JP2546366B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JP2546366B2 JP2546366B2 JP1020830A JP2083089A JP2546366B2 JP 2546366 B2 JP2546366 B2 JP 2546366B2 JP 1020830 A JP1020830 A JP 1020830A JP 2083089 A JP2083089 A JP 2083089A JP 2546366 B2 JP2546366 B2 JP 2546366B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ領域に帰還する外部からの半射光に
よる特性変動を抑圧する半導体発光装置に関するもので
ある。
よる特性変動を抑圧する半導体発光装置に関するもので
ある。
（従来技術） 光通信用あるいは光情報処理用光源として、半導体レ
ーザは広く使用されている。半導体レーザでは、反射な
どの外部光の注入により特性変動が生じ、動作が不安定
になるため、その使用にあたってはこれを防止すること
が重要である。このため、光が入射される側の光ファイ
バに無反射膜をコーティングするなど、各種の対策がと
られてきた。こうした対策の中で、発光装置側で行う有
効な方法の一つに、偏光子と４分の１波長板からなるア
イソレータを、レーザ出射面に配置することがあげられ
る。
ーザは広く使用されている。半導体レーザでは、反射な
どの外部光の注入により特性変動が生じ、動作が不安定
になるため、その使用にあたってはこれを防止すること
が重要である。このため、光が入射される側の光ファイ
バに無反射膜をコーティングするなど、各種の対策がと
られてきた。こうした対策の中で、発光装置側で行う有
効な方法の一つに、偏光子と４分の１波長板からなるア
イソレータを、レーザ出射面に配置することがあげられ
る。
（発明が解決しようとする課題） しかし、アイソレータは構造が大きくなるため、レー
ザと光ファイバの間隔が大きくなり、レーザの出射光を
光ファイバ内に入れる際、使用するレンズが限られるこ
となどによる挿入損失が大きいなどの問題がある。
ザと光ファイバの間隔が大きくなり、レーザの出射光を
光ファイバ内に入れる際、使用するレンズが限られるこ
となどによる挿入損失が大きいなどの問題がある。
従来技術においては一方方向の光を伝搬させるための
アイソレータ領域のうち特にレーザからの出射光の偏光
面を回転する４分の１波長板が厚いため、これを通して
光ファイバなどに結合するのに使用するレンズが限られ
ていた。４分の１波長板のかわりにファラデー回転子を
使う場合でも、回転子が厚いことに変わりなく、このた
め偏光面回転部分を小さくすることが求められていた。
アイソレータ領域のうち特にレーザからの出射光の偏光
面を回転する４分の１波長板が厚いため、これを通して
光ファイバなどに結合するのに使用するレンズが限られ
ていた。４分の１波長板のかわりにファラデー回転子を
使う場合でも、回転子が厚いことに変わりなく、このた
め偏光面回転部分を小さくすることが求められていた。
また、レーザからの出力光には、TEモードとTMモード
との成分が存在し、そのうち一方のモード成分だけを取
り出せばよい。一般に、TEモードだけを取り出すために
偏光子を挿入しているが、偏光子は光学素子であるた
め、レーザと一体化出来なかった。
との成分が存在し、そのうち一方のモード成分だけを取
り出せばよい。一般に、TEモードだけを取り出すために
偏光子を挿入しているが、偏光子は光学素子であるた
め、レーザと一体化出来なかった。
以上のように、従来はレーザから出力された出力光の
うち、予め定めたモード成分の光を光ファイバなどの外
部媒体に効率よく導入することが出来ないという問題点
があった。
うち、予め定めたモード成分の光を光ファイバなどの外
部媒体に効率よく導入することが出来ないという問題点
があった。
本発明の目的は上述した従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、レーザから出力された出力光の
うち、予め定めたモード成分の光を光ファイバなどの外
部媒体に効率よく導入することが可能な半導体発光装置
を提供することにある。
ためになされたもので、レーザから出力された出力光の
うち、予め定めたモード成分の光を光ファイバなどの外
部媒体に効率よく導入することが可能な半導体発光装置
