JPH0817263B2 - 干渉計半導体レーザ - Google Patents
干渉計半導体レーザInfo
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- JPH0817263B2 JPH0817263B2 JP2255014A JP25501490A JPH0817263B2 JP H0817263 B2 JPH0817263 B2 JP H0817263B2 JP 2255014 A JP2255014 A JP 2255014A JP 25501490 A JP25501490 A JP 25501490A JP H0817263 B2 JPH0817263 B2 JP H0817263B2
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、1平面において互いに隣接する3個以上
のセグメントを含み、半導体ウエハ上にモノリシックに
集積され、それぞれ1個以上のレーザ活性領域およびそ
の自由端におけるミラーを具備し、さらにセグメントを
互いに接続するビームスプリッタを備えている電気的に
同調可能な干渉計半導体レーザに関するものである。
のセグメントを含み、半導体ウエハ上にモノリシックに
集積され、それぞれ1個以上のレーザ活性領域およびそ
の自由端におけるミラーを具備し、さらにセグメントを
互いに接続するビームスプリッタを備えている電気的に
同調可能な干渉計半導体レーザに関するものである。
[従来の技術] 干渉計半導体レーザはマイケルソン(Michelson)ま
たはマッハツェンダー(Mach−Zehnder)干渉計の原理
により構成された半導体レーザである。ファブリペロー
共振器を備えたレーザに比較して、干渉計半導体レーザ
はモノモード動作で放射を行い、その一方レーザ光のサ
イドモードを良好に抑制する利点を有している。さらに
その光学長を変化するために電流が注入されるとき、こ
のレーザはDFB(分配されたフィードバック)共振器を
備えたレーザよりも強力に同調されることができる。こ
れは、波長多重化により動作される多重チャンネル通信
システムの送信レーザ、チャンネル波長を正確に定める
ためのコヒーレント系における局部発振器、および論理
素子等のような種々の応用に適している。論理素子にお
いては論理状態“1"および“0"は2つの波長λ1,λ2に
より表される。
たはマッハツェンダー(Mach−Zehnder)干渉計の原理
により構成された半導体レーザである。ファブリペロー
共振器を備えたレーザに比較して、干渉計半導体レーザ
はモノモード動作で放射を行い、その一方レーザ光のサ
イドモードを良好に抑制する利点を有している。さらに
その光学長を変化するために電流が注入されるとき、こ
のレーザはDFB(分配されたフィードバック)共振器を
備えたレーザよりも強力に同調されることができる。こ
れは、波長多重化により動作される多重チャンネル通信
システムの送信レーザ、チャンネル波長を正確に定める
ためのコヒーレント系における局部発振器、および論理
素子等のような種々の応用に適している。論理素子にお
いては論理状態“1"および“0"は2つの波長λ1,λ2に
より表される。
文献(Applied Phys.Letter,52,1988年767〜769頁)
にはモノリシックに集積された連続的に同調可能なレー
ザが記載されており、それは電気コンタクトにより互い
に独立して制御される少なくとも3個の個別のレーザ空
洞を具備している。光学共振器として動作する4個のセ
グメントが十字型レーザを構成し、その交差点にビーム
スプリッタがセグメントの一つに対して45度の角度で配
置されている。
にはモノリシックに集積された連続的に同調可能なレー
ザが記載されており、それは電気コンタクトにより互い
に独立して制御される少なくとも3個の個別のレーザ空
洞を具備している。光学共振器として動作する4個のセ
グメントが十字型レーザを構成し、その交差点にビーム
スプリッタがセグメントの一つに対して45度の角度で配
置されている。
異なる長さL1,L2,L3を有する3個のセグメントのみ
を備えた半導体レーザは同じ原理にしたがって構成され
た。
を備えた半導体レーザは同じ原理にしたがって構成され
た。
そのような半導体レーザは金属有機物ガス相エピタキ
シにより(100)GaAs/GaAlAs二重ヘテロ接合構造で形成
され、それにおいてセグメントはホトリソグラフ的に
[011]および[110][sic]方向に形成される。それ
からセグメントは誘電材料により被覆され電極が取付け
られる。セグメントは半導体基体の後面において金属化
され、端部で分割される。
シにより(100)GaAs/GaAlAs二重ヘテロ接合構造で形成
され、それにおいてセグメントはホトリソグラフ的に
[011]および[110][sic]方向に形成される。それ
からセグメントは誘電材料により被覆され電極が取付け
られる。セグメントは半導体基体の後面において金属化
され、端部で分割される。
ガリウムイオンの照射によりビームスプリッタを形成
するように3個のセグメントの接続点において狭い溝が
形成される。この溝はレーザ活性領域から下方に0.1μ
mの距離まで延在し、そのためセグメント間に無視でき
ない結合が生成される。
するように3個のセグメントの接続点において狭い溝が
形成される。この溝はレーザ活性領域から下方に0.1μ
mの距離まで延在し、そのためセグメント間に無視でき
ない結合が生成される。
個々のレーザのモードスペクトラムに比較して、干渉
計半導体レーザは3個のセグメントの異なる長さL1,
L2,L3によって次の式のようなn番目のモードの大きな
増幅を生じる。
計半導体レーザは3個のセグメントの異なる長さL1,
L2,L3によって次の式のようなn番目のモードの大きな
増幅を生じる。
