JP2002084033A - 分布帰還型半導体レーザ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 直接変調する場合の発振波長の変動を抑え、
波長チャーピングの少ない分布帰還型半導体レーザを提
供する。 【解決手段】共振器内部の回折格子に光の位相を１／４
波長変化させるλ／４位相シフト領域２を有し、λ／４
位相シフト領域上を除く領域に活性層４が設けられてい
る分布帰還型半導体レーザとする。
波長チャーピングの少ない分布帰還型半導体レーザを提
供する。 【解決手段】共振器内部の回折格子に光の位相を１／４
波長変化させるλ／４位相シフト領域２を有し、λ／４
位相シフト領域上を除く領域に活性層４が設けられてい
る分布帰還型半導体レーザとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分布帰還型半導体
レーザに関するものであり、特に、デジタル光伝送シス
テムなどに好適に用いられるモード安定性の高い位相シ
フト分布帰還型半導体レーザに関する。
レーザに関するものであり、特に、デジタル光伝送シス
テムなどに好適に用いられるモード安定性の高い位相シ
フト分布帰還型半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、デジタル光伝送システムに
は、レーザ共振器中央で回折格子の位相を半周期シフト
させたλ／４位相シフト分布帰還型半導体レーザ（以
下、「ＤＦＢ−ＬＤ」と略記する。）と呼ばれる単一モ
ード性の高い半導体レーザが用いられている。λ／４位
相シフトの構造は、例えば、「１９９４年、オーム社
刊、応用物理学会編、半導体レーザ２７２頁、図１２．
１２」などに記載されている。図１０は、従来のＤＦＢ
−ＬＤの一例を共振器の長さ方向から見た構造を示した
概略断面図である。図１０において、符号１は、半導体
基板を示し、この半導体基板１上には、共振器の中央部
にλ／４位相シフト領域２を有する回折格子３が設けら
れ、この回折格子３の上には、光ガイド層１０、活性層
４、クラッド層５、キャプ層６が順に設けられている。
また、キャプ層６の上及び半導体基板１の下には、電極
７、８が形成されている。
は、レーザ共振器中央で回折格子の位相を半周期シフト
させたλ／４位相シフト分布帰還型半導体レーザ（以
下、「ＤＦＢ−ＬＤ」と略記する。）と呼ばれる単一モ
ード性の高い半導体レーザが用いられている。λ／４位
相シフトの構造は、例えば、「１９９４年、オーム社
刊、応用物理学会編、半導体レーザ２７２頁、図１２．
１２」などに記載されている。図１０は、従来のＤＦＢ
−ＬＤの一例を共振器の長さ方向から見た構造を示した
概略断面図である。図１０において、符号１は、半導体
基板を示し、この半導体基板１上には、共振器の中央部
にλ／４位相シフト領域２を有する回折格子３が設けら
れ、この回折格子３の上には、光ガイド層１０、活性層
４、クラッド層５、キャプ層６が順に設けられている。
また、キャプ層６の上及び半導体基板１の下には、電極
７、８が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のλ／４位相シフトＤＦＢ−ＬＤでは、直接変
調する場合、活性層４内のキャリア密度の変動に伴って
λ／４位相シフトの等価屈折率が変化し、動的波長シフ
ト、或は波長チャーピングと言うスペクトル広がりが発
生する。このため、例えば、長距離の光ファイバ伝送を
行う場合には、光ファイバには有限の波長分散が有るた
めに、光源のスペクトル幅で伝送距離が制限されてしま
う。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであっ
て、直接変調する場合の発振波長の変動を抑え、波長チ
ャーピングの少ないＤＦＢ−ＬＤを提供することを目的
とする。
うな従来のλ／４位相シフトＤＦＢ−ＬＤでは、直接変
調する場合、活性層４内のキャリア密度の変動に伴って
λ／４位相シフトの等価屈折率が変化し、動的波長シフ
ト、或は波長チャーピングと言うスペクトル広がりが発
生する。このため、例えば、長距離の光ファイバ伝送を
行う場合には、光ファイバには有限の波長分散が有るた
めに、光源のスペクトル幅で伝送距離が制限されてしま
う。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであっ
て、直接変調する場合の発振波長の変動を抑え、波長チ
ャーピングの少ないＤＦＢ−ＬＤを提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の分布帰
還型半導体レーザは、共振器内部の回折格子に光の位相
を１／４波長変化させるλ／４位相シフト領域を有し、
前記λ／４位相シフト領域上を除く領域に活性層が設け
られていることを特徴とする。また、本発明の分布帰還
型半導体レーザにおいては、前記活性層を含む積層体の
上下に一対の電極が設けられ、前記一対の電極のうち少
なくとも一方の電極は、前記λ／４位相シフト領域に対
応する部分を除く領域に設けられていることが望まし
い。さらにまた、本発明の分布帰還型半導体レーザにお
いては、前記λ／４位相シフト領域が、複数の位相シフ
ト領域により構成されていることが望ましい。
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の分布帰
還型半導体レーザは、共振器内部の回折格子に光の位相
を１／４波長変化させるλ／４位相シフト領域を有し、
前記λ／４位相シフト領域上を除く領域に活性層が設け