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の特徴は、同一半導体基板上に、光を出力する
レーザ領域と該レーザ領域からの出射光に結合するよう
配置した光導波路層を有する半導体発光装置において、
前記レーザ領域からの出射光に結合するように配置され
た第１の光導波路層内を伝搬する光のうち予め定めた伝
搬モードに損失を与えるように構成されたモードフィル
タ領域と、該モードフィルタ領域からの出射光に結合す
るように配置され、かつ伝搬する光の偏光面が回転する
ように組成が定められた第２の光導波路層を有する光導
波路領域と、前記レーザ領域の出射光の進行方向と平行
な成分を有する磁界を該光導波路領域へ印加する磁界印
加手段とを有するように構成されたことにある。
レーザ領域と該レーザ領域からの出射光に結合するよう
配置した光導波路層を有する半導体発光装置において、
前記レーザ領域からの出射光に結合するように配置され
た第１の光導波路層内を伝搬する光のうち予め定めた伝
搬モードに損失を与えるように構成されたモードフィル
タ領域と、該モードフィルタ領域からの出射光に結合す
るように配置され、かつ伝搬する光の偏光面が回転する
ように組成が定められた第２の光導波路層を有する光導
波路領域と、前記レーザ領域の出射光の進行方向と平行
な成分を有する磁界を該光導波路領域へ印加する磁界印
加手段とを有するように構成されたことにある。
（実施例１） 第１図は、本発明による波長0.6μｍ帯の半導体発光
装置における光軸（光の進行）方向の半導体素子部の断
面図を示したもので、レーザ領域，窓領域，モードフィ
ルタ領域及び光導波路領域の４つの領域から構成されて
いる。半導体素子部を構成する４つの領域のうち、本発
明の特徴となる領域はモードフィルタ領域及び半導体波
領域である。なお、磁界印加部は後述する。
装置における光軸（光の進行）方向の半導体素子部の断
面図を示したもので、レーザ領域，窓領域，モードフィ
ルタ領域及び光導波路領域の４つの領域から構成されて
いる。半導体素子部を構成する４つの領域のうち、本発
明の特徴となる領域はモードフィルタ領域及び半導体波
領域である。なお、磁界印加部は後述する。
先ず、半導体発光素子部のうち、従来構成であるレー
ザ領域及び窓領域の構成について説明する。１は４つの
領域に共通な（100）面ｎ−Ga As基板、２はｎドープA1
In Pによる下部クラッド層、３は非ドープGa In Pによ
る活性層、４は非ドープA1Ga In Pによる光導波路層、
５はレーザ領域及び窓領域を構成するＰ−A1In Pによる
クラッド層、６は窓領域を構成するｎ−A1In Pによる電
流ブロック層、７はレーザ領域及び窓領域を構成する非
ドープGa Asによるキャップ層、15はZn拡散領域、16は
絶縁膜、17はｐ側電極、18は各領域に共通なｎ側電極で
あり、これらからレーザ領域及び窓領域が構成されてい
る。
ザ領域及び窓領域の構成について説明する。１は４つの
領域に共通な（100）面ｎ−Ga As基板、２はｎドープA1
In Pによる下部クラッド層、３は非ドープGa In Pによ
る活性層、４は非ドープA1Ga In Pによる光導波路層、
５はレーザ領域及び窓領域を構成するＰ−A1In Pによる
クラッド層、６は窓領域を構成するｎ−A1In Pによる電
流ブロック層、７はレーザ領域及び窓領域を構成する非
ドープGa Asによるキャップ層、15はZn拡散領域、16は
絶縁膜、17はｐ側電極、18は各領域に共通なｎ側電極で
あり、これらからレーザ領域及び窓領域が構成されてい
る。
次に本発明の特徴の一つであるモードフィルタ領域
は、非ドープA1In Pによる下部クラッド層８、非ドープ
A1Ga In Pによる光導波路層９（第１の光導波路層）、
非ドープA1In Pによるバッファ層10及びA1等からなる金
属クラッド層11で構成されている。ここでは、TMモード
に損失を与え、TEモードを取り出すようにするため、金
属クラッド層11を光が分布する光導波路の一部（光導波
路層９に接近したところ）に配置している。
は、非ドープA1In Pによる下部クラッド層８、非ドープ
A1Ga In Pによる光導波路層９（第１の光導波路層）、
非ドープA1In Pによるバッファ層10及びA1等からなる金
属クラッド層11で構成されている。ここでは、TMモード
に損失を与え、TEモードを取り出すようにするため、金
属クラッド層11を光が分布する光導波路の一部（光導波
路層９に接近したところ）に配置している。
また、本発明のもう一つの特徴である光導波路領域
（または「偏光面回転領域」と称す）は、同一発明者ら
