JPH0750808B2 - 光素子 - Google Patents
光素子Info
- Publication number
- JPH0750808B2 JPH0750808B2 JP59217739A JP21773984A JPH0750808B2 JP H0750808 B2 JPH0750808 B2 JP H0750808B2 JP 59217739 A JP59217739 A JP 59217739A JP 21773984 A JP21773984 A JP 21773984A JP H0750808 B2 JPH0750808 B2 JP H0750808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- face
- semiconductor laser
- optical
- reflectance
- reflection
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は光素子に関する。
（従来技術とその問題点） 光の導波機構を内部に有する光素子は、必ずその出射端
面で光の反射が生じる。このような光素子の中には、こ
の端面反射を有効に利用したものもあるが、逆にそれを
嫌うものもある。例えば、２つのへき開端面の反射を利
用してレーザ発振する半導体レーザは、前者のよい例で
ある。また、半導体レーザにおいても、後者のようにそ
の端面反射を極力抑えて使用する場合もある。例えば光
ヘテロダイン受信システムにおいて、局部発振光源とし
て用いる半導体レーザは、狭いスペクトル線幅で且つ一
本の軸モードで発振することが要求される。そのために
例えば1983年７月７日発行のエレクトロニクスレターズ
誌（Electronics Letters）、第19巻、第14号の550頁〜
551頁でアール、ヤット（Ｒ・WYATT）らが「1.52μm PS
K HETERODYNE EXPERIMENT FEATV−RING AN EXTERNAL CA
VITY DIODE LASER LOCAL OSCILLATOR」と題して報告し
ている中にあるように、半導体レーザの片端面に反射抑
制用の無反射コーティグを施し、その外側に回折格子か
らなる外部鏡を設け、その波長選択性と実効的な長共振
器化を利用することによって、半導体レーザを狭いスペ
クトル線幅で且つ一本の軸モードで発振させる手段があ
る。この場合、無反射コーティングによる反射抑制が不
十分であると、半導体レーザの２つのへき開端面によっ
て形成される共振器のモード間でモードジャンプが生じ
易くなるため、無反射コーティング端面の反射率は極力
下げる必要がある。ところで、この無反射コーティング
は、ケミカル・ベーパ・デポジッション法（CVD法）等
を用いて、SiN膜等を波長の1/4の厚さに形成したものが
一般的であるが、CVD法による膜厚制御が困難であるた
め、コーティング端面の反射率は１〜２％程度までしか
下げることは不可能であった。
面で光の反射が生じる。このような光素子の中には、こ
の端面反射を有効に利用したものもあるが、逆にそれを
嫌うものもある。例えば、２つのへき開端面の反射を利
用してレーザ発振する半導体レーザは、前者のよい例で
ある。また、半導体レーザにおいても、後者のようにそ
の端面反射を極力抑えて使用する場合もある。例えば光
ヘテロダイン受信システムにおいて、局部発振光源とし
て用いる半導体レーザは、狭いスペクトル線幅で且つ一
本の軸モードで発振することが要求される。そのために
例えば1983年７月７日発行のエレクトロニクスレターズ
誌（Electronics Letters）、第19巻、第14号の550頁〜
551頁でアール、ヤット（Ｒ・WYATT）らが「1.52μm PS
K HETERODYNE EXPERIMENT FEATV−RING AN EXTERNAL CA
VITY DIODE LASER LOCAL OSCILLATOR」と題して報告し
ている中にあるように、半導体レーザの片端面に反射抑
制用の無反射コーティグを施し、その外側に回折格子か
らなる外部鏡を設け、その波長選択性と実効的な長共振
器化を利用することによって、半導体レーザを狭いスペ
クトル線幅で且つ一本の軸モードで発振させる手段があ
る。この場合、無反射コーティングによる反射抑制が不
十分であると、半導体レーザの２つのへき開端面によっ
て形成される共振器のモード間でモードジャンプが生じ
易くなるため、無反射コーティング端面の反射率は極力
下げる必要がある。ところで、この無反射コーティング
は、ケミカル・ベーパ・デポジッション法（CVD法）等
を用いて、SiN膜等を波長の1/4の厚さに形成したものが
一般的であるが、CVD法による膜厚制御が困難であるた
め、コーティング端面の反射率は１〜２％程度までしか
下げることは不可能であった。
前述の外部鏡型半導体レーザの場合、安定な一本の外部
鏡もモードでの発振を得るためには、コーティング端面
の反射率を１％以下にする必要があり、従って、SiN膜
等を用いた無反射コーティングだけの反射抑制手段では
不十分であった。
鏡もモードでの発振を得るためには、コーティング端面
の反射率を１％以下にする必要があり、従って、SiN膜
等を用いた無反射コーティングだけの反射抑制手段では
不十分であった。
（発明の目的） 本発明の目的は、光の出射端面の反射率が極めて低い光
素子を提供することにある。
素子を提供することにある。
（発明の構成） 本発明による光素子の構成は光導波機構を備え、この光
導波機構が出射端面の手前の端面付近で拡がった構造と
し、さらに前記出射端面に光の反射防止膜が形成されて