られていることを特徴とする。また、本発明の分布帰還
型半導体レーザにおいては、前記活性層を含む積層体の
上下に一対の電極が設けられ、前記一対の電極のうち少
なくとも一方の電極は、前記λ／４位相シフト領域に対
応する部分を除く領域に設けられていることが望まし
い。さらにまた、本発明の分布帰還型半導体レーザにお
いては、前記λ／４位相シフト領域が、複数の位相シフ
ト領域により構成されていることが望ましい。
【０００５】以下に本発明の原理について説明する。回
折格子のブラッグ波長λBは、回折格子のピッチと等価
屈折率で決められ、下記（１）式で示される。 λB＝２neqΛ （１） 但し、neqは等価屈折率を示し、Λは回折格子のピッチ
を示す。また、共振器の中央部に設けたλ／４位相シフ
ト量は、下記（２）式で示される。 σ＝λB／４neq＝Λ／２ （２） ＤＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調する場合、変調信号に
よって生じたレーザ内部電界及びキャリヤ密度の変動を
介して、共振器内の等価屈折率が変動する。
折格子のブラッグ波長λBは、回折格子のピッチと等価
屈折率で決められ、下記（１）式で示される。 λB＝２neqΛ （１） 但し、neqは等価屈折率を示し、Λは回折格子のピッチ
を示す。また、共振器の中央部に設けたλ／４位相シフ
ト量は、下記（２）式で示される。 σ＝λB／４neq＝Λ／２ （２） ＤＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調する場合、変調信号に
よって生じたレーザ内部電界及びキャリヤ密度の変動を
介して、共振器内の等価屈折率が変動する。
【０００６】図３（ｂ）に示すように、従来のＤＦＢ−
ＬＤの場合、直接変調によって、等価屈折率がｎ1eqか
らｎ2eqに変化した場合、ブラッグ波長も等価屈折率の
変化とともに、λ1B＝２ｎ1eqΛからλ2B＝２ｎ2eqΛに
変化する。ブラッグ波長は等価屈折率の変化に比例する
ため、位相シフト量はσ＝λ1B／４ｎ1eq＝λ2B／４ｎ2
eq＝Λ／２で、λ／４のまま変わらない。
ＬＤの場合、直接変調によって、等価屈折率がｎ1eqか
らｎ2eqに変化した場合、ブラッグ波長も等価屈折率の
変化とともに、λ1B＝２ｎ1eqΛからλ2B＝２ｎ2eqΛに
変化する。ブラッグ波長は等価屈折率の変化に比例する
ため、位相シフト量はσ＝λ1B／４ｎ1eq＝λ2B／４ｎ2
eq＝Λ／２で、λ／４のまま変わらない。
【０００７】図３（ａ）に示すように、本発明のＤＦＢ
−ＬＤの場合、λ／４位相シフト領域上に活性層が形成
されていないので、直接変調により活性層内のキャリヤ
密度が変動しても、λ／４位相シフト領域の等価屈折率
はｎ1eqのまま変化しない。ブラッグ波長は、従来のＤ
ＦＢ−ＬＤと同じように、活性層のある均一な回折格子
部分の等価屈折率に比例して、等価屈折率がｎ1eqから
ｎ2eqに変化する場合、λ1B＝２ｎ1eqΛからλ2B＝２ｎ
2eqΛに変化するが、λ／４位相シフト領域の等価屈折
率ｎ1eqが変化しないため、位相シフト量はσ＝λ1B／
４ｎ1eqからσ＝λ 2B／４ｎ1eqに変化する。従って、本
発明のＤＦＢ−ＬＤでは、直接変調時に位相シフト量は
動的変化することが分かった。このような位相シフト量
の変動は、発振波長に対してロッキング効果があるの
で、発振波長の変動を抑えることができる。
−ＬＤの場合、λ／４位相シフト領域上に活性層が形成
されていないので、直接変調により活性層内のキャリヤ
密度が変動しても、λ／４位相シフト領域の等価屈折率
はｎ1eqのまま変化しない。ブラッグ波長は、従来のＤ
ＦＢ−ＬＤと同じように、活性層のある均一な回折格子
部分の等価屈折率に比例して、等価屈折率がｎ1eqから
ｎ2eqに変化する場合、λ1B＝２ｎ1eqΛからλ2B＝２ｎ
2eqΛに変化するが、λ／４位相シフト領域の等価屈折
率ｎ1eqが変化しないため、位相シフト量はσ＝λ1B／
４ｎ1eqからσ＝λ 2B／４ｎ1eqに変化する。従って、本
発明のＤＦＢ−ＬＤでは、直接変調時に位相シフト量は
動的変化することが分かった。このような位相シフト量
の変動は、発振波長に対してロッキング効果があるの
で、発振波長の変動を抑えることができる。
【０００８】次に、本発明のＤＦＢ−ＬＤによる波長ロ
ッキング効果を図４を参照して詳しく説明する。周知の
ように、λ／４位相シフトＤＦＢ−ＬＤは、ストップバ
ンド真中にあるブラッグ波長で発振し、位相シフト量が
λ／４より大きいレーザはストップバンドの短波側で発
振する。これと逆に、位相シフト量がλ／４より小さい
レーザはストップバンドの長波側で発振する。
ッキング効果を図４を参照して詳しく説明する。周知の
ように、λ／４位相シフトＤＦＢ−ＬＤは、ストップバ
ンド真中にあるブラッグ波長で発振し、位相シフト量が
λ／４より大きいレーザはストップバンドの短波側で発
振する。これと逆に、位相シフト量がλ／４より小さい
レーザはストップバンドの長波側で発振する。
【０００９】図４（ｃ）に、従来のＤＦＢ−ＬＤにおい
て、直接変調による波長チャーピングを示す。ＤＦＢ−
ＬＤは、ブラッグ波長で発振し、直接変調によってブラ
ッグ波長がλ1Bからλ2Bに変化する場合、発振波長もλ
1Bからλ2Bに変化し、波長チャーピングが発生する。
て、直接変調による波長チャーピングを示す。ＤＦＢ−
ＬＤは、ブラッグ波長で発振し、直接変調によってブラ
ッグ波長がλ1Bからλ2Bに変化する場合、発振波長もλ
1Bからλ2Bに変化し、波長チャーピングが発生する。