が同日に特許出願している「半導体発光装置」の光導波
路領域と同じ構成であり、Zn Mn SSe Te（禁止帯幅に相
当する波長：λｇ＝0.40μｍ）による下部クラッド層1
2、Zn Mn SSe Te（λｇ＝0.44μｍ）による光導波路層
（第２の光導波路層）13、Zn Mn SSe Te（λｇ＝0.40μ
ｍ）による上部クラッド層14及び絶縁膜16から構成され
ている。
（または「偏光面回転領域」と称す）は、同一発明者ら
が同日に特許出願している「半導体発光装置」の光導波
路領域と同じ構成であり、Zn Mn SSe Te（禁止帯幅に相
当する波長：λｇ＝0.40μｍ）による下部クラッド層1
2、Zn Mn SSe Te（λｇ＝0.44μｍ）による光導波路層
（第２の光導波路層）13、Zn Mn SSe Te（λｇ＝0.40μ
ｍ）による上部クラッド層14及び絶縁膜16から構成され
ている。
なお、第２の光導波路層13は、Zn(1-w)MnwS(1-p-q)Se
pTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.5）からなる単
層で構成してもよいし、あるいはZn(1-w)MnwS(1-p-q)Se
pTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.8）およびZn
（１−ｗ′）Mnｗ′Ｓ（１−ｐ′−ｑ′）Seｐ′Teｑ′
（０≦ｐ′≦1,0≦ｑ′≦1,0.05≦ｗ′≦0.8）よりなる
超格子多層膜で構成しても良い。
pTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.5）からなる単
層で構成してもよいし、あるいはZn(1-w)MnwS(1-p-q)Se
pTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.8）およびZn
（１−ｗ′）Mnｗ′Ｓ（１−ｐ′−ｑ′）Seｐ′Teｑ′
（０≦ｐ′≦1,0≦ｑ′≦1,0.05≦ｗ′≦0.8）よりなる
超格子多層膜で構成しても良い。
すなわち、本発明は、同日出願した「半導体発光装
置」に、あらかじめ定めたモードに損失を与えるモード
フィルタ領域を追加したものである。
置」に、あらかじめ定めたモードに損失を与えるモード
フィルタ領域を追加したものである。
レーザ光は［011］方向に出射するよう、光導波路が
形成されており、横モード制御のために屈折率導波構造
となっている。またレーザ領域の光導波路層４の表面に
は、1/4波長シフト回折格子19が形成されている。ま
た、モードフィルタ領域及び光導波路領域（以下、この
２つの領域を総称して「光アイソレータ領域」と称す）
と接していない側のレーザ領域端面は、反射光が再びレ
ーザ領域に入らないように、活性層３の禁止帯幅よりも
大なる禁止帯幅を有するA10.5In0.5Ｐ層5,6による窓領
域が形成されている。各成長層は、基板１とほぼ格子整
合が取れるように組成を選んである。
形成されており、横モード制御のために屈折率導波構造
となっている。またレーザ領域の光導波路層４の表面に
は、1/4波長シフト回折格子19が形成されている。ま
た、モードフィルタ領域及び光導波路領域（以下、この
２つの領域を総称して「光アイソレータ領域」と称す）
と接していない側のレーザ領域端面は、反射光が再びレ
ーザ領域に入らないように、活性層３の禁止帯幅よりも
大なる禁止帯幅を有するA10.5In0.5Ｐ層5,6による窓領
域が形成されている。各成長層は、基板１とほぼ格子整
合が取れるように組成を選んである。
次に、磁界印加部の構成について説明する。磁界印加
部Ｂも同一出願人により同日出願した「半導体発光装
置」で述べた様に、光導波路層の偏光面を回転させるた
めに、磁石または電磁石等で構成したものである。第２
図（ａ）は、半導体素子部Ａと磁界印加部Ｂとの関係図
であり、光導波路領域の第２の光導波路層に光軸とほぼ
平行な磁界成分を印加する様に成っている。同図（ｂ）
は磁石の場合の磁界の強さを調整する場合の一例であ
り、角度βを変えれば良い。また、電磁石の場合には電
流を変えれば良い。
部Ｂも同一出願人により同日出願した「半導体発光装
置」で述べた様に、光導波路層の偏光面を回転させるた
めに、磁石または電磁石等で構成したものである。第２
図（ａ）は、半導体素子部Ａと磁界印加部Ｂとの関係図
であり、光導波路領域の第２の光導波路層に光軸とほぼ
平行な磁界成分を印加する様に成っている。同図（ｂ）
は磁石の場合の磁界の強さを調整する場合の一例であ