いることを特徴とする。
導波機構が出射端面の手前の端面付近で拡がった構造と
し、さらに前記出射端面に光の反射防止膜が形成されて
いることを特徴とする。
（発明の原理） 反射率が低く、且つ光の取り出しの可能な端面構造のひ
とつに、昭和59年度春の電子通信学会総合全国大会講演
論文集分冊４の第1021番で、秋葉らが「InGaAsP/InP窓
構造DFBレーザの出力出射特性」と題して報告している
ように、出射端面の手前で光導波路を途切らせた構造の
いわゆる窓構造がある。これは、光導波路の存在しない
端面付近の窓領域において、光が放射状に拡がるため、
端面からの反射光が再び光導波路に結合する効率が低く
なり、実効的に端面反射率が低くなるものである。この
窓構造端面の場合、実効的な反射率は窓領域の長さを長
くするほど低くなるが、その反面、光ビームの拡がりに
よって半導体レーザの電極部で反射される光が多くな
り、出射ビームにサイドローブが現われるという問題が
生じる。このサイドローブをなくすためには、光導波路
と電極との距離を離す必要があるが、半導体レーザの場
合は、その距離が５μｍ程度と決まっているためサイド
ローブか現われない窓領域長は数μｍ程度に制限され
る。従ってその時の窓構造端面の反射率は、よくても１
％程度までしか下げることはできない。
とつに、昭和59年度春の電子通信学会総合全国大会講演
論文集分冊４の第1021番で、秋葉らが「InGaAsP/InP窓
構造DFBレーザの出力出射特性」と題して報告している
ように、出射端面の手前で光導波路を途切らせた構造の
いわゆる窓構造がある。これは、光導波路の存在しない
端面付近の窓領域において、光が放射状に拡がるため、
端面からの反射光が再び光導波路に結合する効率が低く
なり、実効的に端面反射率が低くなるものである。この
窓構造端面の場合、実効的な反射率は窓領域の長さを長
くするほど低くなるが、その反面、光ビームの拡がりに
よって半導体レーザの電極部で反射される光が多くな
り、出射ビームにサイドローブが現われるという問題が
生じる。このサイドローブをなくすためには、光導波路
と電極との距離を離す必要があるが、半導体レーザの場
合は、その距離が５μｍ程度と決まっているためサイド
ローブか現われない窓領域長は数μｍ程度に制限され
る。従ってその時の窓構造端面の反射率は、よくても１
％程度までしか下げることはできない。
しかしながら、この窓構造タイプの反射抑制構造は、無
反射コーティングによる反射抑制手段を併用して用いる
ことができ、そうすることにより極めて低い端面反射率
を実現することができる。例えば、反射率１％の窓構造
端面に、反射率１％程度の無反射コーティングを施せば
約0.01％程度の極めて低い反射率の端面が得られる。
反射コーティングによる反射抑制手段を併用して用いる
ことができ、そうすることにより極めて低い端面反射率
を実現することができる。例えば、反射率１％の窓構造
端面に、反射率１％程度の無反射コーティングを施せば
約0.01％程度の極めて低い反射率の端面が得られる。
（実施例１） 以下に本発明による光素子の実施例を、図面を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図（ａ）（ｂ）に第１の実施例である光素子の断面
図を示す。第１図（ｂ）では水平断面図を、第１図
（ａ）ではその水平断面図を示す。この光素子は、波長
組成1.3μｍからなるInGaAsP活性層２を、ｎ−InP基板
１とＰ−InPクラッド層３とでサンドイッチ状に挟んだ
ダブルヘテロ構造をなす半導体レーザで、Ｐ−InPクラ
ッド層３の上にはP+−JnGaAsPキャップ層４、Ｐ側電極
５が、ｎ−JnP基板１の下にはｎ側電極６が形成されて
いる。また、光の導波路であるInGaAsP活性層２は、水
平面内においてストライプ状活性層２の幅が端面付近で
拡がって長さ約５μｍの窓領域７を形成している。この
場合活性層２の幅が拡がっている部分７において、光の
導波機能がなくなるため、この部分がの窓領域７とな
る。更に窓領域７が形成された側の端面には、SiN膜か
らなる無反射コーティング膜８が形成されており、その
膜厚は、発振波長1.3μｍに対して対応して約2000Åと
なっている。
図を示す。第１図（ｂ）では水平断面図を、第１図
（ａ）ではその水平断面図を示す。この光素子は、波長
組成1.3μｍからなるInGaAsP活性層２を、ｎ−InP基板
１とＰ−InPクラッド層３とでサンドイッチ状に挟んだ
ダブルヘテロ構造をなす半導体レーザで、Ｐ−InPクラ
ッド層３の上にはP+−JnGaAsPキャップ層４、Ｐ側電極
５が、ｎ−JnP基板１の下にはｎ側電極６が形成されて
いる。また、光の導波路であるInGaAsP活性層２は、水
平面内においてストライプ状活性層２の幅が端面付近で
拡がって長さ約５μｍの窓領域７を形成している。この
場合活性層２の幅が拡がっている部分７において、光の
導波機能がなくなるため、この部分がの窓領域７とな
る。更に窓領域７が形成された側の端面には、SiN膜か
らなる無反射コーティング膜８が形成されており、その
膜厚は、発振波長1.3μｍに対して対応して約2000Åと
なっている。
この半導体レーザの端面反射率は、窓構造及び無反射コ
ーティングの２重の反射抑制効果により、約0.01％程度
と極めて低くなっている。
ーティングの２重の反射抑制効果により、約0.01％程度
と極めて低くなっている。
以上、第１の実施例で説明した半導体レーザの外部に外
部鏡を設け、レーザ発振させたところ、10μｗ以上の出
力レベルまで安定に単一軸モードで動作し、且つスペク
トル線幅も約10KHzと極めて狭いものが得られた。この