個々のセグメントの長さL1,L2,L3が比較的長いにも
かかわらず、レーザ空洞の長さの差(L2+L3)−(L1+
L2)のみがモードの分離において働き、一方c/2Lの周波
数差のモードがファブリペロー共振器を含むレーザ中で
生じる。ここでcは光速度であり、Lはレーザ空洞の長
さである。レーザが十分に短いならば、その場合にのみ
単一周波数で発振するであろう。
かかわらず、レーザ空洞の長さの差(L2+L3)−(L1+
L2)のみがモードの分離において働き、一方c/2Lの周波
数差のモードがファブリペロー共振器を含むレーザ中で
生じる。ここでcは光速度であり、Lはレーザ空洞の長
さである。レーザが十分に短いならば、その場合にのみ
単一周波数で発振するであろう。
[発明の解決すべき課題] しかしながらこの干渉計半導体レーザは発生する光の
周波数が変化できない欠点がある。
周波数が変化できない欠点がある。
この発明の目的は、放射周波数が変化可能であり、光
データ伝送に適した、すなわち1.3μmおよび1.55μm
の波長範囲で放射を行う上述の形式の半導体レーザを提
供することである。
データ伝送に適した、すなわち1.3μmおよび1.55μm
の波長範囲で放射を行う上述の形式の半導体レーザを提
供することである。
[課題解決のための手段] この目的は、ビームスプリッタがセグメント間のレー
ザ光の透過および反射を電流により制御可能にする2個
の電極を具備している上述の形式の半導体レーザによっ
て達成される。
ザ光の透過および反射を電流により制御可能にする2個
の電極を具備している上述の形式の半導体レーザによっ
て達成される。
有効な変形形態は特許請求の範囲の請求項2以下に記
載されている。レーザ活性領域として量子ウエルパケッ
トを備えている半導体レーザは特に有効である。それは
平坦な表面を有し、またビームスプリッタと導波体なら
びにモニターダイオード間の分離が外来原子の注入また
は拡散によって行われ、そのため結晶構造が変化される
からである。この処理は“選択的不整化”と呼ばれる。
載されている。レーザ活性領域として量子ウエルパケッ
トを備えている半導体レーザは特に有効である。それは
平坦な表面を有し、またビームスプリッタと導波体なら
びにモニターダイオード間の分離が外来原子の注入また
は拡散によって行われ、そのため結晶構造が変化される
からである。この処理は“選択的不整化”と呼ばれる。
別の特に有効な実施態様は第2のビームスプリッタ
と、放射されたレーザ光の位相、パワーおよびフィルタ
波長を個別に制御可能にする3個のモニタダイオードと
を具備している 添付図面を参照にして以下この発明の実施例を詳細に
説明する。
と、放射されたレーザ光の位相、パワーおよびフィルタ
波長を個別に制御可能にする3個のモニタダイオードと
を具備している 添付図面を参照にして以下この発明の実施例を詳細に
説明する。
[実施例] 第1図に示された干渉計半導体レーザは3個のセグメ
ント1,2,3とモニタダイオード4とを具備し、それらは
方形半導体チップ10上に互いに直角に配置されている。
このチップ10は半導体基体11(第2図)で構成されてい
る。
ント1,2,3とモニタダイオード4とを具備し、それらは
方形半導体チップ10上に互いに直角に配置されている。
このチップ10は半導体基体11(第2図)で構成されてい
る。
複数の重ねられた層として構成された(第2図参照)
セグメント1,2,3およびモニタダイオード4はビームス
プリッタ5によって互いに接続される。しかしながら一
方では第2図に示すように溝18が順次の層11,…,16中の
層14の深さまでセグメント1,2,3およびモニタダイオー
ド4とビームスプリッタ5との間に形成されている。
セグメント1,2,3およびモニタダイオード4はビームス
プリッタ5によって互いに接続される。しかしながら一
方では第2図に示すように溝18が順次の層11,…,16中の
層14の深さまでセグメント1,2,3およびモニタダイオー
ド4とビームスプリッタ5との間に形成されている。
セグメント2および3は半導体基体11の[011]方向
に延在し、その自由端にはそれぞれ反射面21および31が
結晶面のエッチングまたは分割により形成されている。
利用されるレーザ光はセグメント1から[110]方向に
放射される。
に延在し、その自由端にはそれぞれ反射面21および31が
結晶面のエッチングまたは分割により形成されている。
利用されるレーザ光はセグメント1から[110]方向に
放射される。
第2図に断面図で示された半導体レーザの半導体基体
11はn型InPで構成されている。半導体基体11或いはそ
の上に設けられたバッファ層(ここでは図示されていな
い)はビームスプリッタ5の領域中にホログラフ格子12
1を設けられている。この格子121は第1または第2の順
序の周期性を有する。2つの周期性どちらが選択される
かは導波体1乃至3間の相互結合の意図された強度によ
る。半導体基体11或いはその上に設けられたバッファ層
上に続いてn型のInGaAsP層12が形成される。それは導
波領域を形成し、1.30μmの波長の光を伝送する。
11はn型InPで構成されている。半導体基体11或いはそ
の上に設けられたバッファ層(ここでは図示されていな
い)はビームスプリッタ5の領域中にホログラフ格子12
1を設けられている。この格子121は第1または第2の順
序の周期性を有する。2つの周期性どちらが選択される
かは導波体1乃至3間の相互結合の意図された強度によ
る。半導体基体11或いはその上に設けられたバッファ層
上に続いてn型のInGaAsP層12が形成される。それは導
波領域を形成し、1.30μmの波長の光を伝送する。
この層12上にドープされないInGaAsP層13が形成さ
れ、それは1.55μmの波長の光に対して透明であり、レ
ーザ活性領域を構成する。