り、角度βを変えれば良い。また、電磁石の場合には電
流を変えれば良い。
次に、レーザ領域と光アイソレータ領域とを集積化し
た半導体素子部Ａに磁界印加部Ｂを備えた本発明による
半導体発光装置の動作を説明する。
た半導体素子部Ａに磁界印加部Ｂを備えた本発明による
半導体発光装置の動作を説明する。
電極16、17間に電流を流すと、レーザ領域では1/4波
長シフト回折格子によりレーザ発振が起きる。この場
合、発振した光には一般にTEモードとTMモードがともに
存在する。この時のTEモードの光軸方向の伝搬定数をγ
とする。
長シフト回折格子によりレーザ発振が起きる。この場
合、発振した光には一般にTEモードとTMモードがともに
存在する。この時のTEモードの光軸方向の伝搬定数をγ
とする。
モードフィルタ領域はTEモードに対する伝搬定数がγ
で、かつ禁止帯幅が入射光の波長に相当する禁止帯幅よ
り大きいため、レーザ領域との接合部で反射が起こら
ず、内部での吸収も起きない。モードフィルタ領域に入
射した光は、光導波路内に配置された金属クラッド11の
影響で、TMモードは減衰し、TEモードのみが減衰せずに
伝搬する。下部クラッド層８の屈折率、光導波路層９お
よびバッファ層10の屈折率と厚さを適当に選ぶことで、
TEモードに対する伝搬損失が1dB/mm以下でかつTEモード
とTMモードの伝搬損失の差を数十dB/mmにすることがで
きる。従って、モードフィルタ領域の長さを500μｍ程
度とすれば、モードフィルタ領域ではTEモードのみが伝
搬する。
で、かつ禁止帯幅が入射光の波長に相当する禁止帯幅よ
り大きいため、レーザ領域との接合部で反射が起こら
ず、内部での吸収も起きない。モードフィルタ領域に入
射した光は、光導波路内に配置された金属クラッド11の
影響で、TMモードは減衰し、TEモードのみが減衰せずに
伝搬する。下部クラッド層８の屈折率、光導波路層９お
よびバッファ層10の屈折率と厚さを適当に選ぶことで、
TEモードに対する伝搬損失が1dB/mm以下でかつTEモード
とTMモードの伝搬損失の差を数十dB/mmにすることがで
きる。従って、モードフィルタ領域の長さを500μｍ程
度とすれば、モードフィルタ領域ではTEモードのみが伝
搬する。
従って、光導波路領域にはTEモードのみが入射する。
光導波路領域もTEモードに対する伝搬定数がγで、かつ
禁止帯幅は入射光の波長に相当する禁止帯幅より大きい
ため、モードフィルタ領域との接合部で反射が起こら
ず、内部での吸収も起きない。偏光面回転子に相当する
光導波路領域に入射した光は、光軸に平行な成分を有す
る磁界を印加することにより、Zn Me SSe Teによる光導
波路層13中のMnの働きによって磁気光学効果（ファラデ
ー効果）が生じ、偏光面が回転する。回転角度θは θ＝Ｖ・１・Ｂ・cosβ ・・・（１） で与えられる。ここでＶは定数、１は偏光面回転子の光
導波路長、Ｂは印加した磁界の磁束密度、βは光軸と磁
界の向きのなす角度である。Ｖは組成や入射光の波長に
よって変化し、0.1〜0.5deg/cm・gaussである。従っ
て、Ｂを3000ガウス程度とすれば、光導波路領域の長さ
1mm程度で偏光面を45゜回転可能である。
光導波路領域もTEモードに対する伝搬定数がγで、かつ
禁止帯幅は入射光の波長に相当する禁止帯幅より大きい
ため、モードフィルタ領域との接合部で反射が起こら
ず、内部での吸収も起きない。偏光面回転子に相当する
光導波路領域に入射した光は、光軸に平行な成分を有す
る磁界を印加することにより、Zn Me SSe Teによる光導
波路層13中のMnの働きによって磁気光学効果（ファラデ
ー効果）が生じ、偏光面が回転する。回転角度θは θ＝Ｖ・１・Ｂ・cosβ ・・・（１） で与えられる。ここでＶは定数、１は偏光面回転子の光
導波路長、Ｂは印加した磁界の磁束密度、βは光軸と磁
界の向きのなす角度である。Ｖは組成や入射光の波長に
よって変化し、0.1〜0.5deg/cm・gaussである。従っ
て、Ｂを3000ガウス程度とすれば、光導波路領域の長さ
1mm程度で偏光面を45゜回転可能である。
例えば、光導波路領域の端面で反射が起きたとすれ
ば、反射光は光導波路領域を左向きに進む間に、偏光面
が同じ方向に更に45゜回転し、モードフィルタ領域に達
したときはTMモードになっている。そのため、モードフ
ィルタ領域により減衰を受けてレーザ領域に達しない。
また、この半導体発光装置から出射された後、ファイバ
入射面などで反射し、再び光導波路領域に入射した光に
ついても同様である。第１図下に各部での各モードがど