ように本発明による端面は反射抑制構造を片端面に採用
した半導体レーザは、前述のごとく外部鏡型半導体レー
ザとして最適であるほか、両端面に採用されば透過型の
光増幅器としても使用できる。
部鏡を設け、レーザ発振させたところ、10μｗ以上の出
力レベルまで安定に単一軸モードで動作し、且つスペク
トル線幅も約10KHzと極めて狭いものが得られた。この
ように本発明による端面は反射抑制構造を片端面に採用
した半導体レーザは、前述のごとく外部鏡型半導体レー
ザとして最適であるほか、両端面に採用されば透過型の
光増幅器としても使用できる。
尚、ここでは、本発明を半導体レーザに適用した例を示
したが、本発明は内部に光導波路を有する光素子であれ
ば有効であり、例えばLiNbO3からなる光スイッチ等の光
回路素子等にも有効である。また、本実施例では、無反
射コーティング膜８としてSiN膜を用いたが無反射コー
ティング膜８は他の屈折率材料からなるってもよく、例
えばSiO2膜等でもよい。また、実施例では最も単純な構
造のものについて説明したが、もっと複雑な構造例えば
埋め込みテトライブ構造、DFB等でも適用できることは
いうまでもない。
したが、本発明は内部に光導波路を有する光素子であれ
ば有効であり、例えばLiNbO3からなる光スイッチ等の光
回路素子等にも有効である。また、本実施例では、無反
射コーティング膜８としてSiN膜を用いたが無反射コー
ティング膜８は他の屈折率材料からなるってもよく、例
えばSiO2膜等でもよい。また、実施例では最も単純な構
造のものについて説明したが、もっと複雑な構造例えば
埋め込みテトライブ構造、DFB等でも適用できることは
いうまでもない。
（発明の効果） 本発明による端面反射抑制構造を片端面に採用した光素
子は、出射端面の反射率が極めて低く半導体レーザのよ
うな光素子では前述のごとく外部鏡型半導体レーザとし
て最適である他、両端面にこの端面反射抑制構造を採用
した半導体レーザは、透過型光増幅器として使用でき
る。
子は、出射端面の反射率が極めて低く半導体レーザのよ
うな光素子では前述のごとく外部鏡型半導体レーザとし
て最適である他、両端面にこの端面反射抑制構造を採用
した半導体レーザは、透過型光増幅器として使用でき
る。
第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例
である光素子の縦断面図及び水平面断面図である。１は
ｎ−InP基板、２はInGaAsP活性層、３はＰ−InPクラッ
ド層、４はPt−InGaAsPキャップ層、５はＰ側電極、６
はｎ側電極、７は窓領域、８は無反射コーティング膜で
ある。
である光素子の縦断面図及び水平面断面図である。１は
ｎ−InP基板、２はInGaAsP活性層、３はＰ−InPクラッ
ド層、４はPt−InGaAsPキャップ層、５はＰ側電極、６
はｎ側電極、７は窓領域、８は無反射コーティング膜で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】光導波機構を備え、この光導波機構が出射
端面の手前の端面付近で拡がった構造とし、さらに前記
出射端面に光の反射防止膜が形成されていることを特徴
とする光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217739A JPH0750808B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217739A JPH0750808B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196787A JPS6196787A (ja) | 1986-05-15 |
| JPH0750808B2 true JPH0750808B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=16708990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59217739A Expired - Lifetime JPH0750808B2 (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750808B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10200209A (ja) * | 1997-01-10 | 1998-07-31 | Nec Corp | 半導体光増幅素子 |
| JP2001185808A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-07-06 | Anritsu Corp | 波長可変光源装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523316A (en) * | 1982-10-29 | 1985-06-11 | Rca Corporation | Semiconductor laser with non-absorbing mirror facet |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59217739A patent/JPH0750808B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6196787A (ja) | 1986-05-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |