JP2001144379A - 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置 - Google Patents
半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置Info
- Publication number
- JP2001144379A JP2001144379A JP32422699A JP32422699A JP2001144379A JP 2001144379 A JP2001144379 A JP 2001144379A JP 32422699 A JP32422699 A JP 32422699A JP 32422699 A JP32422699 A JP 32422699A JP 2001144379 A JP2001144379 A JP 2001144379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser device
- active layer
- composition
- optical communication
- 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
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】長波長領域で発振し、閾値電流が小さく高効率
な半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置を提供
すること。 【解決手段】活性層を複数のＧaＩnＮＡs量子ドットで
構成する。特に、Ｉnの組成を０．４以上で１以下と
し、Ｎの組成を０．０１以上で０．２以下とすることが
望ましい。
な半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置を提供
すること。 【解決手段】活性層を複数のＧaＩnＮＡs量子ドットで
構成する。特に、Ｉnの組成を０．４以上で１以下と
し、Ｎの組成を０．０１以上で０．２以下とすることが
望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体から
なるレーザに係り、特に光通信の送信光源及び計測用光
源に適用して好適な長波長発振の半導体レ−ザ装置及び
それを用いた光通信装置に関する。
なるレーザに係り、特に光通信の送信光源及び計測用光
源に適用して好適な長波長発振の半導体レ−ザ装置及び
それを用いた光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光記録等、各産業に幅広く使用
されている半導体レーザ装置（以下単に「半導体レー
ザ」という）は、高性能化及び低コスト化が求められて
いる。半導体レーザの高性能化に対しては、量子ドット
活性層構造及び量子細線構造が注目されている。現在、
実用化されている量子井戸層が１次元方向にのみ、即ち
基板に垂直な方向にのみ量子化されるのに対して、量子
ドット活性層は３次元方向に、即ち基板に垂直な方向並
びに基板の面の縦及び横の方向の３方向に電子及び正孔
が量子化され、量子細線活性層は２次元方向に、即ち基
板に垂直な方向及び基板の面の縦、横のいずれかの方向
の２方向に電子及び正孔が量子化される。このように３
次元及び２次元に電子及び正孔が量子化されると、１次
元量子化に比べて電子及び正孔の状態密度が減少する。
この効果により、閾値電流の低減、高効率化が可能とな
る。
されている半導体レーザ装置（以下単に「半導体レー
ザ」という）は、高性能化及び低コスト化が求められて
いる。半導体レーザの高性能化に対しては、量子ドット
活性層構造及び量子細線構造が注目されている。現在、
実用化されている量子井戸層が１次元方向にのみ、即ち
基板に垂直な方向にのみ量子化されるのに対して、量子
ドット活性層は３次元方向に、即ち基板に垂直な方向並
びに基板の面の縦及び横の方向の３方向に電子及び正孔
が量子化され、量子細線活性層は２次元方向に、即ち基
板に垂直な方向及び基板の面の縦、横のいずれかの方向
の２方向に電子及び正孔が量子化される。このように３
次元及び２次元に電子及び正孔が量子化されると、１次
元量子化に比べて電子及び正孔の状態密度が減少する。
この効果により、閾値電流の低減、高効率化が可能とな
る。
【０００３】電子及び正孔の量子化の次元が増加するほ
ど、状態密度が減少するため、量子井戸、量子細線、量
子ドットの順にレーザ特性が向上する。量子ドットの半
導体レーザへの応用については米国文献「ＩＥＥＥフォ
トニクス・テクノロジー・レターズ(IEEE Photonics Te
chnology Letters）第１０巻第２号（１９９８年２月発
行）第１８５頁〜第１８７頁（D. L. Huffaker他、“1.