の様に伝搬するかを模式的に示す。
ば、反射光は光導波路領域を左向きに進む間に、偏光面
が同じ方向に更に45゜回転し、モードフィルタ領域に達
したときはTMモードになっている。そのため、モードフ
ィルタ領域により減衰を受けてレーザ領域に達しない。
また、この半導体発光装置から出射された後、ファイバ
入射面などで反射し、再び光導波路領域に入射した光に
ついても同様である。第１図下に各部での各モードがど
の様に伝搬するかを模式的に示す。
なお、実施例１の説明では1/4波長シャフト回折格子
を有する分布帰還形レーザを取り上げたが、通常の分布
帰還形レーザでも勿論かまわない。また窓構造のかわり
に、反射率制御コーティングなどを用いてもよい。モー
ドフィルタ領域はTEモード選択フィルタになっている
が、バッファ層10の屈折率を光導波路層９より高くし適
当な厚さとすることで、TMモード選択フィルタにしても
よい。
を有する分布帰還形レーザを取り上げたが、通常の分布
帰還形レーザでも勿論かまわない。また窓構造のかわり
に、反射率制御コーティングなどを用いてもよい。モー
ドフィルタ領域はTEモード選択フィルタになっている
が、バッファ層10の屈折率を光導波路層９より高くし適
当な厚さとすることで、TMモード選択フィルタにしても
よい。
（実施例２） 実施例１では、レーザの一方の出射側にモードフィル
タ領域及び光導波路領域である光アイソレータ領域を入
れたが、第３図のように両方の出射面に光アイソレータ
領域を形成してもよい。この場合も、両方のアイソレー
タ領域により反射光はレーザ領域に達せず、レーザ特性
に影響を与えない。
タ領域及び光導波路領域である光アイソレータ領域を入
れたが、第３図のように両方の出射面に光アイソレータ
領域を形成してもよい。この場合も、両方のアイソレー
タ領域により反射光はレーザ領域に達せず、レーザ特性
に影響を与えない。
通常、分布帰還形レーザでは、端面反射の影響をなく
すため、端面を窓構造としたり、端面コーティングを施
したりしているが、窓構造の場合には出射光のスポット
が拡がるため結合損失が大きくなるという欠点があり、
またコーティングは膜厚制御が簡単でないなどの問題が
ある。従って、本発明を用いることにより、レーザ光は
導波路構造によって出射口まで拡がらずに進むため、上
述の問題は解決できる。
すため、端面を窓構造としたり、端面コーティングを施
したりしているが、窓構造の場合には出射光のスポット
が拡がるため結合損失が大きくなるという欠点があり、
またコーティングは膜厚制御が簡単でないなどの問題が
ある。従って、本発明を用いることにより、レーザ光は
導波路構造によって出射口まで拡がらずに進むため、上
述の問題は解決できる。
なお、第３図では左右の光アイソレータ領域は同一の
組成、構造になっているが、必ずしも同一の組成、構造
である必要はない。
組成、構造になっているが、必ずしも同一の組成、構造
である必要はない。
（実施例３） 実施例１および２では、レーザ領域が通常の２重ヘテ
ロ構造の場合について述べたが、活性層３が量子井戸構
造で構成されている場合についても、本発明を適用でき
る。この場合には、レーザ領域におけるTEモードの最大
利得がTMモードの最大利得に比べて相当大きくなる。こ
のため、２重ヘテロ構造に比べてモードフィルタ領域の
長さを短くすることが可能で、モードフィルタ領域にお
けるTEモードの損失を小さくすることができる。なお、
クラッド層５が超格子構造であっても、こうした傾向に
影響は与えない。
ロ構造の場合について述べたが、活性層３が量子井戸構
造で構成されている場合についても、本発明を適用でき
る。この場合には、レーザ領域におけるTEモードの最大
利得がTMモードの最大利得に比べて相当大きくなる。こ
のため、２重ヘテロ構造に比べてモードフィルタ領域の
長さを短くすることが可能で、モードフィルタ領域にお
けるTEモードの損失を小さくすることができる。なお、
クラッド層５が超格子構造であっても、こうした傾向に
影響は与えない。
また、モードフィルタ領域のクラッド層10、光導波路
領域の光導波路層・クラッド層14についても、これらが
超格子構造であっても構わない。
領域の光導波路層・クラッド層14についても、これらが
超格子構造であっても構わない。
以上の説明では、ｎ形基板１を用いているが、勿論ｐ
形基板を使用し、レーザ領域のクラッド層５の伝導形を
逆にした構造でも問題ない。光導波路構造についても、
埋め込み構造など屈折率導波形のどのような光導波構造
を用いてもよい。
形基板を使用し、レーザ領域のクラッド層５の伝導形を
