JPH01238082A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01238082A JPH01238082A JP6312488A JP6312488A JPH01238082A JP H01238082 A JPH01238082 A JP H01238082A JP 6312488 A JP6312488 A JP 6312488A JP 6312488 A JP6312488 A JP 6312488A JP H01238082 A JPH01238082 A JP H01238082A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- layer
- diffraction grating
- semiconductor laser
- junction
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- Pending
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1082—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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】
（１）発明の属する技術分野
本発明は、回折格子を有し、単一縦モードの狭線幅化さ
れた光源用の半導体レーザに関するものである。
れた光源用の半導体レーザに関するものである。
（２）従来の技術とその問題点
従来、狭線幅単一縦モード半導体レーザとして、多電極
ＤＦＢレーザ或いは、多電極ＤＢＲレーザが用いられて
おり、いずれも活性領域あるいは、光導波領域に回折格
子を有している。しかし、回折格子上への結晶成長は結
晶欠陥を生じさせやすく、光学的特性を劣化させる原因
となり、高歩留りで製作するのが困難であった。
ＤＦＢレーザ或いは、多電極ＤＢＲレーザが用いられて
おり、いずれも活性領域あるいは、光導波領域に回折格
子を有している。しかし、回折格子上への結晶成長は結
晶欠陥を生じさせやすく、光学的特性を劣化させる原因
となり、高歩留りで製作するのが困難であった。
（例えば、村田、水戸： ｒｌ、５μｍ帯波長可変ＤＢ
Ｒレーザの波長チューニング範囲」：昭和６２年度電子
情報通信学会、半導体材料部門全国大会講演論文集予稿
２８７） （３）発明の目的 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は回折格子を光導波路領域の遠端に設けることによ
り、導波路そのものに回折格子を設ける必要をなくして
、素子歩留りの向上を図るとともに、高倍転性を有せし
めた狭線幅単一モードの半導体レーザを提供することに
ある。
Ｒレーザの波長チューニング範囲」：昭和６２年度電子
情報通信学会、半導体材料部門全国大会講演論文集予稿
２８７） （３）発明の目的 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は回折格子を光導波路領域の遠端に設けることによ
り、導波路そのものに回折格子を設ける必要をなくして
、素子歩留りの向上を図るとともに、高倍転性を有せし
めた狭線幅単一モードの半導体レーザを提供することに
ある。
（４）発明の構成
（４−１）発明の特徴と従来の技術との差異本発明は、
ストライブ状の活性領域とストライブ状の光導波路をバ
ットジヨイントし、回折格子を活性領域あるいは光導波
路本体に設けず、光導波路の遠端に設けることをもっと
も主要な特徴とするものである。従来の技術では、回折
格子上の結晶成長が必要であり、結晶欠陥及び光学的損
失の増大等製作上の問題があった。
ストライブ状の活性領域とストライブ状の光導波路をバ
ットジヨイントし、回折格子を活性領域あるいは光導波
路本体に設けず、光導波路の遠端に設けることをもっと
も主要な特徴とするものである。従来の技術では、回折
格子上の結晶成長が必要であり、結晶欠陥及び光学的損
失の増大等製作上の問題があった。
本発明はこの点を改良したもので、従来の構成とは異な
り、回折格子を外付けする簡単な構成であるので高歩留
り、高信顛性の素子を製作することができるという利点
がある。
り、回折格子を外付けする簡単な構成であるので高歩留
り、高信顛性の素子を製作することができるという利点
がある。
（４−２）実施例
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図であって、
１はｎ−１ｎＰの第１のクラッド層（ＥＣ）、２はｕ−