15-μm Wavelength Oxide-Confined Quantum-Dot Verti
cal-Cavity Surface-Emitting Laser”）に開示されて
いる。同文献では、ＧaＡs基板上に自己形成型のＧaxＩ
n1-xＡs（ｘは組成の割合：０≦ｘ≦１）量子ドットを
活性層に持つ面発光レーザを作製して低閾値発振を実現
している。しかし、発振波長が１．１５μｍに留まって
おり、光通信用途に適合する、即ち、光ファイバを用い
た長距離伝搬を可能にする１．３μｍ及び１．５５μｍ
帯の量子ドット半導体レーザは実現されていない。
ど、状態密度が減少するため、量子井戸、量子細線、量
子ドットの順にレーザ特性が向上する。量子ドットの半
導体レーザへの応用については米国文献「ＩＥＥＥフォ
トニクス・テクノロジー・レターズ(IEEE Photonics Te
chnology Letters）第１０巻第２号（１９９８年２月発
行）第１８５頁〜第１８７頁（D. L. Huffaker他、“1.
15-μm Wavelength Oxide-Confined Quantum-Dot Verti
cal-Cavity Surface-Emitting Laser”）に開示されて
いる。同文献では、ＧaＡs基板上に自己形成型のＧaxＩ
n1-xＡs（ｘは組成の割合：０≦ｘ≦１）量子ドットを
活性層に持つ面発光レーザを作製して低閾値発振を実現
している。しかし、発振波長が１．１５μｍに留まって
おり、光通信用途に適合する、即ち、光ファイバを用い
た長距離伝搬を可能にする１．３μｍ及び１．５５μｍ
帯の量子ドット半導体レーザは実現されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＩnxＧa1-xＡs量子ド
ットを長波長化するためには、Ｉnの組成（１−ｘの
値）を大きくし、ＧaxＩn1-xＡsのバンドギャップを下
げることになる。しかし、単にＩnの組成を増大させる
だけでは、ＧaＡs基板とＧaxＩn1-xＡs量子ドットの格
子不整合が増大し、それに伴って量子ドットの結晶性が
劣化するという結果を招き、１．３μｍ以上で発振する
量子ドット半導体レーザを得ることができない。量子ド
ットの良好な結晶性を保ちながらＩnの組成を増大させ
る方策が必要になる。
ットを長波長化するためには、Ｉnの組成（１−ｘの
値）を大きくし、ＧaxＩn1-xＡsのバンドギャップを下
げることになる。しかし、単にＩnの組成を増大させる
だけでは、ＧaＡs基板とＧaxＩn1-xＡs量子ドットの格
子不整合が増大し、それに伴って量子ドットの結晶性が
劣化するという結果を招き、１．３μｍ以上で発振する
量子ドット半導体レーザを得ることができない。量子ド
ットの良好な結晶性を保ちながらＩnの組成を増大させ
る方策が必要になる。
【０００５】本発明の目的は、長波長領域で発振し、閾
値電流が小さく高効率な半導体レーザ装置及びそれを用
いた光通信装置を提供することにある。
値電流が小さく高効率な半導体レーザ装置及びそれを用
いた光通信装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ＧaＩnＡsに窒素Ｎを加
えたＧaＩnＮＡs量子井戸層の従来の１次元量子化構造
において、Ｎの増大により半導体バンドギャップの減少
即ち発振波長の増大及び歪み量の減少が起こり、安定し
た１．３μｍ及び１．５５μｍ帯の半導体レーザを得る
ことが可能であることが知られている〔例えば応用物理
学欧文誌刊行会１９９６年発行「ジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス（Japanese jou
rnal of Applied Physics）第３５号第１２７３頁〜第
１２７５頁（M. Kondow他“ＧaＩnＮＡs: A Novel Mate
rial for Long-Wavelength-Range Laser Diodes with E
xcellent High-Temperature Performance”）参照〕。
えたＧaＩnＮＡs量子井戸層の従来の１次元量子化構造
において、Ｎの増大により半導体バンドギャップの減少
即ち発振波長の増大及び歪み量の減少が起こり、安定し
た１．３μｍ及び１．５５μｍ帯の半導体レーザを得る
ことが可能であることが知られている〔例えば応用物理
学欧文誌刊行会１９９６年発行「ジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス（Japanese jou