逆にした構造でも問題ない。光導波路構造についても、
埋め込み構造など屈折率導波形のどのような光導波構造
を用いてもよい。
材料については、半導体基板にほぼ格子整合して成長
できる半導体の組合せであればよい。例えば、基板１と
しては、Si、Ge、In P、Ga P、Ga As P、Zn Se、Zn S、
Cu Ga SSeなど、IV族、III−Ｖ族、II−VI族、カルコパ
イライトのどの半導体でもよい。レーザ領域の半導体に
ついても基板１とほぼ格子整合するものであれば、どの
ような半導体でもよい。
できる半導体の組合せであればよい。例えば、基板１と
しては、Si、Ge、In P、Ga P、Ga As P、Zn Se、Zn S、
Cu Ga SSeなど、IV族、III−Ｖ族、II−VI族、カルコパ
イライトのどの半導体でもよい。レーザ領域の半導体に
ついても基板１とほぼ格子整合するものであれば、どの
ような半導体でもよい。
また、モードフィルタ領域の半導体についても、基板
１とほぼ格子整合するものであればどのような半導体で
も構わない。光導波路領域の半導体についても、基板１
とほぼ整合しており、成分中に遷移金属元素を含み、か
つレーザ光に対する吸収係数が小さいという要求条件は
あるものの、特定の半導体である必要はない。従って、
Zn SSe Te系以外の半導体、たとえばCd SSe Te系などの
遷移金属を導入したものを用いてもよい。更に、遷移金
属元素自体についても、実施例で述べたMnのかわりに、
Fe、Co、Niなどを用いてもよい。なお、用いる半導体や
遷移金属元素によっては、前記（１）式の定数Ｖが小さ
い場合もあるが、この場合には光導波路領域の寸法を長
くするか、磁界の大きさを強くすればよい。
１とほぼ格子整合するものであればどのような半導体で
も構わない。光導波路領域の半導体についても、基板１
とほぼ整合しており、成分中に遷移金属元素を含み、か
つレーザ光に対する吸収係数が小さいという要求条件は
あるものの、特定の半導体である必要はない。従って、
Zn SSe Te系以外の半導体、たとえばCd SSe Te系などの
遷移金属を導入したものを用いてもよい。更に、遷移金
属元素自体についても、実施例で述べたMnのかわりに、
Fe、Co、Niなどを用いてもよい。なお、用いる半導体や
遷移金属元素によっては、前記（１）式の定数Ｖが小さ
い場合もあるが、この場合には光導波路領域の寸法を長
くするか、磁界の大きさを強くすればよい。
（発明の効果） 以上のように、本発明はモードフィルタ領域，光導波
路領域と磁界印加手段とを有するように半導体発光装置
を構成することにより、レーザ領域からの出力光のうち
あらかじめ定めた伝搬モードのみを効率良く外部媒体に
入射することができる。
路領域と磁界印加手段とを有するように半導体発光装置
を構成することにより、レーザ領域からの出力光のうち
あらかじめ定めた伝搬モードのみを効率良く外部媒体に
入射することができる。
第２の光導波路層13は、基板１とほぼ格子整合する半
導体多層膜よりなり、かつII−VI族化合物半導体のII族
元素の一部が遷移金属元素で置換された半導体層で構成
することにより、磁界印加部Ｂからの磁界でレーザ領域
の出射光の偏光面を回転させることができる。
導体多層膜よりなり、かつII−VI族化合物半導体のII族
元素の一部が遷移金属元素で置換された半導体層で構成
することにより、磁界印加部Ｂからの磁界でレーザ領域
の出射光の偏光面を回転させることができる。
第２の光導波路層13が、Zn(1-w)MnwS(1-p-q)SepTe
q（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.5）で構成するこ
とにより、磁界印加部Ｂからの磁界でレーザ領域の出射
光の偏光面を回転することができる。
q（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.5）で構成するこ
とにより、磁界印加部Ｂからの磁界でレーザ領域の出射
光の偏光面を回転することができる。
第２の光導波路層13は、Zn(1-w)MnwS(1-p-q)SepTe
q（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.8）およびZn
（１−ｗ′）Mnｗ′Ｓ（１−ｐ′−ｑ′）Seｐ′Teｑ′
（０≦ｐ′≦1,0≦ｑ′≦1,0.05≦ｗ′≦0.8）よりなる
超格子多層膜で構成することにより、磁界印加部Ｂから
の磁界でレーザ領域の出射光の偏光面を回転させること
ができる。