【００１０】図４（ａ）に、本発明のＤＦＢ−ＬＤにお
いて、直接変調によって、等価屈折率が増大する（ｎ
2eq＞ｎ1eq）場合の発振波長を示す。ブラッグ波長は、
等価屈折率の増大と共に増大し（λ2B＞λ1B）、位相シ
フト量（σ＝λ2B／４ｎ1eq＞λ1B／４ｎ1eq＝Λ／２）
も増加して、λ／４より大きくなる。従って、発振波長
は増加（長波長側に変化）しているブラッグ波長から外
れて、ストップバンドの短波側へ移動する。
いて、直接変調によって、等価屈折率が増大する（ｎ
2eq＞ｎ1eq）場合の発振波長を示す。ブラッグ波長は、
等価屈折率の増大と共に増大し（λ2B＞λ1B）、位相シ
フト量（σ＝λ2B／４ｎ1eq＞λ1B／４ｎ1eq＝Λ／２）
も増加して、λ／４より大きくなる。従って、発振波長
は増加（長波長側に変化）しているブラッグ波長から外
れて、ストップバンドの短波側へ移動する。
【００１１】図４（ｂ）に、本発明のＤＦＢ−ＬＤにお
いて、直接変調によって、等価屈折率が減少する（ｎ
2eq＜ｎ1eq）場合の発振波長を示す。ブラッグ波長は、
等価屈折率の減少と共に減少し（λ2B＜λ1B）、位相シ
フト量（σ＝λ2B／４ｎ1eq＜λ1B／４ｎ1eq＝Λ／２）
も減少して、λ／４より小さくなる。従って、発振波長
は減少（短波長側に変化）しているブラッグ波長から外
れて、ストップバンドの長波側へ移動する。
いて、直接変調によって、等価屈折率が減少する（ｎ
2eq＜ｎ1eq）場合の発振波長を示す。ブラッグ波長は、
等価屈折率の減少と共に減少し（λ2B＜λ1B）、位相シ
フト量（σ＝λ2B／４ｎ1eq＜λ1B／４ｎ1eq＝Λ／２）
も減少して、λ／４より小さくなる。従って、発振波長
は減少（短波長側に変化）しているブラッグ波長から外
れて、ストップバンドの長波側へ移動する。
【００１２】即ち、本発明のＤＦＢ−ＬＤによれば、従
来のＤＦＢ−ＬＤの発振波長がブラッグ波長と共に変化
することと違って、直接変調時にλ／４位相シフト領域
の等価屈折率を固定することによって、位相シフト量が
変動することにより、発振波長のロッキング効果が得ら
れる。ブラッグ波長が長波長側に変化する場合、発振波
長は変化したブラッグ波長から外れ、これより短い波長
で発振する。一方、ブラッグ波長が短波長側に変化する
場合、発振波長は変化したブラッグ波長から外れ、これ
より長い波長で発振する。従って、直接変調時の発振波
長変動を抑えることができ、低チャープなＤＦＢ−ＬＤ
の実現が可能となる。
来のＤＦＢ−ＬＤの発振波長がブラッグ波長と共に変化
することと違って、直接変調時にλ／４位相シフト領域
の等価屈折率を固定することによって、位相シフト量が
変動することにより、発振波長のロッキング効果が得ら
れる。ブラッグ波長が長波長側に変化する場合、発振波
長は変化したブラッグ波長から外れ、これより短い波長
で発振する。一方、ブラッグ波長が短波長側に変化する
場合、発振波長は変化したブラッグ波長から外れ、これ
より長い波長で発振する。従って、直接変調時の発振波
長変動を抑えることができ、低チャープなＤＦＢ−ＬＤ
の実現が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、参照する図面は、この発明
が理解できる程度に各構造成分の大きさ、形状及び配置
関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発
明は、図示例のみに限定されるものではない。
を参照して説明する。なお、参照する図面は、この発明
が理解できる程度に各構造成分の大きさ、形状及び配置
関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発
明は、図示例のみに限定されるものではない。
【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明のＤＦ
Ｂ−ＬＤの一例の構造を示した概略斜視図であり、図２
は、図１に示したＤＦＢ−ＬＤを共振器の長さ方向から
見た概略断面図である。図１および図２において、符号
１は、半導体基板を示し、この半導体基板１上には、共
振器の中央部にλ／４位相シフト領域２を有する回折格
子３が設けられ、この回折格子３の上には、光ガイド層
１０、活性層４、クラッド層５、キャプ層６が順に設け
られている。また、キャプ層６の上及び半導体基板１の
下には、電極７、８が形成されている。また、ＤＦＢ−
ＬＤの前、後端面には、無反射コーティング９、９が施
されている。このＤＦＢ−ＬＤが従来のＤＦＢ−ＬＤと
異なるところは、活性層４が、λ／４位相シフト領域２
上を除く領域上に設けられているところ、言い換える
と、λ／４位相シフト領域２上には形成されていないと
ころである。
Ｂ−ＬＤの一例の構造を示した概略斜視図であり、図２
は、図１に示したＤＦＢ−ＬＤを共振器の長さ方向から
見た概略断面図である。図１および図２において、符号
１は、半導体基板を示し、この半導体基板１上には、共
振器の中央部にλ／４位相シフト領域２を有する回折格
子３が設けられ、この回折格子３の上には、光ガイド層
１０、活性層４、クラッド層５、キャプ層６が順に設け
られている。また、キャプ層６の上及び半導体基板１の
下には、電極７、８が形成されている。また、ＤＦＢ−
ＬＤの前、後端面には、無反射コーティング９、９が施
されている。このＤＦＢ−ＬＤが従来のＤＦＢ−ＬＤと
異なるところは、活性層４が、λ／４位相シフト領域２
上を除く領域上に設けられているところ、言い換える
と、λ／４位相シフト領域２上には形成されていないと
ころである。