１ｎＧａＡｓＰ活性層（Ｅａ）、３はｐ−１ｎＰの第２
のクラッド層（ＥＣ）、４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層、５はストライブ状のｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波
路層（Ｅａ）、６はｐ−ＩｎＰ電流ブロック層、７はｎ
−ＩｎＰ電流ブロック層、８はｎ−ＩｎＰ基板、９はｎ
−電極、１０はｐ−電極、１１はプロトン注入絶縁領域
、１２は回折格子反射鏡、１３は高反射膜、１４は回折
格子のピッチＰ、１５は回折格子反射鏡の傾き角θ、１
６はレーザ部、１７は波長制御部、１９はレーザ発振光
（λ）である。ストライブ状の光導波路層５の遠端側の
端面ば、活性層２と第２のクラッド層３との間に形成さ
れるｐ−ｎ接合に対して垂直に、かつストライブ状の光
導波路層に対して斜めに形成されている。また、その端
面にはこのｐ−ｎ接合に垂直な方向に回折格子反射鏡１
２を形成し、且つエネルギバンド幅Ｅａ、Ｅａ、ＥＣの
間にはＥａ＞Ｅａ＞Ｅｃの関係を有している。
１はｎ−１ｎＰの第１のクラッド層（ＥＣ）、２はｕ−
１ｎＧａＡｓＰ活性層（Ｅａ）、３はｐ−１ｎＰの第２
のクラッド層（ＥＣ）、４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層、５はストライブ状のｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波
路層（Ｅａ）、６はｐ−ＩｎＰ電流ブロック層、７はｎ
−ＩｎＰ電流ブロック層、８はｎ−ＩｎＰ基板、９はｎ
−電極、１０はｐ−電極、１１はプロトン注入絶縁領域
、１２は回折格子反射鏡、１３は高反射膜、１４は回折
格子のピッチＰ、１５は回折格子反射鏡の傾き角θ、１
６はレーザ部、１７は波長制御部、１９はレーザ発振光
（λ）である。ストライブ状の光導波路層５の遠端側の
端面ば、活性層２と第２のクラッド層３との間に形成さ
れるｐ−ｎ接合に対して垂直に、かつストライブ状の光
導波路層に対して斜めに形成されている。また、その端
面にはこのｐ−ｎ接合に垂直な方向に回折格子反射鏡１
２を形成し、且つエネルギバンド幅Ｅａ、Ｅａ、ＥＣの
間にはＥａ＞Ｅａ＞Ｅｃの関係を有している。
これを動作させるには、レーザ部のｐ−電極１０とｎ−
電極９の間に電流を流し、半導体レーザを発光させる。
電極９の間に電流を流し、半導体レーザを発光させる。
レーザ発振光（λ）１９は光導波路層（Ｅａ）５に導か
れ、回折格子反射鏡１２である特定の波長λの光だけ反
射し、光導波路層５と活性層２に帰還する。そこで特定
の波長λの光のみでレーザ発振が起こる。
れ、回折格子反射鏡１２である特定の波長λの光だけ反
射し、光導波路層５と活性層２に帰還する。そこで特定
の波長λの光のみでレーザ発振が起こる。
すなわち、回折格子により選択された光λのみでレーザ
発振が起こり、かつ低損失の光導波路層５によって実効
的にキャビティが長くなることによって線幅は狭くなる
。
発振が起こり、かつ低損失の光導波路層５によって実効
的にキャビティが長くなることによって線幅は狭くなる
。
ここにおいて、レーザ発振光の波長λと回折格子のピッ
チＰとの間には、次の関係がある。
チＰとの間には、次の関係がある。
θは、回折格子反射鏡の傾き角１５である。ｎａｆｆは
実効屈折率である。λ＝１．５５μｍ、θ＝３０°。
実効屈折率である。λ＝１．５５μｍ、θ＝３０°。
ｎ ＊ｔｔ ＝３．２５． ｍ ＝ １のとき、回折格
子のピｙ＋はＰ ＝０．４８μｍとしなければならない
。
子のピｙ＋はＰ ＝０．４８μｍとしなければならない
。
また、波長λ及び端面の位相の制御は、波長制御部１７
に順方向電流を流し、導波路層５内の注入キャリア数を
調節して、実効屈折率ｎｅｆｆを制御することによって
、可能となる。屈折率変化Δｎは、プラズマ振動の式を
微分することによって次のように得られる。
に順方向電流を流し、導波路層５内の注入キャリア数を
調節して、実効屈折率ｎｅｆｆを制御することによって
、可能となる。屈折率変化Δｎは、プラズマ振動の式を
微分することによって次のように得られる。
＃−６．７Ｘ１０−”（ａｍ３） ｘΔＮ （ａｍ −
：Ｉ） −−−−−■ここで、ｎは屈折率、Ｃは光速、
λは発振波長、ΔＮはキャリア密度変化（Ｃ１ｌ−’）
、Ｔｎ＠ 、 １’ｎｋは各々電子とホールの実効質
量、ε。は透電率、ｅは電子の電荷である。
：Ｉ） −−−−−■ここで、ｎは屈折率、Ｃは光速、
λは発振波長、ΔＮはキャリア密度変化（Ｃ１ｌ−’）
、Ｔｎ＠ 、 １’ｎｋは各々電子とホールの実効質
量、ε。は透電率、ｅは電子の電荷である。