れ、それは1.55μmの波長の光に対して透明であり、レ
ーザ活性領域を構成する。
この層13上にカバー層として作用する厚さ1ミクロン
のP型InPの層14が続いて形成される。層15はコンタク
ト層であり、P+型InGaAsで構成され、金属層16の下に位
置する。
のP型InPの層14が続いて形成される。層15はコンタク
ト層であり、P+型InGaAsで構成され、金属層16の下に位
置する。
層14乃至16は縦方向および横方向でビームスプリッタ
5を限定している溝18によって中断されている。
5を限定している溝18によって中断されている。
セグメント1,2,3およびモニタダイオード4の溝18の
端部の4隅の領域における層14の高さはh0である。ビー
ムスプリッタの上下には電極51,52が設けられ、電流注
入により電荷キャリア濃度の屈折率に依存してホログラ
フ格子121の透過および反射を制御して導波体1乃至3
の結合を制御する。金属層16の上および半導体基体11の
下においてセグメント1,2,3およびモニタダイオード4
もまた電極を設けられ(ここでは図示せず)、それによ
ってそれらが制御される。セグメント1,2,3は順方向で
動作され、一方モニタダイオード4は逆方向で動作され
る。モニタダイオード4はセグメント1,2,3に対する注
入電流を制御してそれらの光放射を変化させる。
端部の4隅の領域における層14の高さはh0である。ビー
ムスプリッタの上下には電極51,52が設けられ、電流注
入により電荷キャリア濃度の屈折率に依存してホログラ
フ格子121の透過および反射を制御して導波体1乃至3
の結合を制御する。金属層16の上および半導体基体11の
下においてセグメント1,2,3およびモニタダイオード4
もまた電極を設けられ(ここでは図示せず)、それによ
ってそれらが制御される。セグメント1,2,3は順方向で
動作され、一方モニタダイオード4は逆方向で動作され
る。モニタダイオード4はセグメント1,2,3に対する注
入電流を制御してそれらの光放射を変化させる。
放射光のモードは広範囲にわたってシフトされること
ができる。モノモード放射は1.55μmの波長から0.4%
まで変位することができる。この変位は注入電流の連続
的同調によって行われることができる。
ができる。モノモード放射は1.55μmの波長から0.4%
まで変位することができる。この変位は注入電流の連続
的同調によって行われることができる。
十分な光をビームスプリッタ5中に結合するために、
セグメント2および3は150乃至200μmの幅を有する。
それらにおいて層13はいわゆる“広面積レーザ”を形成
する。しかしながらセグメント1のレーザ活性領域(第
2図参照)は2μmの幅しか有していない。それはリッ
ジ導波体を構成する。セグメント1,2,3はそれぞれ長さL
1,L2,L3を有する(第2図および第3図参照)。
セグメント2および3は150乃至200μmの幅を有する。
それらにおいて層13はいわゆる“広面積レーザ”を形成
する。しかしながらセグメント1のレーザ活性領域(第
2図参照)は2μmの幅しか有していない。それはリッ
ジ導波体を構成する。セグメント1,2,3はそれぞれ長さL
1,L2,L3を有する(第2図および第3図参照)。
別の実施例においては、干渉計半導体レーザ20のビー
ムスプリッタ5はホログラフ格子の代りに部分的透明ミ
ラー53を具備している。このような半導体レーザ20は、
ビームスプリッタ5に対応する表面を通る角度2等分線
1000の一方の側の領域Iはこの角度2等分線1000の反対
側の領域IIよりも高い表面を有するように形成される。
ムスプリッタ5はホログラフ格子の代りに部分的透明ミ
ラー53を具備している。このような半導体レーザ20は、
ビームスプリッタ5に対応する表面を通る角度2等分線
1000の一方の側の領域Iはこの角度2等分線1000の反対
側の領域IIよりも高い表面を有するように形成される。
第4図の線A−Aに対応する断面(第5図参照)にお
いて、層14はセグメント1および2の領域および領域I
に対応するビームスプリッタ5の半分の区域においては
高さh2を有し、導波体3、モニタダイオード4の区域お
よび領域IIに対応するビームスプリッタ5の他の半分の
区域においては高さh1を有し、セグメント1乃至3、モ
ニタダイオード4、およびビームスプリッタ5の外側で
は高さはh0である。コンタクト層は設けられていない。
領域IIのセグメント1乃至3、モニタダイオード4、お
よびビームスプリッタ5は金属層16を備えている。
いて、層14はセグメント1および2の領域および領域I
に対応するビームスプリッタ5の半分の区域においては
高さh2を有し、導波体3、モニタダイオード4の区域お
よび領域IIに対応するビームスプリッタ5の他の半分の
区域においては高さh1を有し、セグメント1乃至3、モ
ニタダイオード4、およびビームスプリッタ5の外側で
は高さはh0である。コンタクト層は設けられていない。
領域IIのセグメント1乃至3、モニタダイオード4、お
よびビームスプリッタ5は金属層16を備えている。
いくつかのそのような同一に構成された半導体レーザ
20,30,40(第6図)は半導体基体11上に集積される。そ
れらは互いに縦方向および横方向おいてオフセットされ
ており、そのため半導体レーザ20のビームスプリッタ5
の角度2等分線1000は他の2個の半導体レーザ30,40の
ビームスプリッタ5の角度2等分線を形成している。全
ビームスプリッタ5は方形のベース断面形状を有してい
るから、それらは前記角度2等分線1000と45度で交差す
る。
20,30,40(第6図)は半導体基体11上に集積される。そ
れらは互いに縦方向および横方向おいてオフセットされ
ており、そのため半導体レーザ20のビームスプリッタ5
の角度2等分線1000は他の2個の半導体レーザ30,40の
