JPS6396987A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6396987A JPS6396987A JP24384786A JP24384786A JPS6396987A JP S6396987 A JPS6396987 A JP S6396987A JP 24384786 A JP24384786 A JP 24384786A JP 24384786 A JP24384786 A JP 24384786A JP S6396987 A JPS6396987 A JP S6396987A
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- JP
- Japan
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- waveguide
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- semiconductor laser
- waveguides
- pattern
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- Granted
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4068—Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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〕
本発明は半導体レーザ、特にその導波路が、その光端面
より内側において相互に連結され、この連結部から両光
端面に向ってそれぞれ複数のストライプ状分岐導波路が
配列されてなるアレイ型の半導体レーザに関わる。
より内側において相互に連結され、この連結部から両光
端面に向ってそれぞれ複数のストライプ状分岐導波路が
配列されてなるアレイ型の半導体レーザに関わる。
本発明は、その光端面より内側の例えば中央で相互に連
結され、この連結部から両光端面に向ってそれぞれ複数
のストライプ状分岐導波路が配列されてなる導波路を有
する半導体レーザにおいて、その分岐導波路をその各先
端面から連結部に向って幅広として各分岐導波路の結合
を強めてファーフィールドパターン(以下FFPという
)の半値幅の狭小化と、さらに成る場合はFFPが単峰
の半導体レーザを容易かつ確実に得るごとができるよう
にする。
結され、この連結部から両光端面に向ってそれぞれ複数
のストライプ状分岐導波路が配列されてなる導波路を有
する半導体レーザにおいて、その分岐導波路をその各先
端面から連結部に向って幅広として各分岐導波路の結合
を強めてファーフィールドパターン(以下FFPという
)の半値幅の狭小化と、さらに成る場合はFFPが単峰
の半導体レーザを容易かつ確実に得るごとができるよう
にする。
従来の大出力半導体レーザとしては、第5図にその導波
路のパターン図を示すように複数のストライプ状導波路
(1)が互いに狭小な間隔dをもって平行配列された構
成によるいわゆるプレイ型構造をとるものがある。
路のパターン図を示すように複数のストライプ状導波路
(1)が互いに狭小な間隔dをもって平行配列された構
成によるいわゆるプレイ型構造をとるものがある。
ところがこのような構成による場合、その各レーザ発振
部すなわち各ストライプ状の導波路間における光の伝播
の位相が180°ずれる(N−1)次モード(1次モー
ド)が位相差0°の0次モードよりも利得が得やすいた
めにFFPの半値幅が広がるという問題点があり、また
そのFFPが第6図にしめすように双峰になる。
部すなわち各ストライプ状の導波路間における光の伝播
の位相が180°ずれる(N−1)次モード(1次モー
ド)が位相差0°の0次モードよりも利得が得やすいた
めにFFPの半値幅が広がるという問題点があり、また
そのFFPが第6図にしめすように双峰になる。
これに対して、例えば米国特許第4,255.717号
明細書及びエレクトロエックス・レターズ(Elect
ronics Letters ) 13 March
1986 Vol、22No、6第293頁〜第29
4頁に開示されているように第7図にその導波路パター
ンを路線的に示すように導波路(1)として連結部(2
)を有し、これより両光端面(3a)及び(3b)に向
ってそれぞれ複数の分岐導波路(3)をそれぞれ所要の
狭小な間隔dをもって配列した構成をとる。この場合、
各分岐導波路(3)に関する共振器相互の連結によって
隣りどうしの光の伝播の位相差が0°の0次モードが立
ち易くなるとされている。このような構成による半導体
レーザにおけるFFPは、第8図に示すように単峰性を
有するものの、その半値幅が大となりがちである。
明細書及びエレクトロエックス・レターズ(Elect
ronics Letters ) 13 March
1986 Vol、22No、6第293頁〜第29
4頁に開示されているように第7図にその導波路パター
ンを路線的に示すように導波路(1)として連結部(2
)を有し、これより両光端面(3a)及び(3b)に向
ってそれぞれ複数の分岐導波路(3)をそれぞれ所要の
狭小な間隔dをもって配列した構成をとる。この場合、
各分岐導波路(3)に関する共振器相互の連結によって
隣りどうしの光の伝播の位相差が0°の0次モードが立
ち易くなるとされている。このような構成による半導体
レーザにおけるFFPは、第8図に示すように単峰性を
有するものの、その半値幅が大となりがちである。
本発明は前述したアレイ型半導体レーザ、すなわちマル
チ光放出型の半導体レーザにおいて、そのFFPの半値
幅の狭小化とさらに必要に応じて単峰FFPを確実に得
ることのできる半導体レーザを提供するものである。
チ光放出型の半導体レーザにおいて、そのFFPの半値
幅の狭小化とさらに必要に応じて単峰FFPを確実に得
ることのできる半導体レーザを提供するものである。
すなわち、本発明においては、第7図に示した半導体レ
ーザにおいてその半値幅が大となる原因が中央連結部(
2)において各分岐導波路(3)の光のカップリングが
充分に行われずにフェーズロッキング動作がなされない
場合が生じてくることによることを究明し、これに基づ
いて上述した諸問題の解決を図るものである。
ーザにおいてその半値幅が大となる原因が中央連結部(
2)において各分岐導波路(3)の光のカップリングが
充分に行われずにフェーズロッキング動作がなされない
場合が生じてくることによることを究明し、これに基づ
いて上述した諸問題の解決を図るものである。
本発明は第1図にその導波路の拡大パターン図を路線的
に示すように、その導波路(11)が、両光端面より内
側の例えば中央に設けられた連結部(12)から両光端
面(lla)及び(llb)に向ってそれぞれ複数のス
トライプ状分岐導波路(13)が平行配列されてなり、
特にその分岐導波路(13)がそれぞれの光端面(Il
a)及び(llb)から連結部(12)に向って滑らか
に連続的に幅広となる構成をとる。
に示すように、その導波路(11)が、両光端面より内
側の例えば中央に設けられた連結部(12)から両光端
面(lla)及び(llb)に向ってそれぞれ複数のス
トライプ状分岐導波路(13)が平行配列されてなり、
特にその分岐導波路(13)がそれぞれの光端面(Il
a)及び(llb)から連結部(12)に向って滑らか
に連続的に幅広となる構成をとる。
上述したように本発明においては、複数の分岐導波路(
13)が設けられたマルチ光放出構造によるアレイ型半
導体構造をとるものであるが、その各分岐導波路(13
)を連結部(12)に向って幅広としたことによって中
央連結部(12)における相互の光のカップリングが確
実になされることによってそのフェーズロッキングが確
実になされ、これによってFFPの半値幅の狭小化がな
される。
13)が設けられたマルチ光放出構造によるアレイ型半
導体構造をとるものであるが、その各分岐導波路(13
)を連結部(12)に向って幅広としたことによって中
央連結部(12)における相互の光のカップリングが確
実になされることによってそのフェーズロッキングが確
実になされ、これによってFFPの半値幅の狭小化がな
される。
第2図及び第3図を参照して本発明による半導体レーザ
の一例を詳細に説明する。この例においては利得ガイド
型構成とした場合で、その導波路(11)を第1図に説
明したパターンとした場合である。第2図は本発明によ
る半導体レーザの一部を破断した拡大路線的平面図で、
第3図は第2図のA−A線上の拡大路線的断面図を示す
。
の一例を詳細に説明する。この例においては利得ガイド
型構成とした場合で、その導波路(11)を第1図に説
明したパターンとした場合である。第2図は本発明によ
る半導体レーザの一部を破断した拡大路線的平面図で、
第3図は第2図のA−A線上の拡大路線的断面図を示す
。
図示の例ではn型の半導体基板、例えばGaAs半導体
基板(21)上に、これと同導電型のn型の例えばGa
Al2Asよりなる第1のクラッド層(22)と、例え
ばGaAsよりなる活性層(23)と、第1のクラッド
層(22)とは異なる導電型のp型の例えばGaA1A
sよりなる第2のクラッド層(24)と、これと同導電
型のp型の例えばGaAsよりなるキャンプ層(25)
とを順次周知の技術、例えばMOCVD法(Metal
−Organic Cbe+wical Vapor
Deposition法)あるいはM B E (Mo
lecular Beam Epitaxy法)によっ
て順次形成し、キャップ層(25)側より選択的に例え
ばプロトンあるいはボロンをイオン注入することによっ
て高抵抗の電流遮断領域(26)より成る電流狭窄手段
を形成する。この電流遮断領域(26)は、例えば第1
図に示したパターンの導波路(11)を活性層(23)
に形成することができるようにこれに対応するパターン
の電流通路(30)が形成されるように第1図に示した
導波路(11)の反転パターンに形成される。 (2
7)及び(28)はキャップ層(25)上及び基1(2
1)の裏面に被着された電極を示す。
基板(21)上に、これと同導電型のn型の例えばGa
Al2Asよりなる第1のクラッド層(22)と、例え
ばGaAsよりなる活性層(23)と、第1のクラッド
層(22)とは異なる導電型のp型の例えばGaA1A
sよりなる第2のクラッド層(24)と、これと同導電
型のp型の例えばGaAsよりなるキャンプ層(25)
とを順次周知の技術、例えばMOCVD法(Metal
−Organic Cbe+wical Vapor
Deposition法)あるいはM B E (Mo
lecular Beam Epitaxy法)によっ
て順次形成し、キャップ層(25)側より選択的に例え
ばプロトンあるいはボロンをイオン注入することによっ
て高抵抗の電流遮断領域(26)より成る電流狭窄手段
を形成する。この電流遮断領域(26)は、例えば第1
図に示したパターンの導波路(11)を活性層(23)
に形成することができるようにこれに対応するパターン
の電流通路(30)が形成されるように第1図に示した
導波路(11)の反転パターンに形成される。 (2
7)及び(28)はキャップ層(25)上及び基1(2
1)の裏面に被着された電極を示す。
このような構成において電極(27)及び(28)間に
順方向電圧を印加すると、電流遮断領域(26)が設け
られた部分においては電流が遮断され、電流遮断領域(
26)が設けられていない部分に選択的に電流通路(3
0)が形成されることによって活性層(23)に第1図
に示すパターンの利得ガイド型の導波路(11)すなわ
ち光共振器が形成される。
順方向電圧を印加すると、電流遮断領域(26)が設け
られた部分においては電流が遮断され、電流遮断領域(
26)が設けられていない部分に選択的に電流通路(3
0)が形成されることによって活性層(23)に第1図
に示すパターンの利得ガイド型の導波路(11)すなわ
ち光共振器が形成される。
また、導波路(11)は、第1図に示すように連結部(
12)から両光端面(lla)及び(llb)に向って
延びるストライプ状の分岐導波路(13)をばl1is
−Ds−4μmとし、ピッチPsは8μ−に選定し得る
。また、各分岐導波路(13)の長さL8は例えば11
2μ−とし、連結部(12)の長さL2は例えば30I
JII+に選定し得る。また二図示の例では中央の連結
部(12)に関して一側方の分岐導波路(13)と他側
方の分岐導波路(13)とを半ピッチag翻させた場合
で、一方の分岐導波路(13)の数をNa本とするとき
他方の分岐導波路(13)の本数Nbを(Na−1)に
選定した場合である。そして、各分岐導波路(13)は
その先端面(lla)及び(llb)からそれぞれ中央
の連結部(12)に向って漸次幅広の例えばそれぞれ中
央の連結部(12)側において隣合う側面が一致するよ
うに、隣合う分岐導波路(13)間の間隙が例えば2等
辺3角形を呈するようになし得るが、この間隙の3角形
状の各辺すなわち、各分岐導波路(13)の両辺が直線
とするに限られず、湾曲形状とすることもできる。
12)から両光端面(lla)及び(llb)に向って
延びるストライプ状の分岐導波路(13)をばl1is
−Ds−4μmとし、ピッチPsは8μ−に選定し得る
。また、各分岐導波路(13)の長さL8は例えば11
2μ−とし、連結部(12)の長さL2は例えば30I
JII+に選定し得る。また二図示の例では中央の連結
部(12)に関して一側方の分岐導波路(13)と他側
方の分岐導波路(13)とを半ピッチag翻させた場合
で、一方の分岐導波路(13)の数をNa本とするとき
他方の分岐導波路(13)の本数Nbを(Na−1)に
選定した場合である。そして、各分岐導波路(13)は
その先端面(lla)及び(llb)からそれぞれ中央
の連結部(12)に向って漸次幅広の例えばそれぞれ中
央の連結部(12)側において隣合う側面が一致するよ
うに、隣合う分岐導波路(13)間の間隙が例えば2等
辺3角形を呈するようになし得るが、この間隙の3角形
状の各辺すなわち、各分岐導波路(13)の両辺が直線
とするに限られず、湾曲形状とすることもできる。
尚、上述した例においては高抵抗の電流遮断領域(26
)を設けて、例えば第1図に示すパターンの導波路(1
1)が活性層に生ずるようにした場合であるが、電流遮
断領域(26)としてn型の不純物をキャップff1(
25)及び第2のクラッド層(24)に至る深さに選択
的にイオン注入あるいは拡散してpn接合による電流遮
断領域を形成するようになすなど種々の利得ガイド型の
構成をどることができる。
)を設けて、例えば第1図に示すパターンの導波路(1
1)が活性層に生ずるようにした場合であるが、電流遮
断領域(26)としてn型の不純物をキャップff1(
25)及び第2のクラッド層(24)に至る深さに選択
的にイオン注入あるいは拡散してpn接合による電流遮
断領域を形成するようになすなど種々の利得ガイド型の
構成をどることができる。
また、本発明による半導体レーザは利得ガイド型構成に
よるばかりでなく、例えば屈折率ガイド型構成とするこ
ともできる。この場合の一例を第4図を参照して説明す
る。第4図において第3図と対応する部分には同一符号
を付して重複説明を省略するが、この場合においては第
2のクラッド層(24)中に活性層(23)からの光を
吸収し、かつ成る場合は電流遮断効果をも有する例えば
n型の光吸収領域(29)を設けて活性層(23)に屈
折率ガイド型による導波路を形成することができる。
よるばかりでなく、例えば屈折率ガイド型構成とするこ
ともできる。この場合の一例を第4図を参照して説明す
る。第4図において第3図と対応する部分には同一符号
を付して重複説明を省略するが、この場合においては第
2のクラッド層(24)中に活性層(23)からの光を
吸収し、かつ成る場合は電流遮断効果をも有する例えば
n型の光吸収領域(29)を設けて活性層(23)に屈
折率ガイド型による導波路を形成することができる。
すなわち、この場合においても光吸収層(29)のパタ
ーンは、例えば第1図で説明した導波路パターンと反転
したパターンに形成し、光吸収層(29)が存在しない
直下において導波路を形成する。
ーンは、例えば第1図で説明した導波路パターンと反転
したパターンに形成し、光吸収層(29)が存在しない
直下において導波路を形成する。
また、第1図で説明した導波路においては、連結部(1
2)を挟んでその一方と他方の分岐導波路(13)が互
いに半ピツチanaiするようにした場合であるが、成
る場合は再分岐導波路が直線上に同数をもって配列した
構造とすることもできる。
2)を挟んでその一方と他方の分岐導波路(13)が互
いに半ピツチanaiするようにした場合であるが、成
る場合は再分岐導波路が直線上に同数をもって配列した
構造とすることもできる。
また、第3図及び第4図の利得ガイド型半導体レーザあ
るいは屈折率ガイド型半導体レーザに限らず、種々の利
得ガイド型あるいは屈折率ガイド型またはこれらの組合
わせによるガイド型構造を有する半導体レーザ等に本発
明を適用することができる。
るいは屈折率ガイド型半導体レーザに限らず、種々の利
得ガイド型あるいは屈折率ガイド型またはこれらの組合
わせによるガイド型構造を有する半導体レーザ等に本発
明を適用することができる。
さらに、第3図及び第4図に示した各部の導電型と逆の
導電型を有する半導体レーザとすることもできる。
導電型を有する半導体レーザとすることもできる。
上述したように本発明においては、複数の分岐導波路(
13)が配列されたマルチ光放出型の大出力半導体レー
ザ構造をとるものであるが、連結部(12)を設けたこ
とにより、また各分岐導波路(13)を連結部(12)
に向って幅広としたことによって各分岐路間の結合が強
められ、これによって0次モードの光電界分布が強めら
れると同時にフェーズロッキングが確実になされたこと
によってFFPの半値幅が狭小となる。また第1図で説
明したように連結部(12)を挟んで両側の各分岐導波
路を半ピツチずらす構造とするときには0次モードが立
ちやすく確実に単峰のFFPを示す半導体レーザを構成
することができる。
13)が配列されたマルチ光放出型の大出力半導体レー
ザ構造をとるものであるが、連結部(12)を設けたこ
とにより、また各分岐導波路(13)を連結部(12)
に向って幅広としたことによって各分岐路間の結合が強
められ、これによって0次モードの光電界分布が強めら
れると同時にフェーズロッキングが確実になされたこと
によってFFPの半値幅が狭小となる。また第1図で説
