JPH0528064U - Semiconductor laser - Google Patents
Semiconductor laserInfo
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- JPH0528064U JPH0528064U JP7594291U JP7594291U JPH0528064U JP H0528064 U JPH0528064 U JP H0528064U JP 7594291 U JP7594291 U JP 7594291U JP 7594291 U JP7594291 U JP 7594291U JP H0528064 U JPH0528064 U JP H0528064U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザを、より低雑音化する。
【構成】 半導体１、半導体１の内部に形成された光導
波路２、光導波路２の下に形成された回折格子３、光導
波路２の一方の端に誘電体の蒸着により作られた反射防
止膜４、光導波路２のもう一方の端に作られた狭波長帯
域高反射膜８、半導体１の上にメタライズして作られた
カソード電極６、半導体１を半田により支える台座７。
【効果】 高反射膜の反射率がレーザ発振モード近傍で
しか高くないため、発振モードから離れた波長の自然放
出光に対する反射率が低くなり、発振モードから離れた
有害なファブリペロ共振器によるモードを抑制すること
により、レーザ光がより低雑音になるという効果があ
る。また、マルチモード発振するファブリペロ共振器型
半導体レーザにおいても、発振モードの広がりを抑える
ことができるという効果がある。
(57) [Abstract] [Purpose] To reduce the noise of semiconductor lasers. A semiconductor 1, an optical waveguide 2 formed inside the semiconductor 1, a diffraction grating 3 formed under the optical waveguide 2, an antireflection film formed by vapor deposition of a dielectric on one end of the optical waveguide 2. 4, a narrow wavelength band high reflection film 8 formed on the other end of the optical waveguide 2, a cathode electrode 6 formed by metallizing on the semiconductor 1, and a pedestal 7 for supporting the semiconductor 1 by soldering. [Effect] Since the reflectivity of the high-reflection film is high only in the vicinity of the laser oscillation mode, the reflectivity for spontaneous emission light having a wavelength away from the oscillation mode becomes low, and the mode due to the harmful Fabry-Perot resonator away from the oscillation mode is reduced. By suppressing, there is an effect that the laser light becomes lower in noise. Further, also in a Fabry-Perot resonator type semiconductor laser that oscillates in multimode, there is an effect that the spread of oscillation modes can be suppressed.
Description
【０００１】[0001]
この考案は、光ファイバ通信用の光源として使用する半導体レーザに関するも のである。 The present invention relates to a semiconductor laser used as a light source for optical fiber communication.
【０００２】[0002]
図５は、従来の半導体レーザを示す断面図であり、図において１は半導体、２ は半導体１の内部に形成された光導波路、３は光導波路２の下に形成された回折 格子、４は光導波路２の一方の端に誘電体の蒸着により作られた反射防止膜、５ は光導波路２のもう一方の端に作られた高反射膜、６は半導体１の上にメタライ ズして作られたカソード電極、７は半導体１を半田により支える台座である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor laser. In the figure, 1 is a semiconductor, 2 is an optical waveguide formed inside the semiconductor 1, 3 is a diffraction grating formed under the optical waveguide 2, and 4 is a diffraction grating. An antireflection film formed on one end of the optical waveguide 2 by vapor deposition of a dielectric material, 5 is a high-reflection film formed on the other end of the optical waveguide 2, and 6 is a metallized film on the semiconductor 1. The formed cathode electrode, 7 is a pedestal that supports the semiconductor 1 by soldering.
【０００３】 次に動作について説明する。カソード電極６と台座７の間に電流が注入される と半導体１に形成された光導波路２は利得媒質となり、回折格子３による分布帰 還、および高反射膜５の反射によって決定されるレーザ発振条件を満たしてレー ザ発振する。反射防止膜４は光導波路２がファブリペロ共振器として働き発振モ ードがマルチモード化するのを抑制している。レーザ光は光導波路２の両端から 出射されるが、通常は出力の高い反射防止膜４側の光が光ファイバ通信に用いら れる。図６は、レーザ発振時の光スペクトルを示している。横軸は発振波長λ０ で規格化した相対波長λ／λ０、縦軸は相対強度である。発振モードは回折格子 ３によって決定される単一モードであるが、そもそも半導体の利得が広い波長帯 に分布しているため、光スペクトルにおいても−４０ｄＢ程度のサイドローブが 見られる。Next, the operation will be described. When a current is injected between the cathode electrode 6 and the pedestal 7, the optical waveguide 2 formed in the semiconductor 1 becomes a gain medium, and the laser oscillation is determined by the distribution return by the diffraction grating 3 and the reflection of the high reflection film 5. Laser oscillation is performed when the conditions are met. The antireflection film 4 prevents the optical waveguide 2 from functioning as a Fabry-Perot resonator to prevent the oscillation mode from becoming multimode. Although the laser light is emitted from both ends of the optical waveguide 2, the light having a high output on the side of the antireflection film 4 is usually used for optical fiber communication. FIG. 6 shows an optical spectrum during laser oscillation. The horizontal axis represents the relative wavelength λ / λ0 standardized by the oscillation wavelength λ 0, and the vertical axis represents the relative intensity. The oscillation mode is a single mode determined by the diffraction grating 3, but since the gain of the semiconductor is distributed in a wide wavelength band in the first place, a side lobe of about -40 dB is observed in the optical spectrum.
【０００４】[0004]
従来の半導体レーザは以上のように構成されているので、自然放出光によるサ イドローブ特性が、出射光の低雑音特性を劣化させるという問題点があった。 Since the conventional semiconductor laser is configured as described above, there is a problem that the side lobe characteristic of spontaneous emission light deteriorates the low noise characteristic of emitted light.
【０００５】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたもので、半導体レーザ を、より低雑音化することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to further reduce the noise of a semiconductor laser.
【０００６】[0006]
この考案に係わる半導体レーザは、高反射膜の反射率が極大となる波長の幅が 半値半幅にして発振波長の１％程度かそれ以下となるようにしたものである。 In the semiconductor laser according to the present invention, the width of the wavelength at which the reflectance of the high reflection film is maximized is set to a half width at half maximum and about 1% or less of the oscillation wavelength.
【０００７】[0007]
この考案における半導体レーザは、高反射膜の反射率がレーザ発振モード近傍 でしか高くないため、発振モードから離れた波長の自然放出光に対する反射率が 低くなり、レーザ発振に寄与しない光導波路中の自然放出光を減少させ、また、 有害なファブリペロ共振器によるモードを抑制する。 In the semiconductor laser according to this invention, the reflectance of the high-reflection film is high only in the vicinity of the laser oscillation mode, so the reflectance for spontaneous emission light of a wavelength away from the oscillation mode is low, and the semiconductor laser in the optical waveguide that does not contribute to laser oscillation is reduced. It reduces spontaneous emission and suppresses harmful modes of the Fabry-Perot resonator.
【０００８】[0008]
実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において、１は半導体 、２は半導体１の内部に形成された光導波路、３は光導波路２の下に形成された 回折格子、４は光導波路２の一方の端に誘電体の蒸着により作られた反射防止膜 、８は光導波路２のもう一方の端に作られた狭波長帯域高反射膜、６は半導体１ の上にメタライズして作られたカソード電極、７は半導体１を半田により支える 台座である。 Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a semiconductor, 2 is an optical waveguide formed inside the semiconductor 1, 3 is a diffraction grating formed under the optical waveguide 2, and 4 is a dielectric material deposited on one end of the optical waveguide 2. Antireflection film made, 8 is a narrow wavelength band high reflection film made at the other end of the optical waveguide 2, 6 is a cathode electrode made by metallizing on the semiconductor 1, 7 is the solder of the semiconductor 1 It is a pedestal supported by.
