JPS63186A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS63186A JPS63186A JP61143609A JP14360986A JPS63186A JP S63186 A JPS63186 A JP S63186A JP 61143609 A JP61143609 A JP 61143609A JP 14360986 A JP14360986 A JP 14360986A JP S63186 A JPS63186 A JP S63186A
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
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-
- H—ELECTRICITY
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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】
〔概要〕
この発明は、分布帰還形半導体レーザにおいて、その光
導波領域に光波の位相調整手段を複数個配設し、かつ該
位相調整手段による位相調整量の合計値Δψを、 Δ、ψ＝±−±ｎπ （ｎは整数） とすることにより、 発振が成長した状態でも共振器内の界強度差、屈折率差
を抑制してモード選択性を確保し、安定した単一波長の
光出力を得るものである。
導波領域に光波の位相調整手段を複数個配設し、かつ該
位相調整手段による位相調整量の合計値Δψを、 Δ、ψ＝±−±ｎπ （ｎは整数） とすることにより、 発振が成長した状態でも共振器内の界強度差、屈折率差
を抑制してモード選択性を確保し、安定した単一波長の
光出力を得るものである。
本発明は半導体レーザ、特に単一波長の光出力を得る分
布帰還形半導体レーザの構造に関する。
布帰還形半導体レーザの構造に関する。
光を情報信号の媒体とする光通信システムなどの高度化
及び多様化を推進するために、単一波長発振に適する分
布帰還形（ＤＦＢ） レーザに期待が寄せられている
が、従来のＤＦＢレーザで高出力を求めればその発振モ
ードの安定性が低下し易く、その改善が要望されている
。
及び多様化を推進するために、単一波長発振に適する分
布帰還形（ＤＦＢ） レーザに期待が寄せられている
が、従来のＤＦＢレーザで高出力を求めればその発振モ
ードの安定性が低下し易く、その改善が要望されている
。
発振波長すなわち縦モードの制御に適する半導体レーザ
として、光導波領域に設けた回折格子によって選択的に
帰還を行うＤＦＢレーザが最も期待されている。
として、光導波領域に設けた回折格子によって選択的に
帰還を行うＤＦＢレーザが最も期待されている。
この回折格子はブラッグ波長λ、において光波の反射率
が極大となるが、回折格子による反射ではこのブラッグ
波長λ、の光波は１回の反射でその位相が２π変化し、
１往復では位相変化がπすなわち反転するためにこのブ
ラッグ波長では発振せず、共振器の１端面から他の端面
までの伝搬中に回折格子に対してほぼ±（２±ｎ）πの
位相のずれを生ずる波長で正帰還となリレーザ発振が行
われる。この発振条件のうちｎ＝０の２波長の闇値電流
が最も小さく、通常のＤＦＢレーザの縦モードはこの２
波長λ９、λ２を含む、或いはその一方から他方に変動
し易い不安定なモードとなる。
が極大となるが、回折格子による反射ではこのブラッグ
波長λ、の光波は１回の反射でその位相が２π変化し、
１往復では位相変化がπすなわち反転するためにこのブ
ラッグ波長では発振せず、共振器の１端面から他の端面
までの伝搬中に回折格子に対してほぼ±（２±ｎ）πの
位相のずれを生ずる波長で正帰還となリレーザ発振が行
われる。この発振条件のうちｎ＝０の２波長の闇値電流
が最も小さく、通常のＤＦＢレーザの縦モードはこの２
波長λ９、λ２を含む、或いはその一方から他方に変動
し易い不安定なモードとなる。
上述の性質を有するＤＦＢレーザの縦モードを単一にす
るために第３図に示す如き構造が知られている。図にお
いて、２６は活性層、２５はガイド層、２３及び２７は
クラッド層であり、ガイド層２５とクランド層２３との
界面に１次の回折格子２４を形成し、中央からみて左側
と右側で、回折格子２４のコルゲーションの位相をその
周期への〃シフトさせることにより所要の位相差を与え
ている。
るために第３図に示す如き構造が知られている。図にお
いて、２６は活性層、２５はガイド層、２３及び２７は
クラッド層であり、ガイド層２５とクランド層２３との
界面に１次の回折格子２４を形成し、中央からみて左側
と右側で、回折格子２４のコルゲーションの位相をその
周期への〃シフトさせることにより所要の位相差を与え
ている。
この構造を実際に製造するには、例えば位相を２八飛躍
させる位置を界面として一方にポジレジスト他方にネガ
レジストを塗布し、これを２光束干渉法で露光してレジ
ストマスクを形成するが、この構造を正確に実現するこ
とは容易ではない。
させる位置を界面として一方にポジレジスト他方にネガ
レジストを塗布し、これを２光束干渉法で露光してレジ
ストマスクを形成するが、この構造を正確に実現するこ
とは容易ではない。
単一波長発振を容易に実現するために、本特許出願人は
先に特願昭５９−２１０５８８により下記のＤＦＢレー
ザを提供している。すなわち該発明によれば、コルゲー
ションを有する光導波領域に伝搬定数を異にする部分が
選択的に形成され、該伝搬定数を異にする部分とその他
の部分との伝搬定数差をΔβとし、かつ該伝搬定数を異
にする部分の長さをＬ２として、 Δβｌ、ｚ＝±−±ｎπ （ｎは整数）とすることによ