明したように連結部(12)を挟んで両側の各分岐導波
路を半ピツチずらす構造とするときには0次モードが立
ちやすく確実に単峰のFFPを示す半導体レーザを構成
することができる。
第1図は本発明による半導体レーザの一例の導波路の路
線的パターン図、第2図は本発明による半導体レーザの
一例の一部破断の拡大平面図、第3図は第2図のA−A
線上の拡大断面図、第4図は本発明による半導体レーザ
の他の例の拡大M面図、第5図は従来のアレイ型半導体
レーザの導波路のパターン図、第6図はそのファーフィ
ールドパターン図、第7図は従来の半導体レーザの導波
路のパターン図、第8図はそのファーフィールドパター
ン図である。 (If)は導波路、(12ンは連結部、(13)は分岐
導波路である。
線的パターン図、第2図は本発明による半導体レーザの
一例の一部破断の拡大平面図、第3図は第2図のA−A
線上の拡大断面図、第4図は本発明による半導体レーザ
の他の例の拡大M面図、第5図は従来のアレイ型半導体
レーザの導波路のパターン図、第6図はそのファーフィ
ールドパターン図、第7図は従来の半導体レーザの導波
路のパターン図、第8図はそのファーフィールドパター
ン図である。 (If)は導波路、(12ンは連結部、(13)は分岐
導波路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 連結部から両光端面に向ってそれぞれ複数のストライプ
状分岐導波路が配列されてなる導波路を有する半導体レ
ーザにおいて、 分岐導波路が光端面から互いの連結部に向って幅広とさ
れてなることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61243847A JPH0810778B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61243847A JPH0810778B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6396987A true JPS6396987A (ja) | 1988-04-27 |
JPH0810778B2 JPH0810778B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17109835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61243847A Expired - Fee Related JPH0810778B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0810778B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014120556A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018123019A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Gewinngeführter halbleiterlaser und herstellungsverfahren hierfür |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5681993A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-04 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element |
JPS61164292A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
JPS62140486A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-24 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
-
1986
- 1986-10-14 JP JP61243847A patent/JPH0810778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014120556A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0810778B2 (ja) | 1996-01-31 |
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