JPS6395687A - 光導波路付き分布帰還型レ−ザ - Google Patents
光導波路付き分布帰還型レ−ザInfo
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- JPS6395687A JPS6395687A JP24129286A JP24129286A JPS6395687A JP S6395687 A JPS6395687 A JP S6395687A JP 24129286 A JP24129286 A JP 24129286A JP 24129286 A JP24129286 A JP 24129286A JP S6395687 A JPS6395687 A JP S6395687A
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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】
〔産業上の利用分野〕 “
本発明は、光フアイバ通信用光源として用いられ、る光
導波路付き分布帰還型半導体レーザに関するものである
。
導波路付き分布帰還型半導体レーザに関するものである
。
光フアイバ通信用光源としては、高速直接変調時にも安
定な単一モード動作が可能である半導体レーザが不可欠
になってきている。そして、上記のような高性能レーザ
および機能光素子を、同一半導体基板上に複数個集積し
た光集積回路の実現が切望されている。
定な単一モード動作が可能である半導体レーザが不可欠
になってきている。そして、上記のような高性能レーザ
および機能光素子を、同一半導体基板上に複数個集積し
た光集積回路の実現が切望されている。
単一モード動作をするレーザの中でも、素子内部に回折
格子を有する。いわゆる分布帰還型（ＤＦＢ）レーザと
、その発振光に対して低損失な非活性外部導波路とを集
積した構造のレーザは、上記のような光集積の点で有望
であると考えられる。上記ＤＦＢレーザと低損失導波路
とを集積した構造としては、従来、１９８５年の応用物
理学会における付印らの発表（応用物理学会全国大会予
稿集１９８５年春、 ２’Ｊａ −Ｚ Ｂ−１０、秋、
ｉｐ−Ｍ−６）があるが、上記従来例で実際に得られて
いる構造は、いずれもＤＦＢレーザ領域と低損失導波路
領域との境界面で、結晶成長時の異常成長があり、その
結合が悪く、逆に上記境界面が反射点になることがあっ
た。また、結合部の構造を改善したものとしては、１９
８５年の電子通信学会で東盛らによって発表されたＢＩ
Ｇ型分布反射型レーザの結合構造（電子通信学会全国大
会予稿集、１９８５年春）があり、これを第４図に示す
。第４図において、１１は活性導波路層、１２は保護層
、１３は非活性導波路層、１４は分布ブラック反射器を
示している。上記従来例は分布反射型レーザの構造であ
り、分布帰還形レーザにおいては、上記のような構造は
報告されていない。
格子を有する。いわゆる分布帰還型（ＤＦＢ）レーザと
、その発振光に対して低損失な非活性外部導波路とを集
積した構造のレーザは、上記のような光集積の点で有望
であると考えられる。上記ＤＦＢレーザと低損失導波路
とを集積した構造としては、従来、１９８５年の応用物
理学会における付印らの発表（応用物理学会全国大会予
稿集１９８５年春、 ２’Ｊａ −Ｚ Ｂ−１０、秋、
ｉｐ−Ｍ−６）があるが、上記従来例で実際に得られて
いる構造は、いずれもＤＦＢレーザ領域と低損失導波路
領域との境界面で、結晶成長時の異常成長があり、その
結合が悪く、逆に上記境界面が反射点になることがあっ
た。また、結合部の構造を改善したものとしては、１９
８５年の電子通信学会で東盛らによって発表されたＢＩ
Ｇ型分布反射型レーザの結合構造（電子通信学会全国大
会予稿集、１９８５年春）があり、これを第４図に示す
。第４図において、１１は活性導波路層、１２は保護層
、１３は非活性導波路層、１４は分布ブラック反射器を
示している。上記従来例は分布反射型レーザの構造であ
り、分布帰還形レーザにおいては、上記のような構造は
報告されていない。
上記従来例のＢＩＧ型の分布反射型レーザでは。
実際の作製工程上、活性導波路層１１および保護層１２
を所定の場所に形成したのち、分布ブラック反射器１４
を上記活性導波路層１１および保護層１２が形成されて
いない領域に化学エツチングを用いて形成するが、その
際、マスクで覆われた活性導波路領域上をエツチング液
が流れ結合部分と他の領域とのエツチング速度が著しく
異なり、結合部付近のエツチング速度が速くなり、上記
結合部における他の領域の表面が不均一にエツチングさ
れるため、その後、上記活性導波路層１１、保護層１２
および分布ブラック反射器１４を包みこむように非活性
導波路層１３を形成しても、結合部での導波路形状が第
４図に示すように直線状にならない。図において１５お
よび１６はそれぞれの位置における電界分布を示してい
る。
を所定の場所に形成したのち、分布ブラック反射器１４
を上記活性導波路層１１および保護層１２が形成されて