rnal of Applied Physics）第３５号第１２７３頁〜第
１２７５頁（M. Kondow他“ＧaＩnＮＡs: A Novel Mate
rial for Long-Wavelength-Range Laser Diodes with E
xcellent High-Temperature Performance”）参照〕。
【０００７】本発明者は、このＧaＩnＮＡs量子井戸層
を採り上げて考察と実験を繰り返した結果、従来の１次
元量子化構造において最適とされる作製条件に比較して
Ｉnの組成を上げることにより、良好な島状のＧaＩnＮ
Ａs量子ドットが得られることを見い出した。本発明
は、このような知見に基づいてなされたものである。
を採り上げて考察と実験を繰り返した結果、従来の１次
元量子化構造において最適とされる作製条件に比較して
Ｉnの組成を上げることにより、良好な島状のＧaＩnＮ
Ａs量子ドットが得られることを見い出した。本発明
は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００８】即ち、本発明において上記目的は、ＧaxＩ
n1-xＮyＡs1-yで構成される量子ドット構造を活性層と
する半導体レーザ装置によって達成される。特に、良好
な量子効果が得られるＩnの組成は０．４以上、１以下
であり、Ｎの組成は０．０１以上、０．２以下である。
このような組成により、光通信に有用な１．３μｍ〜
１．５５μｍ帯及び光計測に有用な数μｍの発振波長を
得ることができる。
n1-xＮyＡs1-yで構成される量子ドット構造を活性層と
する半導体レーザ装置によって達成される。特に、良好
な量子効果が得られるＩnの組成は０．４以上、１以下
であり、Ｎの組成は０．０１以上、０．２以下である。
このような組成により、光通信に有用な１．３μｍ〜
１．５５μｍ帯及び光計測に有用な数μｍの発振波長を
得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体レーザ
装置及びそれを用いた光通信装置を図面を用いた幾つか
の実施例による発明の実施の形態を参照して更に詳細に
説明する。
装置及びそれを用いた光通信装置を図面を用いた幾つか
の実施例による発明の実施の形態を参照して更に詳細に
説明する。
【００１０】
【実施例】＜実施例１＞本発明のＧaＩnＮＡs量子ドッ
トを活性層に用いた１．３μｍ帯面発光レーザを図１に
示す。当該面発光レーザは、ｎ型ＧaＡs基板７上に順
次、ｎ型ＡlＡs／ＧaＡsの２４．５対から成る下部半導
体多層反射鏡膜５、厚さ０．１μｍのｎ型ＧaＡsの下部
ガイド層８、ＧaxＩn1-xＮyＡs1-y／ＧaＡsから成る量
子ドット活性層１、厚さ０．０４μｍのｐ型ＧaＡsの第
１の上部ガイド層９、厚さ０．０１μｍのＧa0.1Ａl0.9
Ａsが酸化された電流狭窄層４、厚さ０．０４μｍのｐ
型ＧaＡsの第２の上部ガイド層１０、ｐ型ＡlＡs／Ｇa
Ａsから成る２２対の上部半導体多層反射鏡膜２が積層
された構造を有し、上部半導体多層反射鏡膜２上に上部
電極３が設置される。更に、ＧaＡs基板７の下面に下部
電極６が設置される。下部電極６の中心部は、レーザ光
をそこから出射させるため削除されている。
トを活性層に用いた１．３μｍ帯面発光レーザを図１に
示す。当該面発光レーザは、ｎ型ＧaＡs基板７上に順
次、ｎ型ＡlＡs／ＧaＡsの２４．５対から成る下部半導
体多層反射鏡膜５、厚さ０．１μｍのｎ型ＧaＡsの下部
ガイド層８、ＧaxＩn1-xＮyＡs1-y／ＧaＡsから成る量
子ドット活性層１、厚さ０．０４μｍのｐ型ＧaＡsの第
１の上部ガイド層９、厚さ０．０１μｍのＧa0.1Ａl0.9
Ａsが酸化された電流狭窄層４、厚さ０．０４μｍのｐ
型ＧaＡsの第２の上部ガイド層１０、ｐ型ＡlＡs／Ｇa
Ａsから成る２２対の上部半導体多層反射鏡膜２が積層
された構造を有し、上部半導体多層反射鏡膜２上に上部
電極３が設置される。更に、ＧaＡs基板７の下面に下部
電極６が設置される。下部電極６の中心部は、レーザ光
をそこから出射させるため削除されている。
【００１１】更に、上部半導体多層反射鏡２から下部ガ
イド層８までは、側部が垂直にエッチングされる。電流
狭窄層４は、水蒸気雰囲気中でＧa0.1Ａl0.9Ａsが酸化
された層である。図１において、中央部の１１は、酸化
されずに残ったキャリア通過領域である。電流の大部分
はこのキャリア通過領域１１に集中して流れるため、閾
値電流を小さくすることができる。
イド層８までは、側部が垂直にエッチングされる。電流
狭窄層４は、水蒸気雰囲気中でＧa0.1Ａl0.9Ａsが酸化