ビームスプリッタ5の角度2等分線を形成している。全
ビームスプリッタ5は方形のベース断面形状を有してい
るから、それらは前記角度2等分線1000と45度で交差す
る。
この場合に全セグメント1,2,3はリッジ導波体レーザ
を備え、それらはそれぞれ3μmまでの幅を有する2つ
のレーザ活性領域を設けられている。領域IおよびIIの
異なる厚さにより、それらはそれぞれ異なった屈折率n1
およびn2を有する。それらは半導体基体11および層12乃
至14により平均化される。屈折率の差はセグメント1乃
至3間のレーザ光の結合度の尺度である。ビームスプリ
ッタ5による所望の結合に応じて層14はエッチングされ
対応する高さh1が得られる。
を備え、それらはそれぞれ3μmまでの幅を有する2つ
のレーザ活性領域を設けられている。領域IおよびIIの
異なる厚さにより、それらはそれぞれ異なった屈折率n1
およびn2を有する。それらは半導体基体11および層12乃
至14により平均化される。屈折率の差はセグメント1乃
至3間のレーザ光の結合度の尺度である。ビームスプリ
ッタ5による所望の結合に応じて層14はエッチングされ
対応する高さh1が得られる。
ホログラフ格子のものに比較してエッチングされたビ
ームスプリッタ5により与えられたセグメント1乃至3
間のレーザ光の良好な結合に基づいて、セグメント2お
よび3は広面積レーザを含む必要はなく、それ故セグメ
ント1と同様にセグメント1と同じ幅を持つリッジ導波
体を具備している。
ームスプリッタ5により与えられたセグメント1乃至3
間のレーザ光の良好な結合に基づいて、セグメント2お
よび3は広面積レーザを含む必要はなく、それ故セグメ
ント1と同様にセグメント1と同じ幅を持つリッジ導波
体を具備している。
他方セグメント1乃至3間のビームスプリッタ5によ
り影響された光の結合は電気的に制御することはできな
い。むしろ領域IとIIの間の段差により予め定められ
る。
り影響された光の結合は電気的に制御することはできな
い。むしろ領域IとIIの間の段差により予め定められ
る。
セグメント1乃至3のリッジ導波体レーザにおいて使
用される二重ヘテロ構造の代りに、第3の実施例では多
重量子ウエル層が設けられる。その10乃至12がセグメン
ト1乃至3において互いに重ねられる(第7図)。層13
中の単一のレーザ活性領域(第5図)の代りに、10乃至
12の層が設けられており、それらは例えば交互のInGaAs
PとInPの層から構成される。
用される二重ヘテロ構造の代りに、第3の実施例では多
重量子ウエル層が設けられる。その10乃至12がセグメン
ト1乃至3において互いに重ねられる(第7図)。層13
中の単一のレーザ活性領域(第5図)の代りに、10乃至
12の層が設けられており、それらは例えば交互のInGaAs
PとInPの層から構成される。
そのような多重量子ウエル層の半導体レーザの製造
は、層12、10乃至12の多重量子ウエル層、および層14
(第8図)が半導体基体11上、或いはバッファ層(図示
せず)上に順次エピタキシャルに形成される。その後半
導体レーザの十字形表面がマスクによりリソグラフ的に
覆われ、次の注入または拡散工程において領域70乃至73
のみの結晶構造が外来原子、例えば亜鉛または領域70乃
至73が構成されている材料の原子によって再構成され
る。原子によって再構成された領域IIは層12まで下方に
延在する(第8図)。
は、層12、10乃至12の多重量子ウエル層、および層14
(第8図)が半導体基体11上、或いはバッファ層(図示
せず)上に順次エピタキシャルに形成される。その後半
導体レーザの十字形表面がマスクによりリソグラフ的に
覆われ、次の注入または拡散工程において領域70乃至73
のみの結晶構造が外来原子、例えば亜鉛または領域70乃
至73が構成されている材料の原子によって再構成され
る。原子によって再構成された領域IIは層12まで下方に
延在する(第8図)。
第2の注入または拡散工程において、領域Iの結晶構
造のみが原子により再び再整列される。このようにして
セグメント3およびモニタダイオード4はセグメント1
および2とは異なった屈折率を有する。この場合、再構
成力は一方ではセグメント1および2間の結合、他方で
はセグメント3との結合によって決定される。
造のみが原子により再び再整列される。このようにして
セグメント3およびモニタダイオード4はセグメント1
および2とは異なった屈折率を有する。この場合、再構
成力は一方ではセグメント1および2間の結合、他方で
はセグメント3との結合によって決定される。
別の半導体レーザは第10図に示すように2個のビーム
スプリッタ55,56を備えている。これらのビームスプリ
ッタはセグメント1乃至3から3個のモニタダイオード
41,42,43に光を結合させる。モニタダイオード41はレー
ザ光の位相を制御する。それは導波体2および3に注入
される電流を調整する。モニタダイオード42はレーザ光
のパワーを制御し、セグメント1に注入される電流の強
度を調整する。フィルタ波長を調整するためのモニタダ
イオード43により発生される電流もまたセグメント1に
注入される。ビームスプリッタ55,56およびセグメント
1乃至3は高さh1の層(第11図)14中に表面から下方に
延在する溝180乃至182によって互いに、およびモニタダ
イオード41,42,43から分離されている。両ビームスプリ
ッタはそれぞれ電極550,551および560,561を設けられ、
それによって結合が制御される。セグメント1乃至3お
よびビームスプリッタ55,56は金属層16を設けられてい
る。セグメント1乃至3、ビームスプリッタ55,56、モ
ニタダイオード41乃至43およびそれらの間に配置された
溝180乃至182の外側には半導体基体11が延在し、その表
面は部分的にエッチングされて高さh3を有する。