このように、光導波路層５に、電流を注入することによ
り、実効屈折率ｎ＊ｆｆを調節できるので、回折格子の
ピッチＰが固定であっても発振波長λ及び端面位相を制
御することができる。
り、実効屈折率ｎ＊ｆｆを調節できるので、回折格子の
ピッチＰが固定であっても発振波長λ及び端面位相を制
御することができる。
第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。第
１の実施例と異なる所は、回折格子反射鏡１２を前記の
ｐ−ｎ接合に対して斜めに、回折格子の方向をｐ−ｎ接
合に対して平行にしたことである。
１の実施例と異なる所は、回折格子反射鏡１２を前記の
ｐ−ｎ接合に対して斜めに、回折格子の方向をｐ−ｎ接
合に対して平行にしたことである。
第３図は本発明の第３の実施例を示す斜視図である。第
１．第２の実施例と異なるのは、光導波路層５上の電極
を分割して、それぞれ波長制御部１７と端面位相制御部
１８としたことである。これにより、波長制御と端面位
相制御が独立に行なえる自由度がある。
１．第２の実施例と異なるのは、光導波路層５上の電極
を分割して、それぞれ波長制御部１７と端面位相制御部
１８としたことである。これにより、波長制御と端面位
相制御が独立に行なえる自由度がある。
（５）発明の詳細
な説明したように、従来の多電極型ＤＦＢ或いはＤＢＲ
半導体レーザにおいては、活性領域あるいは光導波路領
域本体に、回折格子を設置しなければならないので、結
晶成長時の問題が多く、素子の歩留り信頼性の低下が問
題であった。これに対して、本発明の半導体レーザはス
トライプ状の光導波路層の遠端側にドライエッ′チング
の方法を使用して、外部に回折格子反射鏡を設けるから
、結晶成長時の問題もなく、素子の高歩留化、高信頼化
に寄与することができる利点がある。
半導体レーザにおいては、活性領域あるいは光導波路領
域本体に、回折格子を設置しなければならないので、結
晶成長時の問題が多く、素子の歩留り信頼性の低下が問
題であった。これに対して、本発明の半導体レーザはス
トライプ状の光導波路層の遠端側にドライエッ′チング
の方法を使用して、外部に回折格子反射鏡を設けるから
、結晶成長時の問題もなく、素子の高歩留化、高信頼化
に寄与することができる利点がある。
第１図は本発明の第１の実施例の構造を示す斜視図、第
２図は本発明の第２の実施例の構造を示す断面図、第３
図は本発明の第３の実施例の構造を示す斜視図である。 １・・・ｎ−ＩｎＰの第１の クラッド層（Ｅｃ）、２
・・・ｕ−１ｎＧａＡｓＰ活性層（Ｅｌ）、３・・・ｐ
−ＩｎＰの第２のクラッド層（ＥＣ）、４−ｐ−１ｎＧ
ａＡｓＰコン゛タクト層、５ ・−ｕ−１ｎＧａＡｓＰ
光導波路層（Ｅａ）、６・・・ｐ−１ｎＰ電流ブロック
層、７・・・ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、８・・・ｎ−
ＩｎＰ基板、９・・・ｎ−電極、１０・・・ｐ＝電掻、
１１・・・プロトン注入絶縁領域、１２・・・回折格子
反射鏡、１３・・・高反射膜、１４・・・回折格子のピ
ッチＰ、１５・・・回折格子反射鏡の傾き角θ、１６・
・・レーザ部、１７・・・波長制御部、１８・・・位相
制御部、１９・・・レーザ発振光（λ）。 特許出願人 日本電信電話株式会社
２図は本発明の第２の実施例の構造を示す断面図、第３
図は本発明の第３の実施例の構造を示す斜視図である。 １・・・ｎ−ＩｎＰの第１の クラッド層（Ｅｃ）、２
・・・ｕ−１ｎＧａＡｓＰ活性層（Ｅｌ）、３・・・ｐ
−ＩｎＰの第２のクラッド層（ＥＣ）、４−ｐ−１ｎＧ
ａＡｓＰコン゛タクト層、５ ・−ｕ−１ｎＧａＡｓＰ
光導波路層（Ｅａ）、６・・・ｐ−１ｎＰ電流ブロック
層、７・・・ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層、８・・・ｎ−
ＩｎＰ基板、９・・・ｎ−電極、１０・・・ｐ＝電掻、
１１・・・プロトン注入絶縁領域、１２・・・回折格子
反射鏡、１３・・・高反射膜、１４・・・回折格子のピ
ッチＰ、１５・・・回折格子反射鏡の傾き角θ、１６・
・・レーザ部、１７・・・波長制御部、１８・・・位相
制御部、１９・・・レーザ発振光（λ）。 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (3)
- （１）半導体基板上に形成されたエネルギバンド幅がＥ
＿ｃの第１のクラッド層と、該第１のクラッド層上のエ
ネルギバンド幅がＥ＿ａでかつストライプ状の発光領域
となる活性層と、前記第１のクラッド層上のエネルギバ
ンド幅がＥ＿ｇのストライプ状の導波路層と、該活性層
と該光導波路層上のエネルギバンド幅がＥ＿ｃの第２の