【０００９】 次に動作について説明する。カソード電極６と台座７の間に電流が注入される と半導体１に形成された光導波路２は利得媒質となり、回折格子３による分布帰 還、および狭波長帯域高反射膜８の反射によって決定されるレーザ発振条件を満 たしてレーザ発振する。反射防止膜４は光導波路２がファブリペロ共振器として 働き発振モードがマルチモード化するのを抑制している。レーザ光は光導波路２ の両端から出射されるが、通常は出力の高い反射防止膜４側の光が光ファイバ通 信に用いられる。以上の動作は図５に示した従来の実施例と同じであるが、通常 の高反射膜の代わりに狭波長帯域反射膜８が用いられている点が異なっている。 狭波長帯域高反射膜８は、屈折率の３％異なる２種類の４分の１波長膜を数十層 蒸着して作られている。図２に誘電体を多層に蒸着したときの反射率の波長依存 性の一般的な例を示す。図２において横軸ｇは波長λを反射中心波長λ０で規格 化してその逆数をとったもの、すなわちλ０／λ、縦軸は反射率である。高反射 率となる幅Δｇは２種類の４分の１波長膜の屈折率ｎＨ、ｎＬの比ｎＨ／ｎＬに 依存する。図３にΔｇのｎＨ／ｎＬ依存性を示す。図３から、狭波長帯域反射膜 ８の高反射率幅は半値半幅にして約１％となる。このことによりレーザ発振時の 光スペクトルが従来の実施例とは異なってくる。図４にこの考案による半導体レ ーザから得られると推定される光スペクトルを示す。横軸は発振波長λ０で規格 化した相対波長λ／λ０、縦軸は相対強度であり、実線がこの考案による光スペ クトル、破線が従来の実施例から得られる光スペクトルである。発振モードの周 辺のファブリペロ共振器モードが消失しサイドローブが低下していることがわか る。なお、サイドローブの大きさが問題となるのは発振波長の近傍に限られるた め、この考案の効果を得るためには、高反射率波長幅を本実施例と同程度かそれ 以下に設定する必要がある。Next, the operation will be described. When a current is injected between the cathode electrode 6 and the pedestal 7, the optical waveguide 2 formed in the semiconductor 1 becomes a gain medium, which is determined by the distribution return of the diffraction grating 3 and the reflection of the narrow wavelength band high reflection film 8. Laser oscillation is performed when the laser oscillation conditions are satisfied. The antireflection film 4 prevents the optical waveguide 2 from functioning as a Fabry-Perot resonator to prevent oscillation modes from becoming multimode. Although the laser light is emitted from both ends of the optical waveguide 2, the light having a high output on the side of the antireflection film 4 is usually used for optical fiber communication. The above operation is the same as that of the conventional embodiment shown in FIG. 5, except that the narrow wavelength band reflection film 8 is used instead of the usual high reflection film. The narrow wavelength band high reflection film 8 is formed by vapor deposition of several tens of two kinds of quarter-wave films having different refractive indexes of 3%. Fig. 2 shows a general example of the wavelength dependence of the reflectance when a dielectric is deposited in multiple layers. In FIG. 2, the horizontal axis g is the wavelength λ normalized by the reflection center wavelength λ0 and the inverse thereof is taken, that is, λ0 / λ, and the vertical axis is the reflectance. The width Δg having a high reflectance depends on the ratio nH / nL of the refractive indices nH and nL of the two types of quarter-wave films. FIG. 3 shows the dependence of Δg on nH / nL. From FIG. 3, the high reflectance width of the narrow wavelength band reflection film 8 is about 1% in full width at half maximum. As a result, the optical spectrum during laser oscillation differs from that of the conventional example. FIG. 4 shows an optical spectrum estimated to be obtained from the semiconductor laser according to the present invention. The horizontal axis is the relative wavelength λ / λ0 standardized by the oscillation wavelength λ0, the vertical axis is the relative intensity, the solid line is the optical spectrum according to the present invention, and the broken line is the optical spectrum obtained from the conventional example. It can be seen that the Fabry-Perot resonator mode around the oscillation mode disappears and the side lobes are reduced. The size of the side lobe matters only in the vicinity of the oscillation wavelength. Therefore, in order to obtain the effect of this invention, the high reflectance wavelength width should be set to the same level as this example or less. There is a need to.