スプリッタ55,56を備えている。これらのビームスプリ
ッタはセグメント1乃至3から3個のモニタダイオード
41,42,43に光を結合させる。モニタダイオード41はレー
ザ光の位相を制御する。それは導波体2および3に注入
される電流を調整する。モニタダイオード42はレーザ光
のパワーを制御し、セグメント1に注入される電流の強
度を調整する。フィルタ波長を調整するためのモニタダ
イオード43により発生される電流もまたセグメント1に
注入される。ビームスプリッタ55,56およびセグメント
1乃至3は高さh1の層(第11図)14中に表面から下方に
延在する溝180乃至182によって互いに、およびモニタダ
イオード41,42,43から分離されている。両ビームスプリ
ッタはそれぞれ電極550,551および560,561を設けられ、
それによって結合が制御される。セグメント1乃至3お
よびビームスプリッタ55,56は金属層16を設けられてい
る。セグメント1乃至3、ビームスプリッタ55,56、モ
ニタダイオード41乃至43およびそれらの間に配置された
溝180乃至182の外側には半導体基体11が延在し、その表
面は部分的にエッチングされて高さh3を有する。
第2図による層構造の代りに、2個のビームスプリッ
タ55,56を備えた半導体層が量子ウエルレーザ(第9図
参照)により実現されることができる。
タ55,56を備えた半導体層が量子ウエルレーザ(第9図
参照)により実現されることができる。
量子ウエルレーザを備えたそのような半導体レーザは
特に経済的に製造されることができる。レーザ光のため
に必要な全ての制御信号は集積されたモニタダイオード
41乃至43によって発生され、外部制御は存在しない。
特に経済的に製造されることができる。レーザ光のため
に必要な全ての制御信号は集積されたモニタダイオード
41乃至43によって発生され、外部制御は存在しない。
半導体基体1に集積される別の半導体レーザは第12図
に示されるようにY型のビームスプリッタ5を具備し、
それはセグメント1乃至3と結合し、溝180乃至182によ
ってセグメント1乃至3から分離されている。セグメン
ト2および3はモニタダイオード41,42から溝183,184に
よって分離されている。
に示されるようにY型のビームスプリッタ5を具備し、
それはセグメント1乃至3と結合し、溝180乃至182によ
ってセグメント1乃至3から分離されている。セグメン
ト2および3はモニタダイオード41,42から溝183,184に
よって分離されている。
第1図乃至第3図はビームスプリッタとしてホログラフ
格子を具備する干渉計半導体レーザを示す。 第4図乃至第6図はエッチングしたビームスプリッタを
具備する干渉計半導体レーザを示す。 第7図乃至第9図は量子ウエルを具備する干渉計半導体
レーザを示す。 第10図および第11図は2個のビームスプリッタを具備す
る干渉計半導体レーザを示す。 第12図は、Y結合器を具備する干渉計半導体レーザを示
す。 1,2,3……セグメント、4……モニタダイオード、5…
…ビームスプリッタ、11……半導体基体、13……レーザ
活性層。
格子を具備する干渉計半導体レーザを示す。 第4図乃至第6図はエッチングしたビームスプリッタを
具備する干渉計半導体レーザを示す。 第7図乃至第9図は量子ウエルを具備する干渉計半導体
レーザを示す。 第10図および第11図は2個のビームスプリッタを具備す
る干渉計半導体レーザを示す。 第12図は、Y結合器を具備する干渉計半導体レーザを示
す。 1,2,3……セグメント、4……モニタダイオード、5…
…ビームスプリッタ、11……半導体基体、13……レーザ
活性層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルブレヒト・モーザー ドイツ連邦共和国、7120 ビーテイッヒハ イム、フライベル ガーシュトラーセ 30 (72)発明者 ミヒアエル・シリンク ドイツ連邦共和国、7000 シュツットガル ト 31、ラスタッター・シュトラーセ 38 (72)発明者 ハインツ・シュバイツアー ドイツ連邦共和国、7000 シュツットガル ト 31、ニール シュタイナー・シュトラ ーセ 18 (72)発明者 クラウス・ビュンステル ドイツ連邦共和国、7141 シュビーベルデ インゲン、シュテイーゲルシュトラーセ 18 (72)発明者 ウルリヒ・シュパルトホフ ドイツ連邦共和国、7000 シュツットガル ト 31、ニール シュタイナー・シュトラ ーセ8 (56)参考文献 特開 昭61−198792(JP,A) Appl.Phys.Lett.,52 〔10〕(1988)P.767−769 ELECTRONICS LETTER S,19〔22〕(1983)P.926−927 ELECTRONICS LETTER S,26〔4〕(1990)P.243−244
Claims (10)
- 【請求項1】1平面において互いに隣接する3個以上の
セグメントを含み、半導体ウエハ上にモノリシックに集
積され、それぞれ1個以上のレーザ活性領域およびその
自由端におけるミラーを具備し、さらにセグメントを互
いに接続するビームスプリッタを備えている電気的に同
調可能な干渉計半導体レーザにおいて、 ビームスプリッタはセグメント間のレーザの透過および
反射を電流により制御する2個の電極を具備しているこ
とを特徴とする干渉計半導体レーザ。 - 【請求項2】ビームスプリッタがホログラフ格子を具備
していることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項3】ビームスプリッタがY型結合器として構成
されていることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項4】セグメントの一つがリッジ導波体レーザを
設けられ、 他の2つのセグメントが広面積レーザを設けられている