クラッド層と、該第２のクラッド層において前記ストラ
イプ状の活性層と光導波路層とが接する部分に形成され
た絶縁領域と、該絶縁領域により分離されコンタクト層
を介して前記発光領域上に形成された主電極と、前記光
導波路層上に形成された波長及び位相制御用電極とを備
えた半導体レーザにおいて、 前記光導波路層の遠端側の端面を前記活性層と前記第２
のクラッド層との間に形成されるｐ−ｎ接合に対して垂
直にかつ前記ストライプ状の光導波路層に対して斜めに
形成し、該端面に前記ｐ−ｎ接合に垂直な方向に回折格
子を形成し、且つエネルギバンド幅Ｅ＿ａ、Ｅ＿ｇ、Ｅ
＿ｃの間には、Ｅ＿ａ＜Ｅ＿ｇ＜Ｅ＿ｃの関係を有し、
前記光導波路層の該ｐ−ｎ接合に順方向電流を流し、注
入されたキャリアの濃度に応じて屈折率を調節すること
により、発振波長及び端面位相を制御するように構成さ
れたことを特徴とする半導体レーザ。 - （２）前記光導波路層の遠端側の端面を、前記ストライ
プ状光導波路に垂直にかつ該ｐ−ｎ接合に斜めに形成し
、かつ、該端面に該ｐ−ｎ接合に平行に回折格子を形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体レーザ。 - （３）各電極が３分割され、それぞれ発光部、位相制御
部、波長制御部とされたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312488A JPH01238082A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312488A JPH01238082A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01238082A true JPH01238082A (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=13220212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6312488A Pending JPH01238082A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01238082A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806684A1 (de) * | 1996-05-09 | 1997-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Optisches Sende- und Empfangsmodul |
| WO2003034114A3 (en) * | 2001-10-16 | 2003-07-24 | Denselight Semiconductors Pte | Planar waveguide facet profiling |
| WO2019111804A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光半導体素子の駆動方法、及び光半導体素子 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6312488A patent/JPH01238082A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806684A1 (de) * | 1996-05-09 | 1997-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Optisches Sende- und Empfangsmodul |
| WO2003034114A3 (en) * | 2001-10-16 | 2003-07-24 | Denselight Semiconductors Pte | Planar waveguide facet profiling |
| WO2019111804A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光半導体素子の駆動方法、及び光半導体素子 |
| JPWO2019111804A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2020-11-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光半導体素子の駆動方法、及び光半導体素子 |
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