された層である。図１において、中央部の１１は、酸化
されずに残ったキャリア通過領域である。電流の大部分
はこのキャリア通過領域１１に集中して流れるため、閾
値電流を小さくすることができる。
【００１２】量子ドット活性層１の拡大図を図２に示
す。図２は量子ドットをスタック形状に配置した活性層
１を示したものであり、１３はＧaＡsバリア領域、１２
はＧaxＩn1-xＮyＡs1-y量子ドット領域である。本実施
例では、ｘ＝０．５，ｙ＝０．０１の組成の量子ドット
を用いて１．３μｍ発振に適合する活性層を実現した。
本量子ドットはガスソースＭＢＥ（分子線エピタキシ
ー）法により作製した。３族元素の原料はガリウムＧa
とインジウムＩnを用い、５族元素の原料にはアルシン
ガスとＲＦ（Radio Frequency）プラズマで活性化した
窒素ガスを用いた。
す。図２は量子ドットをスタック形状に配置した活性層
１を示したものであり、１３はＧaＡsバリア領域、１２
はＧaxＩn1-xＮyＡs1-y量子ドット領域である。本実施
例では、ｘ＝０．５，ｙ＝０．０１の組成の量子ドット
を用いて１．３μｍ発振に適合する活性層を実現した。
本量子ドットはガスソースＭＢＥ（分子線エピタキシ
ー）法により作製した。３族元素の原料はガリウムＧa
とインジウムＩnを用い、５族元素の原料にはアルシン
ガスとＲＦ（Radio Frequency）プラズマで活性化した
窒素ガスを用いた。
【００１３】ここで、島状に成長したＧaＩnＮＡsの横
方向の直径、フォトルミネッセンス波長及び全半値幅に
対するＧaＩnＮＡs結晶のＩn組成の関係を実験によって
調べた。結果を図３に示す。フォトルミネッセンスと
は、光励起により活性層の発光波長を観測するものであ
り、光励起によるフォトルミネッセンスの波長は、ほぼ
レーザの発振波長に等しい。実験では光励起光源として
波長が５１４．５ｎｍのＡrレーザを用いた。活性層の
生成において、Ｎの組成を０．０１に一定にし、結晶成
長の温度を５５０℃とした。
方向の直径、フォトルミネッセンス波長及び全半値幅に
対するＧaＩnＮＡs結晶のＩn組成の関係を実験によって
調べた。結果を図３に示す。フォトルミネッセンスと
は、光励起により活性層の発光波長を観測するものであ
り、光励起によるフォトルミネッセンスの波長は、ほぼ
レーザの発振波長に等しい。実験では光励起光源として
波長が５１４．５ｎｍのＡrレーザを用いた。活性層の
生成において、Ｎの組成を０．０１に一定にし、結晶成
長の温度を５５０℃とした。
【００１４】図３において、従来のＧaＩnＮＡs量子井
戸層を作製する条件である０．３のＩn組成では、この
温度でＧaＩnＮＡsは島状に成長するが、その直径は３
０ｎｍと大きく量子ドットの効果が得られない。そのた
めフォトルミネッセンス全半値幅が３７ｍｅＶと大き
く、半導体レーザの活性層には不適であった。これに対
してＩn組成を上げて０．４以上にすると、島状ＧaＩn
ＮＡsの横直径が２０ｎｍ以下と小さくなって量子ドッ
トの効果が得られることが判明し、フォトルミネッセン
ス全半値幅が減少することが判明した。このときの量子
ドットの体積は２２００ｎｍ3以下であった。更にＩn組
成を０．５に上げることにより、１．３μｍ帯のフォト
ルミネッセンス波長を得ることができた。このとき、Ｎ
添加により歪量が減少するため結晶性は劣化しなかっ
た。Ｉn組成は、１まで大きくすることが可能であっ
た。また、量子ドットの体積は、小さくなると発振波長
を下げる影響が出るため２７ｎｍ3が長波長を得るため
の限界であった。
戸層を作製する条件である０．３のＩn組成では、この
温度でＧaＩnＮＡsは島状に成長するが、その直径は３
０ｎｍと大きく量子ドットの効果が得られない。そのた
めフォトルミネッセンス全半値幅が３７ｍｅＶと大き
く、半導体レーザの活性層には不適であった。これに対
してＩn組成を上げて０．４以上にすると、島状ＧaＩn
ＮＡsの横直径が２０ｎｍ以下と小さくなって量子ドッ
トの効果が得られることが判明し、フォトルミネッセン
ス全半値幅が減少することが判明した。このときの量子
ドットの体積は２２００ｎｍ3以下であった。更にＩn組
成を０．５に上げることにより、１．３μｍ帯のフォト
ルミネッセンス波長を得ることができた。このとき、Ｎ
添加により歪量が減少するため結晶性は劣化しなかっ
た。Ｉn組成は、１まで大きくすることが可能であっ
た。また、量子ドットの体積は、小さくなると発振波長
を下げる影響が出るため２７ｎｍ3が長波長を得るため
の限界であった。
【００１５】この量子ドット活性層を使用した面発光レ
ーザである本半導体レーザ装置は、波長１．３１μｍの