ことを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ。 - 【請求項5】3個のセグメントのそれぞれがリッジ導波
体レーザを具備していることを特徴とする請求項1記載
の半導体レーザ。 - 【請求項6】モニタダイオードが設けられ、それは2つ
の導波体と直角に形成され、レーザ光の出力パワーを制
御することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項7】ビームスプリッタが2つのセグメントおよ
びビームスプリッタの一方の半分の部分と、第3の導波
体、モニタダイオード、およびビームスプリッタの他方
の半分の部分との間において高さの差によって形成され
た部分的に透明なミラーを含んでいることを特徴とする
請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項8】さらに別の半導体レーザが設けられ、それ
は前記半導体レーザと同じ高さの差を有しており、その
ミラーは高さの差により形成された線上にあることを特
徴とする請求項7記載の半導体レーザ。 - 【請求項9】導波体が量子ウエルレーザを備えているこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項10】2個のビームスプリッタと、 レーザ光の位相、パワーおよびフィルタ波長を制御可能
にする3個のモニタダイオードとを具備していることを
特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3931588.6 | 1989-09-22 | ||
DE3931588A DE3931588A1 (de) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | Interferometrischer halbleiterlaser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03241885A JPH03241885A (ja) | 1991-10-29 |
JPH0817263B2 true JPH0817263B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=6389930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2255014A Expired - Lifetime JPH0817263B2 (ja) | 1989-09-22 | 1990-09-25 | 干渉計半導体レーザ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5105433A (ja) |
EP (1) | EP0418705B1 (ja) |
JP (1) | JPH0817263B2 (ja) |
AU (1) | AU639715B2 (ja) |
DE (2) | DE3931588A1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
DE4117866A1 (de) * | 1991-05-31 | 1992-12-03 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren zum betreiben eines halbleiterlasers als modensynchronisierten halbleiterlaser und einrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens |
US5285465A (en) * | 1991-05-31 | 1994-02-08 | Alcatel, N.V. | Optically controllable semiconductor laser |
DE4130047A1 (de) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren zum betreiben eines halbleiterbauelements als optisches filter und halbleiterbauelement zur durchfuehrung des verfahrens |
US5276748A (en) * | 1991-11-22 | 1994-01-04 | Texas Instruments Incorporated | Vertically-coupled arrow modulators or switches on silicon |
US5325387A (en) * | 1991-12-02 | 1994-06-28 | Alcatel N.V. | Method of operating a semiconductor laser as a bistable opto-electronic component |
DE4212152A1 (de) * | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Sel Alcatel Ag | Durchstimmbarer Halbleiterlaser |
US5488625A (en) * | 1992-10-07 | 1996-01-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device having chip-mounted heating element |