いない領域に化学エツチングを用いて形成するが、その
際、マスクで覆われた活性導波路領域上をエツチング液
が流れ結合部分と他の領域とのエツチング速度が著しく
異なり、結合部付近のエツチング速度が速くなり、上記
結合部における他の領域の表面が不均一にエツチングさ
れるため、その後、上記活性導波路層１１、保護層１２
および分布ブラック反射器１４を包みこむように非活性
導波路層１３を形成しても、結合部での導波路形状が第
４図に示すように直線状にならない。図において１５お
よび１６はそれぞれの位置における電界分布を示してい
る。
上記従来例では、結合部における導波路形状が直線状に
ならないために、上記結合部において反射散乱がおこり
、そのための損失を生じるだけでなく、高効率結合が得
にくく、光出力の低下、レーザしきい値の上昇や発振効
率の低下を来たすという欠点を有していた。
ならないために、上記結合部において反射散乱がおこり
、そのための損失を生じるだけでなく、高効率結合が得
にくく、光出力の低下、レーザしきい値の上昇や発振効
率の低下を来たすという欠点を有していた。
本発明は、上記のような結合部における反射散乱等の発
生をできるだけ低減し、異種導波路間の結合を高め、高
効率化した高性能レーザを得ることを目的とする。
生をできるだけ低減し、異種導波路間の結合を高め、高
効率化した高性能レーザを得ることを目的とする。
上記目的は、分布帰還型レーザの活性導波路層を非活性
外部導波路層中に埋込んだ構造とすることにより達成さ
れる。
外部導波路層中に埋込んだ構造とすることにより達成さ
れる。
本発明の構造は分布帰還型であるため、活性導波路が存
在する領域に分布ブラック反射器を設ける。したがって
、活性層上の全面にブラック反射器を形成したのち、非
活性領域とすべき部分の活性層を選択的にエツチングし
て除去する。このためエツチングのむらを生じることな
く、その後、非活性導波路を形成して、活性導波路と非
活性導波路との異種導波路の軸を合わせるように直線状
に埋込むことができ、活性領域であるＤＦＢレーザ領域
と非活性外部導波路領域の両者における伝搬定数と電界
分布との整合をとるため、結合部での反射や散乱がなく
、ＤＦＢレーザで得られたレーザ光を効率よく導波路に
送り出すことができる。
在する領域に分布ブラック反射器を設ける。したがって
、活性層上の全面にブラック反射器を形成したのち、非
活性領域とすべき部分の活性層を選択的にエツチングし
て除去する。このためエツチングのむらを生じることな
く、その後、非活性導波路を形成して、活性導波路と非
活性導波路との異種導波路の軸を合わせるように直線状
に埋込むことができ、活性領域であるＤＦＢレーザ領域
と非活性外部導波路領域の両者における伝搬定数と電界
分布との整合をとるため、結合部での反射や散乱がなく
、ＤＦＢレーザで得られたレーザ光を効率よく導波路に
送り出すことができる。
第２図は上記レーザの導波路の軸線に沿った断面図を示
すが１分布帰還型レーザ領域２５と非活性導波路領域２
６との物理的寸法および組成を選定することにより、上
記両導波路領域のそれぞれの電界分布２７および２８を
整合させることができるが、その設計許容度は大きく、
上記ＤＦＢ型レーザ領域２５と非活性導波路領域２６と
の間の反射散乱を容易に低減することができる。
すが１分布帰還型レーザ領域２５と非活性導波路領域２
６との物理的寸法および組成を選定することにより、上
記両導波路領域のそれぞれの電界分布２７および２８を
整合させることができるが、その設計許容度は大きく、
上記ＤＦＢ型レーザ領域２５と非活性導波路領域２６と
の間の反射散乱を容易に低減することができる。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による光導波路付き分布帰還型レーザの
一実施例を示す一部切欠いた構造図、第２図は上記実施
例の導波路軸線に沿った要部断面図、第３図（ａ）〜（
ｅ）は上記実施例の製造工程図である。第１図において
、３１はｐ−ＩｎＰ基板、３２はλ、＝１．５５−のＧ
ａＩｎＡｓＰ活性導波路層、３３はｎ−ＩｎＰ緩衝層、
３４はλ６＝１．２Ｉ！ｒｎのｎ−ＧａＩｎＡｓＰ非活
性導波路層、３５はｎ−ＩｎＰクラッド層、３６および
３７はそれぞれｐ−ＩｎＰおよびｎ ＩｎＰｆｉ流ブ
ロック層、３８はｐ −Ｇａ ’Ｉ ｎＡｓＰ層、３９
は分布ブラック反射器である一次のグレーティング、３
ａは金属電極、３ｂはＳｉｏ、絶Ｒ層を示す。なお、上
記λ３は媒質のバンドギャップ波長を示すものである。
一実施例を示す一部切欠いた構造図、第２図は上記実施
例の導波路軸線に沿った要部断面図、第３図（ａ）〜（
ｅ）は上記実施例の製造工程図である。第１図において
、３１はｐ−ＩｎＰ基板、３２はλ、＝１．５５−のＧ
ａＩｎＡｓＰ活性導波路層、３３はｎ−ＩｎＰ緩衝層、
３４はλ６＝１．２Ｉ！ｒｎのｎ−ＧａＩｎＡｓＰ非活
性導波路層、３５はｎ−ＩｎＰクラッド層、３６および
３７はそれぞれｐ−ＩｎＰおよびｎ ＩｎＰｆｉ流ブ
ロック層、３８はｐ −Ｇａ ’Ｉ ｎＡｓＰ層、３９