【００１５】このＤＦＢ−ＬＤは、共振器長３００ｕｍ
のものであり、例えば、以下の方法により製造される。
すなわち、周知の電子ビーム露光法及び周知のリソグラ
フィーにより、半導体基板１上にλ／４位相シフト領域
２を有する回折格子３を形成する。そして、周知のエピ
タキシャル成長により、ＩｎＧａＡｓＰからなる光ガイ
ド層１０を層厚０．１ｕｍ成長して、その後、図１およ
び図２に示すように、７層圧縮歪み量子井戸からなる活
性層４（井戸：７×６ｎｍ、バリヤー層：５×１０ｎ
ｍ）を、λ／４位相シフト領域２以外の回折格子３上に
選択成長する。その後、ＩｎＧａＡｓＰからなるクラッ
ド層５を層厚３ｕｍ、ＩｎＰからなるキャプ層６を層厚
０．２ｕｍ成長する。さらに、周知の電極形成法により
キャプ層６上及びＩｎＰからなる半導体基板１下に電極
７、８を形成する。さらに、ＤＦＢ−ＬＤの前、後端面
に無反射コーティング９、９を施す。なお、この製造方
法においては、回折格子３を形成する際のエッチングの
深さは、分布帰還結合係数κが約７０／ｃｍとなるよう
に０．０３ｕｍとした。また、回折格子３の周期は、２
４０．０ｎｍである。
のものであり、例えば、以下の方法により製造される。
すなわち、周知の電子ビーム露光法及び周知のリソグラ
フィーにより、半導体基板１上にλ／４位相シフト領域
２を有する回折格子３を形成する。そして、周知のエピ
タキシャル成長により、ＩｎＧａＡｓＰからなる光ガイ
ド層１０を層厚０．１ｕｍ成長して、その後、図１およ
び図２に示すように、７層圧縮歪み量子井戸からなる活
性層４（井戸：７×６ｎｍ、バリヤー層：５×１０ｎ
ｍ）を、λ／４位相シフト領域２以外の回折格子３上に
選択成長する。その後、ＩｎＧａＡｓＰからなるクラッ
ド層５を層厚３ｕｍ、ＩｎＰからなるキャプ層６を層厚
０．２ｕｍ成長する。さらに、周知の電極形成法により
キャプ層６上及びＩｎＰからなる半導体基板１下に電極
７、８を形成する。さらに、ＤＦＢ−ＬＤの前、後端面
に無反射コーティング９、９を施す。なお、この製造方
法においては、回折格子３を形成する際のエッチングの
深さは、分布帰還結合係数κが約７０／ｃｍとなるよう
に０．０３ｕｍとした。また、回折格子３の周期は、２
４０．０ｎｍである。
【００１６】このようなＤＦＢ−ＬＤでは、λ／４位相
シフト領域２の上に活性層４が形成されていないため、
活性層４への注入キャリヤが変動しても、λ／４位相シ
フト領域２の等価屈折率は変動しない。そして、前記本
発明の原理の部分で述べたように、位相シフト量は、直
接変調信号によって変化し、発振波長のロッキング効果
があり、低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現が可能とな
る。
シフト領域２の上に活性層４が形成されていないため、
活性層４への注入キャリヤが変動しても、λ／４位相シ
フト領域２の等価屈折率は変動しない。そして、前記本
発明の原理の部分で述べたように、位相シフト量は、直
接変調信号によって変化し、発振波長のロッキング効果
があり、低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現が可能とな
る。
【００１７】（第２の実施形態）図５は、本発明のＤＦ
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図である。こ
のＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した第１の実施形
態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、キャプ層６の上に
形成された電極７１が、λ／４位相シフト領域２に対応
する部分を除く領域に設けられている、言い換えると、
λ／４位相シフト領域２に対応する部分には設けられて
いないところである。
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図である。こ
のＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した第１の実施形
態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、キャプ層６の上に
形成された電極７１が、λ／４位相シフト領域２に対応
する部分を除く領域に設けられている、言い換えると、
λ／４位相シフト領域２に対応する部分には設けられて
いないところである。
【００１８】このＤＦＢ−ＬＤは、共振器長３００ｕｍ
のものであり、例えば、以下の方法により製造される。
すなわち、周知の電子ビーム露光法及び周知のリソグラ
フィーにより半導体基板１上にλ／４位相シフト領域２
を有する回折格子３を形成する。ついで、周知のエピタ
キシャル成長により、ＩｎＧａＡｓＰからなる光ガイド
層１０を層厚０．１ｕｍ、７層圧縮歪み量子井戸からな
る活性層４（井戸：７×６ｎｍ、バリヤー層：５×１０
ｎｍ）、ＩｎＧａＡｓＰからなるクラッド層５を層厚３
ｕｍ、ＩｎＰからなるキャプ層６を層厚０．２ｕｍ成長
する。その後、図５に示すように、周知の電極形成法に
よりＩｎＰからなるキャプ層６上のλ／４位相シフト領
域２上以外の領域に電極７１を形成し、ＩｎＰからなる
半導体基板１下に電極８を形成する。さらに、ＤＦＢ−
ＬＤの前、後端面に無反射コーティング９、９を施す。
なお、回折格子３を形成する際のエッチングの深さは、
分布帰還結合係数κが約７０／ｃｍとなるように０．０
３ｕｍとした。また、回折格子３の周期は、２４０．０
ｎｍである。