DE4239655A1 (de) * | 1992-11-26 | 1994-06-01 | Sel Alcatel Ag | Optische Sendeeinrichtung |
US5469459A (en) * | 1993-01-08 | 1995-11-21 | Nec Corporation | Laser diode element with excellent intermodulation distortion characteristic |
JPH06224406A (ja) * | 1993-01-27 | 1994-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光集積回路 |
DE59500334D1 (de) * | 1994-01-19 | 1997-07-31 | Siemens Ag | Abstimmbare Laserdiode |
DE4410780A1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-10-05 | Siemens Ag | Integrierte Laseranordnung in Verbindung mit einem mitintegrierten Interferometer |
DE4421043A1 (de) * | 1994-06-17 | 1995-12-21 | Sel Alcatel Ag | Interferometrischer Halbleiterlaser mit verlustarmer Lichtauskopplung und Anordung mit einem solchen Laser |
US5504772A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-02 | Deacon Research | Laser with electrically-controlled grating reflector |
DE19502684A1 (de) * | 1995-01-28 | 1996-08-01 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Herstellung von Mehrsegment-Rippenwellenleitern |
US5577139A (en) * | 1995-08-17 | 1996-11-19 | Lucent Technologies Inc. | Integrated-circuit optical network unit |
US5577138A (en) * | 1995-08-17 | 1996-11-19 | Lucent Technologies Inc. | Integrated-circuit optical network unit |
US7310363B1 (en) * | 1999-09-28 | 2007-12-18 | The Regents Of The University Of California | Integrated wavelength tunable single and two-stage all-optical wavelength converter |
EP1218988A4 (en) * | 1999-09-28 | 2005-11-23 | Univ California | WAVELENGTH SINGLE INTEGRATED TWO-STEP WAVELENGTH LENGTH OPTICAL CONVERTER |
US6690687B2 (en) * | 2001-01-02 | 2004-02-10 | Spectrasensors, Inc. | Tunable semiconductor laser having cavity with ring resonator mirror and mach-zehnder interferometer |
DE10201126A1 (de) | 2002-01-09 | 2003-07-24 | Infineon Technologies Ag | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
US6743990B1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-01 | Agilent Technologies, Inc. | Volume adjustment apparatus and method for use |
EP1445634B1 (en) * | 2003-02-05 | 2007-05-02 | Avago Technologies Fiber IP (Singapore) Pte. Ltd. | Optical beam splitter apparatus with deformable connection between two beam splitters |
US6906271B2 (en) * | 2003-04-14 | 2005-06-14 | Agilent Technologies, Inc. | Fluid-based switch |
US6891116B2 (en) * | 2003-04-14 | 2005-05-10 | Agilent Technologies, Inc. | Substrate with liquid electrode |
US7286581B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-10-23 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd | Self-monitoring light emitting apparatus |