は分布ブラック反射器である一次のグレーティング、３
ａは金属電極、３ｂはＳｉｏ、絶Ｒ層を示す。なお、上
記λ３は媒質のバンドギャップ波長を示すものである。
上記実施例は第３図（ａ）に示すように、ｐ−ＩｎＰ基
板３１上にλ、 、、＝ １．５５−組成のノンドープ
ＧａＩｎＡｓＰ活性導波路層３２およびｎ−ＩｎＰ緩衝
層３３をＬＰＥ成長法で順次成長させ、さらに上記ｎ−
ＩｎＰ緩衝層３３に一次のグレーティングを通′常の方
法により第３図（ｂ）のように形成する。
板３１上にλ、 、、＝ １．５５−組成のノンドープ
ＧａＩｎＡｓＰ活性導波路層３２およびｎ−ＩｎＰ緩衝
層３３をＬＰＥ成長法で順次成長させ、さらに上記ｎ−
ＩｎＰ緩衝層３３に一次のグレーティングを通′常の方
法により第３図（ｂ）のように形成する。
つぎに０１１方向に形成したストライプマスクを用いて
、第３図（ｃ）に示すように活性導波路領域４４を残し
て他の領域をＩｎＰ基板３１上まで選択エツチングし、
非活性外部導波路領域４５および４６を形成する。つい
で第３図（ｄ）に示すようにλｇ＝１．２７ａ＋組成の
ｎ−Ｇａ１ｎＡｓＰ非活性外部導波路層３４、Ｈ−Ｉｎ
Ｐクラッド層３５をＬＰＥ成長法により全面に成長させ
る。その後、第３図（ｅ）に示すように、上記活性導波
路の両側を逆メサエツチングし、該エツチング領域にｎ
−ＩｎＰ電流電流クロッ９層３６びｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層３７゜ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層３８を順次ＬＰＥ成
長法で形成して埋込み、ブラック反射器３９の上部領域
を除いてＳｉｏ２絶縁層３ｂを形成したのち、上記素子
の表面および底面に金属電極３ａをそれぞれ形成して、
第１図に示すような光導波路付き分布帰還型レーザを作
製した。
、第３図（ｃ）に示すように活性導波路領域４４を残し
て他の領域をＩｎＰ基板３１上まで選択エツチングし、
非活性外部導波路領域４５および４６を形成する。つい
で第３図（ｄ）に示すようにλｇ＝１．２７ａ＋組成の
ｎ−Ｇａ１ｎＡｓＰ非活性外部導波路層３４、Ｈ−Ｉｎ
Ｐクラッド層３５をＬＰＥ成長法により全面に成長させ
る。その後、第３図（ｅ）に示すように、上記活性導波
路の両側を逆メサエツチングし、該エツチング領域にｎ
−ＩｎＰ電流電流クロッ９層３６びｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層３７゜ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層３８を順次ＬＰＥ成
長法で形成して埋込み、ブラック反射器３９の上部領域
を除いてＳｉｏ２絶縁層３ｂを形成したのち、上記素子
の表面および底面に金属電極３ａをそれぞれ形成して、
第１図に示すような光導波路付き分布帰還型レーザを作
製した。
上記のように本実施例では、一様に形成されたグレーテ
ィングを選択エツチングをすることにより、活性導波路
領域４４および非活性導波路領域４５゜４６を形成して
いるため、従来例のように活性導波路および非活性導波
路の結合部における導波路形状が直線状となり、上記結
合部の反射・散乱を抑制することができ高効率結合を得
ることができる。
ィングを選択エツチングをすることにより、活性導波路
領域４４および非活性導波路領域４５゜４６を形成して
いるため、従来例のように活性導波路および非活性導波
路の結合部における導波路形状が直線状となり、上記結
合部の反射・散乱を抑制することができ高効率結合を得
ることができる。
上記のように本発明による光導波路付き分布帰還型レー
ザは、基板上の所定の位置に形成された活性導波路層と
、該活性導波路層の上に積層された緩衝層と、上記活性
導波路層ならびにＢ衝層の上面および前後を覆うように
形成された非活性導波路層と、上記緩り＃層と非活性導
波路層との間の所定の位置に沿って設けた分布ブラック
反射器とを有し、上記活性導波路層を有する領域が分布
帰還型レーザとして機能し、上記分布帰還型レーザの両
側もしくは片側に結合された非活性導波路層のみを有す
る非活性導波路領域が光導波路として機能し、上記光導
波路と上記分布帰還型レーザの活性導波路との軸を一致
させ整合的に結合させたことにより、結合部における導
波路形状が直線状となり良好な結合を行うため、上記結
合部の反射や散乱の発生をほとんどなくすことができ、
上記分布帰還型レーザで得たレーザ光を効率よく光導波
路に送り出すことができるため、高効率で結合された光
導波路付き分布帰還型レーザを得ることができる。
ザは、基板上の所定の位置に形成された活性導波路層と
、該活性導波路層の上に積層された緩衝層と、上記活性
導波路層ならびにＢ衝層の上面および前後を覆うように
形成された非活性導波路層と、上記緩り＃層と非活性導
波路層との間の所定の位置に沿って設けた分布ブラック
反射器とを有し、上記活性導波路層を有する領域が分布
帰還型レーザとして機能し、上記分布帰還型レーザの両
側もしくは片側に結合された非活性導波路層のみを有す