のものであり、例えば、以下の方法により製造される。
すなわち、周知の電子ビーム露光法及び周知のリソグラ
フィーにより半導体基板１上にλ／４位相シフト領域２
を有する回折格子３を形成する。ついで、周知のエピタ
キシャル成長により、ＩｎＧａＡｓＰからなる光ガイド
層１０を層厚０．１ｕｍ、７層圧縮歪み量子井戸からな
る活性層４（井戸：７×６ｎｍ、バリヤー層：５×１０
ｎｍ）、ＩｎＧａＡｓＰからなるクラッド層５を層厚３
ｕｍ、ＩｎＰからなるキャプ層６を層厚０．２ｕｍ成長
する。その後、図５に示すように、周知の電極形成法に
よりＩｎＰからなるキャプ層６上のλ／４位相シフト領
域２上以外の領域に電極７１を形成し、ＩｎＰからなる
半導体基板１下に電極８を形成する。さらに、ＤＦＢ−
ＬＤの前、後端面に無反射コーティング９、９を施す。
なお、回折格子３を形成する際のエッチングの深さは、
分布帰還結合係数κが約７０／ｃｍとなるように０．０
３ｕｍとした。また、回折格子３の周期は、２４０．０
ｎｍである。
【００１９】このようなＤＦＢ−ＬＤでは、λ／４位相
シフト領域２の上に電極７１が形成されていないため、
λ／４位相シフト領域２への注入キャリヤがほぼない。
したがって、直接変調時に注入キャリヤが変動しても、
λ／４位相シフト領域２の等価屈折率は変動しない。こ
のため、前記本発明の原理で述べたように、位相シフト
量の変化が発生し、発振波長のロッキング効果があり、
直接変調時に低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現が可能と
なる。
シフト領域２の上に電極７１が形成されていないため、
λ／４位相シフト領域２への注入キャリヤがほぼない。
したがって、直接変調時に注入キャリヤが変動しても、
λ／４位相シフト領域２の等価屈折率は変動しない。こ
のため、前記本発明の原理で述べたように、位相シフト
量の変化が発生し、発振波長のロッキング効果があり、
直接変調時に低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現が可能と
なる。
【００２０】（第３の実施形態）図６は、本発明のＤＦ
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図であり、図
７は、図６に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した断面
図である。このＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した
第１の実施形態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、第１
の実施形態において共振器の中央部に設けられていたλ
／４位相シフト領域が、前端面から共振器の長さの１／
４の位置に設けられ、λ／４位相シフト領域２１上を除
く領域に活性層４１が設けられているところである。図
６および図７に示すＤＦＢ−ＬＤでは、λ／４位相シフ
ト領域２１が、前端面から共振器の長さの１／４の位置
にある。活性層４１は、λ／４位相シフト領域２１上以
外の領域に形成されている。このＤＦＢ−ＬＤでは、内
部電界は、λ／４位相シフト領域２１の付近に大きく分
布する。
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図であり、図
７は、図６に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した断面
図である。このＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した
第１の実施形態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、第１
の実施形態において共振器の中央部に設けられていたλ
／４位相シフト領域が、前端面から共振器の長さの１／
４の位置に設けられ、λ／４位相シフト領域２１上を除
く領域に活性層４１が設けられているところである。図
６および図７に示すＤＦＢ−ＬＤでは、λ／４位相シフ
ト領域２１が、前端面から共振器の長さの１／４の位置
にある。活性層４１は、λ／４位相シフト領域２１上以
外の領域に形成されている。このＤＦＢ−ＬＤでは、内
部電界は、λ／４位相シフト領域２１の付近に大きく分
布する。
【００２１】このようなＤＦＢ−ＬＤでは、λ／４位相
シフト領域２１が前端面から共振器の長さの１／４の位
置に設けられているため、前端面付近の電界強度が大き
くなり、低チャープング特性の向上と同時に、ＤＦＢ−
ＬＤの出力効率を改善することができる。
シフト領域２１が前端面から共振器の長さの１／４の位
置に設けられているため、前端面付近の電界強度が大き
くなり、低チャープング特性の向上と同時に、ＤＦＢ−
ＬＤの出力効率を改善することができる。
【００２２】（第４の実施形態）図８は、本発明のＤＦ
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図であり、図
９は、図８に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した断面
図である。このＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した
第１の実施形態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、λ／
４位相シフト領域が、複数の位相シフト領域により構成