【００１０】 実施例２． なお、上記実施例では光導波路２の下に回折格子３をもつものを示したが、回 折格子を持たないファブリペロ共振器半導体レーザであってもよい。その場合フ ァブリペロ共振器半導体レーザでしばしば問題となる、光出力時の光スペクトル の広がりを抑えることができる。Example 2. In the above embodiment, the one having the diffraction grating 3 below the optical waveguide 2 is shown, but a Fabry-Perot resonator semiconductor laser having no diffraction grating may be used. In that case, it is possible to suppress the spread of the optical spectrum at the time of optical output, which is often a problem in the Fabry-Perot cavity semiconductor laser.
【００１１】[0011]
以上のように、この考案によれば高反射膜の反射率がレーザ発振モード近傍で しか高くないため、発振モードから離れた波長の自然放出光に対する反射率が低 くなり、レーザ発振に寄与しない光導波路中の自然放出光を減少させ、また、発 振モードから離れた有害なファブリペロ共振器によるモードを抑制することによ り、レーザ光が、より低雑音になるという効果がある。 また、マルチモード発振するファブリペロ共振器型半導体レーザにおいても、 発振モードの広がりを抑えることができ、例えば光ファイバ増幅器の励起用光源 として用いた場合に効果的に励起することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, the reflectance of the high-reflection film is high only in the vicinity of the laser oscillation mode, so that the reflectance for spontaneous emission light having a wavelength away from the oscillation mode is low and does not contribute to laser oscillation. By reducing the spontaneous emission light in the optical waveguide and suppressing the harmful mode of the Fabry-Perot resonator away from the oscillation mode, the laser light has the effect of lowering noise. Further, even in a Fabry-Perot resonator type semiconductor laser that oscillates in multimode, it is possible to suppress the spread of the oscillation mode, and it is possible to effectively pump when used as a pumping light source of an optical fiber amplifier, for example. ..
【図１】この考案の一実施例による半導体レーザを示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
【図２】この考案の一実施例による半導体レーザに用い
られている狭波長帯域高反射膜の反射率の波長依存性を
説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the wavelength dependence of the reflectance of a narrow wavelength band high reflection film used in a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
【図３】この考案の一実施例による半導体レーザに用い
られている狭波長帯域高反射膜の高反射率波長幅が膜の
屈折率に依存することを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing that the high reflectance wavelength width of the narrow wavelength band high reflection film used in the semiconductor laser according to the embodiment of the present invention depends on the refractive index of the film.
【図４】この考案の一実施例による半導体レーザの光ス
ペクトルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an optical spectrum of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
【図５】従来の半導体レーザを示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional semiconductor laser.
【図６】従来の半導体レーザの光スペクトルを示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing an optical spectrum of a conventional semiconductor laser.
１ 半導体 ２ 光導波路 ８ 狭波長帯域高反射膜 1 semiconductor 2 optical waveguide 8 narrow wavelength band high reflection film
Claims (1)
導波路と、上記光導波路の端に形成された高反射膜とか
らなる半導体レーザにおいて、上記高反射膜の反射率が
極大となる波長の幅が半値半幅にして発振波長の１％程
度かそれ以下であることを特徴とする半導体レーザ。1. A semiconductor laser comprising a semiconductor, an optical waveguide formed in the semiconductor, and a highly reflective film formed at an end of the optical waveguide, wherein a wavelength at which the reflectance of the highly reflective film is maximized. The semiconductor laser is characterized in that its width is about 1% or less of the lasing wavelength in half width.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7594291U JPH0528064U (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7594291U JPH0528064U (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Semiconductor laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528064U true JPH0528064U (en) | 1993-04-09 |
Family
ID=13590797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7594291U Pending JPH0528064U (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528064U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012691A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor laser |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP7594291U patent/JPH0528064U/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012691A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor laser |
| JP4595711B2 (en) * | 2005-06-28 | 2010-12-08 | 住友電気工業株式会社 | Semiconductor laser |
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