単一モードで発振し、室温において３．４ｍＡの低閾値
電流を得ることができた。また、８５℃の高温において
も５ｍＡの低閾値電流であった。また、８５℃における
推定寿命時間は、１．８×１０5時間と高い信頼性を得
ることができた。
ーザである本半導体レーザ装置は、波長１．３１μｍの
単一モードで発振し、室温において３．４ｍＡの低閾値
電流を得ることができた。また、８５℃の高温において
も５ｍＡの低閾値電流であった。また、８５℃における
推定寿命時間は、１．８×１０5時間と高い信頼性を得
ることができた。
【００１６】なお、Ｎ組成が大きくなる程発振波長が長
くなるが、０．２でバンドギャプが消失して半導体レー
ザが発振不能となるので、Ｎ組成の上限は０．２とな
る。
くなるが、０．２でバンドギャプが消失して半導体レー
ザが発振不能となるので、Ｎ組成の上限は０．２とな
る。
【００１７】＜実施例２＞本発明のＧaＩnＮＡs量子ド
ットを活性層に用いた光通信用の１．５５μｍ帯ファブ
リペロー（Fabry-Perot）型端面型半導体レーザを図４
に示す。当該半導体レーザは、ｎ型ＧaＡs半導体基板７
上に順次、厚さ１μｍのn型ＧaＡlＡs下部クラッド層１
７、厚さ０．１５μｍでｎ型の下部ＧaＡsガイド層１
５、ＧaxＩn1-xＮyＡs1-y／ＧaＡs量子ドット活性層
１、厚さ０．１μｍでｐ型のＧaＡs上部ガイド層１４、
厚さ１．７μｍのｐ型ＧaＡlＡs上部クラッド層１６及
びｐ型ＧaＡsコンタクト層１８（厚さ０．１μｍ）が積
層された構造を有する。量子ドット活性層１の幅は１．
３μｍであり、その側部には鉄Ｆeをドープした半絶縁
性ＧaＡs層１９が埋め込まれている。量子ドット活性層
１は実施例１と同様の図２の構造を用いた。
ットを活性層に用いた光通信用の１．５５μｍ帯ファブ
リペロー（Fabry-Perot）型端面型半導体レーザを図４
に示す。当該半導体レーザは、ｎ型ＧaＡs半導体基板７
上に順次、厚さ１μｍのn型ＧaＡlＡs下部クラッド層１
７、厚さ０．１５μｍでｎ型の下部ＧaＡsガイド層１
５、ＧaxＩn1-xＮyＡs1-y／ＧaＡs量子ドット活性層
１、厚さ０．１μｍでｐ型のＧaＡs上部ガイド層１４、
厚さ１．７μｍのｐ型ＧaＡlＡs上部クラッド層１６及
びｐ型ＧaＡsコンタクト層１８（厚さ０．１μｍ）が積
層された構造を有する。量子ドット活性層１の幅は１．
３μｍであり、その側部には鉄Ｆeをドープした半絶縁
性ＧaＡs層１９が埋め込まれている。量子ドット活性層
１は実施例１と同様の図２の構造を用いた。
【００１８】両端面に反射鏡となる劈開面を持つファブ
リペロー型の本半導体レーザ装置は、１．５４μｍでレ
ーザ発振し、量子ドット活性層の低閾値性と高効率性を
反映して共振器長４００μｍにおいて、２．８ｍＡの低
閾値電流を得ることができた。８５℃の高温においても
４．３ｍＡの低閾値電流であり、この温度における推定
寿命時間は、３．９×１０5時間と高い信頼性を得るこ
とができた。
リペロー型の本半導体レーザ装置は、１．５４μｍでレ
ーザ発振し、量子ドット活性層の低閾値性と高効率性を
反映して共振器長４００μｍにおいて、２．８ｍＡの低
閾値電流を得ることができた。８５℃の高温においても
４．３ｍＡの低閾値電流であり、この温度における推定
寿命時間は、３．９×１０5時間と高い信頼性を得るこ
とができた。
【００１９】なお、本実施例では共振器構造の反射鏡が
端面で構成されるファブリペロー型レーザについて述べ
たが、本発明は、共振器構造の反射鏡が活性層に平行に
構成された回折格子からなる分布帰還型のレーザにも適
用可能であり、同様の効果が得られることは言うまでも
ない。更に、レーザの前方部にレンズ機能を備えたモー
ド拡大器集積化レーザに対しても本発明を適用できるこ
とは言うまでもない。
端面で構成されるファブリペロー型レーザについて述べ
たが、本発明は、共振器構造の反射鏡が活性層に平行に
構成された回折格子からなる分布帰還型のレーザにも適
用可能であり、同様の効果が得られることは言うまでも
ない。更に、レーザの前方部にレンズ機能を備えたモー
ド拡大器集積化レーザに対しても本発明を適用できるこ
とは言うまでもない。
【００２０】＜実施例３＞実施例２による半導体レーザ
装置を用いて構成した光通信装置を図５に示す。具体的
には、半導体レーザは８チャンネルにアレイ化したもの
であり、当該光通信装置は、並列伝送用光送信モジュー
ルとして構成される。
装置を用いて構成した光通信装置を図５に示す。具体的
には、半導体レーザは８チャンネルにアレイ化したもの
であり、当該光通信装置は、並列伝送用光送信モジュー