されているところである。図８および図９に示すＤＦＢ
−ＬＤでは、共振器が複数の領域に分けられ、各領域の
間に全体の位相シフトがλ／４となるように位相シフト
領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…Ｓｎが設けられ、この位相シフ
ト領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…Ｓｎ上を除く領域に、活性層
４２が設けられている。
Ｂ−ＬＤの他の例の構造を示した概略斜視図であり、図
９は、図８に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した断面
図である。このＤＦＢ−ＬＤが図１および図２に示した
第１の実施形態のＤＦＢ−ＬＤと異なるところは、λ／
４位相シフト領域が、複数の位相シフト領域により構成
されているところである。図８および図９に示すＤＦＢ
−ＬＤでは、共振器が複数の領域に分けられ、各領域の
間に全体の位相シフトがλ／４となるように位相シフト
領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…Ｓｎが設けられ、この位相シフ
ト領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…Ｓｎ上を除く領域に、活性層
４２が設けられている。
【００２３】従来のＤＦＢ−ＬＤでは、電界分布が不均
一で、中央部分（あるいは、位相シフト領域）の電界が
高くなり、空間的ホール・バーニングが起こりやすい。
図８および図９に示すＤＦＢ−ＬＤとすることで、低チ
ャープング特性の向上と同時に、レーザ共振器内部の電
界分布の均一性を改善することができる。
一で、中央部分（あるいは、位相シフト領域）の電界が
高くなり、空間的ホール・バーニングが起こりやすい。
図８および図９に示すＤＦＢ−ＬＤとすることで、低チ
ャープング特性の向上と同時に、レーザ共振器内部の電
界分布の均一性を改善することができる。
【００２４】なお、上記の第１〜第４の実施形態のＤＦ
Ｂ−ＬＤにおいては、活性層４を７層圧縮歪み量子井戸
（圧縮歪ＭＱＷ）からなるものとしたが、この限りでは
ない。例えば、引張り歪量子井戸を用いることも可能で
ある。
Ｂ−ＬＤにおいては、活性層４を７層圧縮歪み量子井戸
（圧縮歪ＭＱＷ）からなるものとしたが、この限りでは
ない。例えば、引張り歪量子井戸を用いることも可能で
ある。
【００２５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
ＤＦＢ−ＬＤは、直接変調時にλ／４位相シフト領域の
等価屈折率を固定することによって、位相シフト量が変
動することにより、発振波長のロッキング効果がある。
ブラッグ波長が長波長側に変化する場合、発振波長は変
化したブラッグ波長から外れ、これより短い波長で発振
する。一方、ブラッグ波長が短波長側に変化する場合、
発振波長は変化したブラッグ波長から外れ、これより長
い波長で発振する。従って、直接変調時の発振波長変動
を抑えることができ、低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現
が可能となる。
ＤＦＢ−ＬＤは、直接変調時にλ／４位相シフト領域の
等価屈折率を固定することによって、位相シフト量が変
動することにより、発振波長のロッキング効果がある。
ブラッグ波長が長波長側に変化する場合、発振波長は変
化したブラッグ波長から外れ、これより短い波長で発振
する。一方、ブラッグ波長が短波長側に変化する場合、
発振波長は変化したブラッグ波長から外れ、これより長
い波長で発振する。従って、直接変調時の発振波長変動
を抑えることができ、低チャープなＤＦＢ−ＬＤの実現
が可能となる。
【図１】 本発明のＤＦＢ−ＬＤの一例の構造を示した
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図２】 図１に示したＤＦＢ−ＬＤを共振器の長さ方
向から見た概略断面図である。
向から見た概略断面図である。
【図３】 直接変調による位相シフト量の変化を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】 本発明のＤＦＢ−ＬＤによる波長ロッキング
効果を説明するための図であり、（ａ）は、本発明のＤ
ＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調によって、等価屈折率が
増大する（ｎ2eq＞ｎ1eq）場合の発振波長を示し、
（ｂ）は、本発明のＤＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調に
よって、等価屈折率が減少する（ｎ2eq＜ｎ1eq）場合の
発振波長を示し、（ｃ）は、従来のＤＦＢ−ＬＤにおい
て、直接変調による波長チャーピングを示す。
効果を説明するための図であり、（ａ）は、本発明のＤ
ＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調によって、等価屈折率が
増大する（ｎ2eq＞ｎ1eq）場合の発振波長を示し、
（ｂ）は、本発明のＤＦＢ−ＬＤにおいて、直接変調に
よって、等価屈折率が減少する（ｎ2eq＜ｎ1eq）場合の
発振波長を示し、（ｃ）は、従来のＤＦＢ−ＬＤにおい
て、直接変調による波長チャーピングを示す。
【図５】 本発明のＤＦＢ−ＬＤの他の例の構造を示し
た概略斜視図である。
た概略斜視図である。
【図６】 本発明のＤＦＢ−ＬＤの他の例の構造を示し