q（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.8）およびZn
（１−ｗ′）Mnｗ′Ｓ（１−ｐ′−ｑ′）Seｐ′Teｑ′
（０≦ｐ′≦1,0≦ｑ′≦1,0.05≦ｗ′≦0.8）よりなる
超格子多層膜で構成することにより、磁界印加部Ｂから
の磁界でレーザ領域の出射光の偏光面を回転させること
ができる。
遷移金属元素として、Mn、Fe、Co、Niを用いることに
より、安価で、かつ製造容易な光導波路層13を構成する
ことができる。
より、安価で、かつ製造容易な光導波路層13を構成する
ことができる。
モードフィルタ領域を、半導体基板とほぼ格子整合す
る半導体多層膜及び金属膜で構成することにより、レー
ザ領域及び光導波路領域と集積化できる。
る半導体多層膜及び金属膜で構成することにより、レー
ザ領域及び光導波路領域と集積化できる。
第１図は、本発明による第１の実施例であり、半導体発
光素子部Ａの光軸方向の断面図、第２図（ａ）及び
（ｂ）は本発明による半導体素子部Ａと磁界印加部Ｂと
を組み合わせた半導体発光装置の概略図、第３図は本発
明による第２の実施例であり、レーザ領域の両側に光ア
イソレータ領域を有する半導体発光素子部Ａの光軸方向
の断面図である。 １……（100）面ｎ−Ga As基板 ２……ｎ−A1In P下部クラッド層 ３……Ga In P活性層 ４……A1Ga In P光導波路層 ５……ｐ−A1In P上部クラッド層 ６……ｎ−A1In P電流ブロック層 ７……Ga Asキャップ層 ８……A1In P下部クラッド層 ９……A1Ga In P光導波路層（第１の光導波路層） 10……ｎ−A1In P電流ブロック層 11……金属クラッド層 12……Zn Mn SSe Te下部クラッド層 13……Zn Mn SSe Te光導波路層（第２の光導波路層） 14……Zn Mn SSe Te上部クラッド層 15……Zn拡散領域 16……絶縁層 17……ｐ側電極 18……ｎ側電極 19……1/4波長シフト回折格子
光素子部Ａの光軸方向の断面図、第２図（ａ）及び
（ｂ）は本発明による半導体素子部Ａと磁界印加部Ｂと
を組み合わせた半導体発光装置の概略図、第３図は本発
明による第２の実施例であり、レーザ領域の両側に光ア
イソレータ領域を有する半導体発光素子部Ａの光軸方向
の断面図である。 １……（100）面ｎ−Ga As基板 ２……ｎ−A1In P下部クラッド層 ３……Ga In P活性層 ４……A1Ga In P光導波路層 ５……ｐ−A1In P上部クラッド層 ６……ｎ−A1In P電流ブロック層 ７……Ga Asキャップ層 ８……A1In P下部クラッド層 ９……A1Ga In P光導波路層（第１の光導波路層） 10……ｎ−A1In P電流ブロック層 11……金属クラッド層 12……Zn Mn SSe Te下部クラッド層 13……Zn Mn SSe Te光導波路層（第２の光導波路層） 14……Zn Mn SSe Te上部クラッド層 15……Zn拡散領域 16……絶縁層 17……ｐ側電極 18……ｎ側電極 19……1/4波長シフト回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−287186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−36888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−62689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−198880（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122583（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】同一半導体基板上に、光を出力するレーザ
領域と該レーザ領域からの出射光を結合するよう配置し
た光導波路層を有する半導体発光装置において、 前記レーザ領域からの出射光に結合するように配置され
た第１の光導波路層内を伝搬する光のうち、予め定めた
電搬モードに損失を与えるように構成されたモードフィ
ルタ領域と、 該モードフィルタ領域からの出射光に結合するように配
置され、かつ伝搬する光の偏光面が回転するように組成
が定められた第２の光導波路層を有する光導波路領域
と、 前記レーザ領域の出射光の進行方向と平行な成分を有す
る磁界を該光導波路領域へ印加する磁界印加手段と、 を有するように構成されたことを特徴とする半導体発光