ルとして構成される。
【００２１】図５において、５０１は、８チャンネルに
アレイ化した半導体レーザ、５０２は、アレイ化半導体
レーザ５０１のレーザ光を伝送する並列光ファイバ、５
０３は、アレイ化半導体レーザ５０１のレーザ光を並列
光ファイバ５０２に集光するための集光用レンズ、５０
４は、アレイ化半導体レーザ５０１を固定するための放
熱サブマウント、５０５は、入力デジタル電気信号に基
づいてアレイ化半導体レーザ５０１の各半導体レーザを
駆動するための電気回路によるドライブＩＣである。更
に、５０６は、入力デジタル電気信号及び制御信号をド
ライブＩＣ５０５に供給するための電気端子と電源端子
であり、５０７は、以上の各部品を搭載するための光送
信モジュール用基板である。
アレイ化した半導体レーザ、５０２は、アレイ化半導体
レーザ５０１のレーザ光を伝送する並列光ファイバ、５
０３は、アレイ化半導体レーザ５０１のレーザ光を並列
光ファイバ５０２に集光するための集光用レンズ、５０
４は、アレイ化半導体レーザ５０１を固定するための放
熱サブマウント、５０５は、入力デジタル電気信号に基
づいてアレイ化半導体レーザ５０１の各半導体レーザを
駆動するための電気回路によるドライブＩＣである。更
に、５０６は、入力デジタル電気信号及び制御信号をド
ライブＩＣ５０５に供給するための電気端子と電源端子
であり、５０７は、以上の各部品を搭載するための光送
信モジュール用基板である。
【００２２】ドライブＩＣ５０５は、温度を検知して駆
動電流を変化させ、半導体レーザの光出力を一定に保つ
ようにすることができる。半導体レーザアレイ５０１の
閾値電流の低減を反映して低スキュー（低い遅延バラツ
キ）を実現し、１．２Ｇｂ／ｓの伝送速度を得ることが
できた。
動電流を変化させ、半導体レーザの光出力を一定に保つ
ようにすることができる。半導体レーザアレイ５０１の
閾値電流の低減を反映して低スキュー（低い遅延バラツ
キ）を実現し、１．２Ｇｂ／ｓの伝送速度を得ることが
できた。
【００２３】本実施例ではアレイ化半導体レーザを用い
た並列伝送用光送信モジュールについて述べたが、本発
明は、単一の半導体レーザを送信光源として用いる光送
信モジュールに対しても適用することができることは言
うまでもない。
た並列伝送用光送信モジュールについて述べたが、本発
明は、単一の半導体レーザを送信光源として用いる光送
信モジュールに対しても適用することができることは言
うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、ＧaＩnＮＡsで構成さ
れる活性層を量子ドット構造とすることが可能となるの
で、閾値電流が低い高効率の長波長帯半導体レーザを実
現することができる。本発明の半導体レーザを用いるこ
とにより、高速かつ低消費電力の光通信装置を実現する
ことができる。
れる活性層を量子ドット構造とすることが可能となるの
で、閾値電流が低い高効率の長波長帯半導体レーザを実
現することができる。本発明の半導体レーザを用いるこ
とにより、高速かつ低消費電力の光通信装置を実現する
ことができる。
【図１】本発明に係る半導体レーザ装置の第１の実施例
を説明するたの構造断面図。
を説明するたの構造断面図。
【図２】第１の実施例の活性層を説明するための構造
図。
図。
【図３】本発明の効果を説明するための曲線図。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための鳥瞰
図。
図。
【図５】本発明の第３の実施例を説明するための鳥瞰
図。
図。
１…ＧaＩnＮＡs量子ドット活性層、２…上部半導体多
層反射鏡膜、３…上部電極、４…電流狭窄層、５…下部
半導体多層反射鏡膜、６…下部電極、７…ＧaＡs半導体
基板、８…下部ガイド層、９…第１の上部ガイド層、１
０…第２の上部ガイド層、１１…キャリア通過領域、１
２…ＧaＩnＮＡs量子ドット、１３…ＧaＡsバリア領
域、１４…ＧaＡs上部ガイド層、１５…下部ＧaＡsガイ
ド層、１６…ＧaＡlＡs上部クラッド層、１７…ＧaＡl
Ａs下部クラッド層、１８…ＧaＡsコンタクト層、１９
…半絶縁性ＧaＡs層
層反射鏡膜、３…上部電極、４…電流狭窄層、５…下部
半導体多層反射鏡膜、６…下部電極、７…ＧaＡs半導体
基板、８…下部ガイド層、９…第１の上部ガイド層、１
０…第２の上部ガイド層、１１…キャリア通過領域、１
２…ＧaＩnＮＡs量子ドット、１３…ＧaＡsバリア領
域、１４…ＧaＡs上部ガイド層、１５…下部ＧaＡsガイ
ド層、１６…ＧaＡlＡs上部クラッド層、１７…ＧaＡl
Ａs下部クラッド層、１８…ＧaＡsコンタクト層、１９