た概略斜視図である。
た概略斜視図である。
【図７】 図６に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した
断面図である。
断面図である。
【図８】 本発明のＤＦＢ−ＬＤの他の例の構造を示し
た概略斜視図である。
た概略斜視図である。
【図９】 図８に示したＤＦＢ−ＬＤの一部を拡大した
断面図である。
断面図である。
【図１０】 従来のＤＦＢ−ＬＤを共振器の長さ方向か
ら見た概略断面図である。
ら見た概略断面図である。
１ 半導体基板 ２ λ／４位相シフト領域 ３ 回折格子 ４ 活性層 ５ クラッド層 ６ キャプ層 ７、８ 電極 ９ 無反射コーティング １０ 光ガイド層
Claims (3)
- 【請求項１】 共振器内部の回折格子に光の位相を１
／４波長変化させるλ／４位相シフト領域を有し、 前記λ／４位相シフト領域上を除く領域に活性層が設け
られていることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記活性層を含む積層体の上下に一対
の電極が設けられ、 前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記λ
／４位相シフト領域に対応する部分を除く領域に設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の分布帰還型
半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記λ／４位相シフト領域が、複数の位
相シフト領域により構成されていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の分布帰還型半導体レー
ザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000270571A JP2002084033A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 分布帰還型半導体レーザ |
| EP01121269A EP1191651A1 (en) | 2000-09-06 | 2001-09-05 | Distributed feedback semiconductor laser |
| US09/946,728 US20020037024A1 (en) | 2000-09-06 | 2001-09-06 | Distributed feedback semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000270571A JP2002084033A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 分布帰還型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002084033A true JP2002084033A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=18756989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000270571A Withdrawn JP2002084033A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 分布帰還型半導体レーザ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020037024A1 (ja) |
| EP (1) | EP1191651A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002084033A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008103466A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
| JP2011205003A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Oki Electric Industry Co Ltd | 分布帰還型半導体レーザ |
| JP2015056515A (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | 日本オクラロ株式会社 | 半導体光素子及び光通信モジュール |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| KR100526545B1 (ko) * | 2003-02-13 | 2005-11-03 | 삼성전자주식회사 | 분포귀환형 레이저 |
| US7763485B1 (en) | 2006-05-15 | 2010-07-27 | Finisar Corporation | Laser facet pre-coating etch for controlling leakage current |
| US8277877B1 (en) | 2006-05-15 | 2012-10-02 | Finisar Corporation | Method for applying protective laser facet coatings |