る非活性導波路領域が光導波路として機能し、上記光導
波路と上記分布帰還型レーザの活性導波路との軸を一致
させ整合的に結合させたことにより、結合部における導
波路形状が直線状となり良好な結合を行うため、上記結
合部の反射や散乱の発生をほとんどなくすことができ、
上記分布帰還型レーザで得たレーザ光を効率よく光導波
路に送り出すことができるため、高効率で結合された光
導波路付き分布帰還型レーザを得ることができる。
第１図は本発明による光導波路付き分布帰還型レーザの
一実施例を示す一部切欠いた構造図、第２図は上記実施
例の導波路軸線に沿った要部断面図、第３図（ａ）〜（
ｅ）は上記実施例の製造工程をそれぞれ示す図、第４図
は従来のＢＩＧ型分布反射型レーザの導波路軸線に沿っ
た要部断面図である。 ３１・・・基板 ３２・・・活性導波路層
３３・・・緩衝層 ３４・・・非活性導波路
層３９・・・分布ブラック反射器 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 Ｊ！Ｐ３図
一実施例を示す一部切欠いた構造図、第２図は上記実施
例の導波路軸線に沿った要部断面図、第３図（ａ）〜（
ｅ）は上記実施例の製造工程をそれぞれ示す図、第４図
は従来のＢＩＧ型分布反射型レーザの導波路軸線に沿っ
た要部断面図である。 ３１・・・基板 ３２・・・活性導波路層
３３・・・緩衝層 ３４・・・非活性導波路
層３９・・・分布ブラック反射器 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 Ｊ！Ｐ３図
Claims (1)
- １、基板上の所定の位置に形成された活性導波路層と、
該活性導波路層の上に積層された緩衝層と、上記活性導
波路層ならびに緩衝層の上面および前後を覆うように形
成された非活性導波路層と、上記緩衝層と非活性導波路
層との間の所定の位置に沿って設けた分布ブラック反射
器とを有し、上記活性導波路層を有する領域が分布帰還
型レーザとして機能し、上記分布帰還型レーザの両側も
しくは片側に結合された非活性導波路層のみを有する非
活性導波路領域が光導波路として機能し、上記光導波路
と上記分布帰還型レーザの活性導波路との軸を一致させ
整合的に結合させた光導波路付き分布帰還型レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24129286A JPS6395687A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 光導波路付き分布帰還型レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24129286A JPS6395687A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 光導波路付き分布帰還型レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395687A true JPS6395687A (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=17072098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24129286A Pending JPS6395687A (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 光導波路付き分布帰還型レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6395687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5880028A (en) * | 1995-08-31 | 1999-03-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ridge waveguide type distributed feedback semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
-
1986
- 1986-10-13 JP JP24129286A patent/JPS6395687A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5880028A (en) * | 1995-08-31 | 1999-03-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ridge waveguide type distributed feedback semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
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