて溝が掘られ、その溝内にＰ型
のＩｎＰとＮ型のＩｎＰの結晶が埋設されて光導波路２
２が形成されている。
更にこの光導波路２２間を接続するように、チップ１８
上に斜辺２０に対して直角にチタン−白金の合金よりな
る電極２工が蒸着により設けられている。
上に斜辺２０に対して直角にチタン−白金の合金よりな
る電極２工が蒸着により設けられている。
またこのチップ１８の二等辺の部分２３にはＡ Ｉ！
２０３／ Ｓｉよりなる反射膜が蒸着により形成されて
いる。
２０３／ Ｓｉよりなる反射膜が蒸着により形成されて
いる。
またこのチップの斜辺２０の表面には、窒化Ｓｉ膜のよ
うな反射防止膜が蒸着により形成されている。
うな反射防止膜が蒸着により形成されている。
このような本発明の半導体レーザ素子の電極２１と底部
の電極１９間にこのレーザ素子を動作させるだめの電圧
を印加する。
の電極１９間にこのレーザ素子を動作させるだめの電圧
を印加する。
するとこの電圧により発光したレーザ光は、電極２１上
を矢印Ａ方向に沿って移動し、このチップの斜辺２０よ
り前面に向かって発光される。
を矢印Ａ方向に沿って移動し、このチップの斜辺２０よ
り前面に向かって発光される。
そしてこの二本の電極２１間の距離ｌの長さを調整する
ことで発振するレーザ光の位相が容易に制御できる。
ことで発振するレーザ光の位相が容易に制御できる。
この距離ｌは２０μｍ程度あれば良く、またこの距離の
調整は設計時に容易に決定でき、またこの距離の中央部
に該当する位置に回折格子が形成されるように制御する
のは容易であるので、従来の回折格子の中央部Ｏで回折
格子のピッチを変動させて位相を制御するより容易にレ
ーザ素子の発光の光の位相を制御出来る。
調整は設計時に容易に決定でき、またこの距離の中央部
に該当する位置に回折格子が形成されるように制御する
のは容易であるので、従来の回折格子の中央部Ｏで回折
格子のピッチを変動させて位相を制御するより容易にレ
ーザ素子の発光の光の位相を制御出来る。
またその他、本発明の半導体レーザ素子によれば、二等
辺の部分より反射する光を光導波路で導いて高出力のレ
ーザ素子を得ることができ、更にチップの斜辺に相当す
るレーザ素子の前方より光を取り出すことが出来るので
、このレーザ素子を設置するヒートシンクから反射され
る光の影響を受けることなく、この二等辺より反射され
た光を用いてレーザ素子の発光に帰還を掛けるようにす
ると、より大出力のレーザ素子が得られる。
辺の部分より反射する光を光導波路で導いて高出力のレ
ーザ素子を得ることができ、更にチップの斜辺に相当す
るレーザ素子の前方より光を取り出すことが出来るので
、このレーザ素子を設置するヒートシンクから反射され
る光の影響を受けることなく、この二等辺より反射され
た光を用いてレーザ素子の発光に帰還を掛けるようにす
ると、より大出力のレーザ素子が得られる。
以上述べたように本発明の半導体レーザ素子によれば、
位相制御が容易でかつ高出力でかつ製造が容易な半導体
レーザ素子が得られる効果がある。
位相制御が容易でかつ高出力でかつ製造が容易な半導体
レーザ素子が得られる効果がある。
また本発明のレーザ素子はＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザ素子に
も適用できる。
ｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザ素子に
も適用できる。
第１図は本発明の半導体レーザ素子の斜視図、第２図は
第１図のｎ−ｎ ’線に沿った断面図、第３図は従来の
半導体レーザ素子の断面図、第４図は第３図のｒＶ−Ｉ
Ｖ′線に沿った断面図である。 図に於いて、 １１は基板、１２は回折格子、１３はガイド層、１４は
活性層、１５はＰ型１ｎＰ Ｒ，１６はＮ型１ｎＰ Ｎ
、１７はコンタクト層、１８はチップ、１９．２１は電
極、２０は斜辺、２２は光導波路、２３は二等辺部、β
は光導波路間の距離、Ａは光の移動方向を示す矢印であ
る。 ／１：発明めしＶ′素り１叶ＰＬ（２）第１ｒｉＪ 才Ｔ ＩＦ、ｆｆ −ｒ′ｚア＝沿、７ｒ：；ｒｒｒｍ
ｒｍ第２図
第１図のｎ−ｎ ’線に沿った断面図、第３図は従来の
半導体レーザ素子の断面図、第４図は第３図のｒＶ−Ｉ
Ｖ′線に沿った断面図である。 図に於いて、 １１は基板、１２は回折格子、１３はガイド層、１４は
活性層、１５はＰ型１ｎＰ Ｒ，１６はＮ型１ｎＰ Ｎ
、１７はコンタクト層、１８はチップ、１９．２１は電
極、２０は斜辺、２２は光導波路、２３は二等辺部、β
は光導波路間の距離、Ａは光の移動方向を示す矢印であ
る。 ／１：発明めしＶ′素り１叶ＰＬ（２）第１ｒｉＪ 才Ｔ ＩＦ、ｆｆ −ｒ′ｚア＝沿、７ｒ：；ｒｒｒｍ
ｒｍ第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化合物半導体基板の表面に回折格子を設け、該回折格子
を設けた基板上に化合物半導体結晶層を設け、該基板を
所定の形状のチップとした半導体レーザ素子に於いて、 該半導体レーザ素子を形成するためのチップ（１８）の
形状を直角二等辺三角形状とし、該直角二等辺三角形状
のチップ（１８）の斜辺（２０）に平行となるように前
記基板（１１）に予め回折格子（１２）を設け、該チッ
プ（１８）表面に斜辺（２０）に対して垂直方向に所定
の間隔を隔てた光導波路（２２）を設けると共に、該光
導波路（２２）間を接続する電極（２１）を設け、前記
直角二等辺三角形のチップ（１８）の二等辺（２３）を
完全反射面としたことを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22255286A JPS6377183A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22255286A JPS6377183A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377183A true JPS6377183A (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=16784233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22255286A Pending JPS6377183A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6377183A (ja) |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP22255286A patent/JPS6377183A/ja active Pending
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