SE528653C2 (sv) * | 2005-05-30 | 2007-01-09 | Phoxtal Comm Ab | Integrerat chip |
JP5034572B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2012-09-26 | 日本電気株式会社 | 光源装置 |
DE102007036067B4 (de) * | 2007-08-01 | 2010-09-16 | Erwin Kayser-Threde Gmbh | Abbildendes Spektrometer, insbesondere für die optische Fernerkundung |
TWI582837B (zh) * | 2012-06-11 | 2017-05-11 | 應用材料股份有限公司 | 在脈衝式雷射退火中使用紅外線干涉技術之熔化深度測定 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4331938A (en) * | 1980-08-25 | 1982-05-25 | Rca Corporation | Injection laser diode array having high conductivity regions in the substrate |
FR2546309B1 (fr) * | 1983-05-19 | 1986-07-04 | Yi Yan Alfredo | Structure de guidage optique utilisant un reseau de diffraction |
US4737962A (en) * | 1984-05-16 | 1988-04-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound resonator type semiconductor laser device |
JPS63146791A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-18 | Hitachi Ltd | 酵素の固定化方法 |
EP0284910B1 (de) * | 1987-03-30 | 1993-05-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Integriert-optische Anordnung für die bidirektionale optische Nachrichten- oder Signalübertragung |
US4888785A (en) * | 1988-01-19 | 1989-12-19 | Bell Communications Research, Inc. | Miniature integrated optical beam splitter |
US4878727A (en) * | 1988-06-30 | 1989-11-07 | Battelle Memorial Institute | Multimode channel waveguide optical coupling devices and methods |
US4877299A (en) * | 1989-03-15 | 1989-10-31 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Metal-insulator-semiconductor control of guided optical waves in semiconductor waveguides |
-
1989
- 1989-09-22 DE DE3931588A patent/DE3931588A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-09-11 DE DE90117468T patent/DE59003865D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-11 EP EP90117468A patent/EP0418705B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-14 US US07/582,639 patent/US5105433A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-20 AU AU63049/90A patent/AU639715B2/en not_active Ceased
- 1990-09-25 JP JP2255014A patent/JPH0817263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Appl.Phys.Lett.,52〔10〕(1988)P.767−769 |
ELECTRONICSLETTERS,19〔22〕(1983)P.926−927 |
ELECTRONICSLETTERS,26〔4〕(1990)P.243−244 |
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EP0418705A3 (en) | 1991-10-09 |
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DE3931588A1 (de) | 1991-04-04 |
DE59003865D1 (de) | 1994-01-27 |
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