装置。 - 【請求項２】前記第２の項導波路層は、前記半導体基板
とほぼ格子整合する半導体多層膜よりなり、かつII−VI
族化合物半導体のII族元素の一部が遷移金属元素で置換
された半導体層で構成されていることを特徴とする請求
項１記載の反動体発光装置。 - 【請求項３】前記第２の光導波路層が、Zn(1-w)MnwS
(1-p-q)SepTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.5）
で構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導
体発光装置。 - 【請求項４】前記第２の光導波路層は、Zn(1-w)MnwS
(1-p-q)SepTeq（０≦ｐ≦1,0≦ｑ≦1,0.05≦ｗ≦0.8）
およびZn（１−ｗ′）Mnｗ′Ｓ（１−ｐ′−ｑ′）Se
ｐ′Teｑ′（０≦ｐ′≦1,0≦ｑ′≦1,0.05≦ｗ′≦0.
8）よりなる超格子多層膜で構成されていることを特徴
とする請求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項５】前記遷移金属元素はMn、Fe、Co、Niである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項６】前記モードフィルタ領域が、前記半導体基
板とほぼ格子整合する半導体多層及び金属膜で構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020830A JP2546366B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020830A JP2546366B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203581A JPH02203581A (ja) | 1990-08-13 |
| JP2546366B2 true JP2546366B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12037966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020830A Expired - Lifetime JP2546366B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546366B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49135764A (ja) * | 1973-05-01 | 1974-12-27 | ||
| JPS60198880A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Fujitsu Ltd | レ−ザ装置 |
| JPS60235483A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Fujikura Ltd | モ−ド・フイルタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPS61287186A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 光アイソレ−タ集積形半導体レ−ザ装置 |
| JPS6236888A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-17 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6258689A (ja) * | 1985-09-07 | 1987-03-14 | Nec Corp | 光アイソレ−タ付半導体レ−ザ装置 |
| JPH0685457B2 (ja) * | 1986-05-29 | 1994-10-26 | 富士通株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1020830A patent/JP2546366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02203581A (ja) | 1990-08-13 |
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