| US7567601B1 (en) | 2006-05-15 | 2009-07-28 | Finisar Corporation | Semiconductor laser having low stress passivation layer |
| US7606279B1 (en) | 2006-05-15 | 2009-10-20 | Finisar Corporation | Thin INP spacer layer in a high speed laser for reduced lateral current spreading |
| US7573925B1 (en) | 2006-05-15 | 2009-08-11 | Finisar Corporation | Semiconductor laser having a doped active layer |
| US8034648B1 (en) * | 2006-05-15 | 2011-10-11 | Finisar Corporation | Epitaxial regrowth in a distributed feedback laser |
| JP4884081B2 (ja) * | 2006-05-30 | 2012-02-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
| WO2024100836A1 (en) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor laser, method of designing diffraction grating layer of semiconductor laser, and method of manufacturing semiconductor laser |
| CN117712825A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-15 | 武汉云岭光电股份有限公司 | 谐振腔、半导体激光器以及谐振腔的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656904B2 (ja) * | 1984-09-21 | 1994-07-27 | 日本電気株式会社 | 集積化分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS61242092A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS6223186A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6286781A (ja) * | 1985-10-12 | 1987-04-21 | Fujitsu Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| DE3873398T2 (de) * | 1987-04-27 | 1993-03-18 | Nippon Telegraph & Telephone | Phasenverschobener halbleiterlaser mit verteilter rueckkopplung. |
| US6075799A (en) * | 1996-08-28 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Polarization selective semiconductor laser, optical transmitter using the same, optical communication system using the same and fabrication method of the same |
-
2000
- 2000-09-06 JP JP2000270571A patent/JP2002084033A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-09-05 EP EP01121269A patent/EP1191651A1/en not_active Withdrawn
- 2001-09-06 US US09/946,728 patent/US20020037024A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008103466A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
| JP2011205003A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Oki Electric Industry Co Ltd | 分布帰還型半導体レーザ |
| JP2015056515A (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | 日本オクラロ株式会社 | 半導体光素子及び光通信モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020037024A1 (en) | 2002-03-28 |
| EP1191651A1 (en) | 2002-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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