…半絶縁性ＧaＡs層
Claims (5)
- 【請求項１】 光を発する活性層を有する共振器構造を
基板上に備えた半導体レーザ装置であって、当該活性層
は、複数のＧaＩnＮＡsの量子ドットを有してなること
を特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記活性層は、ＧaＩnＮＡsのＩnの組成
が０．４以上で１以下であり、Ｎの組成が０．０１以上
で０．２未満であることを特徴とする請求項１に記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記活性層は、１個の量子ドットの体積
が２２００ｎｍ3以下で２７ｎｍ3以上あることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記活性層は、量子ドットがバリア領域
を挟んでスタック形状に積層されていることを特徴とす
る請求項１〜請求項３のいずれか一に記載の半導体レー
ザ装置。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか一に記載
の半導体レーザ装置と、当該半導体レーザ装置の出射す
るレーザ光を伝送する光ファイバと、当該半導体レーザ
装置を駆動する電気回路とを含んでなることを特徴とす
る光通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32422699A JP2001144379A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32422699A JP2001144379A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001144379A true JP2001144379A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18163457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32422699A Pending JP2001144379A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001144379A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2380605A (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-09 | Toshiba Res Europ Ltd | A photon source and method of its fabrication and operation |
| US7522647B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-04-21 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser and method of fabricating the same |
| WO2011046004A1 (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | 株式会社Ｑｄレーザ | 光送受信装置 |
-
1999
- 1999-11-15 JP JP32422699A patent/JP2001144379A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2380605A (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-09 | Toshiba Res Europ Ltd | A photon source and method of its fabrication and operation |
| GB2380605B (en) * | 2001-10-02 | 2004-01-14 | Toshiba Res Europ Ltd | A photon source and method of its fabrication and operation |
| US6864501B2 (en) | 2001-10-02 | 2005-03-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photon source and method of its fabrication and operation |
| US7522647B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-04-21 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser and method of fabricating the same |
| WO2011046004A1 (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | 株式会社Ｑｄレーザ | 光送受信装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5057354B2 (ja) | 面発光レーザの製造方法 | |
| US20050201439A1 (en) | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device module | |
| US5289484A (en) | Laser diode | |
| US8073029B2 (en) | Semiconductor optical device | |
| JPH11274635A (ja) | 半導体発光装置 | |
| US6873634B2 (en) | Semiconductor laser diode | |
| JP3428797B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5263040A (en) | Strained quantum well laser diode | |
| JP3299056B2 (ja) | 表面放射型のＩｎＧａＡｌＮ系半導体レーザ | |
| JP4334845B2 (ja) | 面発光レーザ及び面発光レーザアレイ及び光送信モジュール及び光送受信モジュール及び光通信システム及びレーザプリンター及び光ピックアップシステム | |
| JP2817710B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH1117248A (ja) | 半導体レーザ用高反射膜構造および半導体レーザ | |
| JPH06302908A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001251019A (ja) | 高出力半導体レーザ素子 | |
| JP2004039717A (ja) | 半導体分布ブラッグ反射鏡および面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイおよび光通信システムおよび光書き込みシステムおよび光ピックアップシステム | |
| JP2001144379A (ja) | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光通信装置 | |
| JP2002261400A (ja) | レーザ、レーザ装置および光通信システム | |
| JP2860217B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPWO2004027950A1 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2006120884A (ja) | 半導体発光素子および面発光レーザおよび面発光レーザアレイおよび画像形成装置および光ピックアップシステムおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム | |
| JP4229681B2 (ja) | 半導体レーザ装置および光伝送モジュールおよび光伝送システム | |
| US5309472A (en) | Semiconductor device and a method for producing the same | |
| JPH0478036B2 (ja) | ||
| JP2565909B2 (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP2556270B2 (ja) | 歪量子井戸型半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040326 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070306 |