り、ブラッグ波長の単−縦モード発振が得られる。
先に特願昭５９−２１０５８８により下記のＤＦＢレー
ザを提供している。すなわち該発明によれば、コルゲー
ションを有する光導波領域に伝搬定数を異にする部分が
選択的に形成され、該伝搬定数を異にする部分とその他
の部分との伝搬定数差をΔβとし、かつ該伝搬定数を異
にする部分の長さをＬ２として、 Δβｌ、ｚ＝±−±ｎπ （ｎは整数）とすることによ
り、ブラッグ波長の単−縦モード発振が得られる。
第４図はその１実施例の模式斜視図であり、その半導体
基体３１内のｎ型）ｎＧａＡｓＰガイド層及びＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層からなり全長し、幅Ｗの光導波領域３６の
うち、長さＬ２の部分３６Ａを幅Ｗ２として伝搬定数差
Δβを与えている。
基体３１内のｎ型）ｎＧａＡｓＰガイド層及びＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層からなり全長し、幅Ｗの光導波領域３６の
うち、長さＬ２の部分３６Ａを幅Ｗ２として伝搬定数差
Δβを与えている。
前記発明により単一波長発振が容易に実現されるが、こ
の構造のＤＦＢレーザでも回折格子の結合係数にが比較
的に大きく共振器（光導波領域）長しとの積にＬが１．
５〜２．０程度以上の低閾値レーザなどでは、発振の成
長に伴って多モード化することがありその対策が要望さ
れている。
の構造のＤＦＢレーザでも回折格子の結合係数にが比較
的に大きく共振器（光導波領域）長しとの積にＬが１．
５〜２．０程度以上の低閾値レーザなどでは、発振の成
長に伴って多モード化することがありその対策が要望さ
れている。
この現象は第５図（ａ）に界強度（光強度）分布、同開
山）に屈折率分布を何れも共振器長方向について例示す
る如く、発振が成長し光出力が増大するに伴って、光導
波領域の拡幅などの位相調整部分で界強度が特に強くな
り、この位置で誘導放出が増加してキャリア密度が城少
し共振器内の屈折率分布に僅かながら差異を生じて、モ
ード選択性すなわちモード相互間の最低閾値の差が減少
することによる。
山）に屈折率分布を何れも共振器長方向について例示す
る如く、発振が成長し光出力が増大するに伴って、光導
波領域の拡幅などの位相調整部分で界強度が特に強くな
り、この位置で誘導放出が増加してキャリア密度が城少
し共振器内の屈折率分布に僅かながら差異を生じて、モ
ード選択性すなわちモード相互間の最低閾値の差が減少
することによる。
前記問題点は、コルゲーションを有する光導波領域に光
波の位相調整手段が複数個配設され、かつ該位相調整手
段によゐ位相調整量の合計値Δψが、 Δψ＝±π／２±ｎπ （ｎは整 数）である本発明による半導体レーザにより解決される
。
波の位相調整手段が複数個配設され、かつ該位相調整手
段によゐ位相調整量の合計値Δψが、 Δψ＝±π／２±ｎπ （ｎは整 数）である本発明による半導体レーザにより解決される
。
本発明によれば、例えば上述の如き位相調整手段を複数
個分散配置することにより、第２図（ａｌ、（ｂ）の共
振器長方向の異強度分布、屈折率分布の如く、共振器内
の異強度差、屈折率差を実線で例示する様に破線の従来
例より大幅に抑制してモード選択性を確保する。
個分散配置することにより、第２図（ａｌ、（ｂ）の共
振器長方向の異強度分布、屈折率分布の如く、共振器内
の異強度差、屈折率差を実線で例示する様に破線の従来
例より大幅に抑制してモード選択性を確保する。
なおこの複数の位相調整手段を光導波方向の中心に関し
て対称的に配設すれば、界強度、屈折率を平均化し、変
動を抑制する効果が大きい。
て対称的に配設すれば、界強度、屈折率を平均化し、変
動を抑制する効果が大きい。
また複数の位相調整手段による位相調整量の合計値Δψ
を、 Δψ＝±π／２±ｎπ （ｎは整 数）とすることは単−縦モードを得るために当然必要で
あり、例えば位相調整手段として光導波領域に前記発明
と同様な伝搬定数を異にする部分を複数個形成する場合
に、伝搬定数を異にする部分のその他の部分との伝搬定
数差及び長さをそれぞれΔβいＬｉとして、位相調整量
の合計値Δψを、〔実施例〕 以下本発明を実施例により具体的に説明する。
を、 Δψ＝±π／２±ｎπ （ｎは整 数）とすることは単−縦モードを得るために当然必要で
あり、例えば位相調整手段として光導波領域に前記発明
と同様な伝搬定数を異にする部分を複数個形成する場合
に、伝搬定数を異にする部分のその他の部分との伝搬定
数差及び長さをそれぞれΔβいＬｉとして、位相調整量
の合計値Δψを、〔実施例〕 以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の実施例を示し、同図（ａ）はその模式
側断面図、同図（ｂ）はその光導波領域の模式斜視図、
同図（Ｃ）はその界分布を示す図である。
側断面図、同図（ｂ）はその光導波領域の模式斜視図、
同図（Ｃ）はその界分布を示す図である。
同図（ａｌにおいて、１はイ型１ｎＰ基板、３はｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層、４はコルゲーション、５は例えばルミ
ネセンスピーク波長λｇ ＝ １．２．Ｉｒｒｎ、厚さ
０．２−程度のｎ型１ｎＧａＡｓＰガイド層、６は例え
ばルミネセンスピーク波長λｇ＝１．３−１厚さ０．１
５μｍ程度でノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、７は
ｐ型１ｎＰクラッド層、８はｐ＋梨型１ｎＧａＡｓＰン
タクト層、９はｎ側電極、１０はｐ側電極である。
ｎＰクラッド層、４はコルゲーション、５は例えばルミ
ネセンスピーク波長λｇ ＝ １．２．Ｉｒｒｎ、厚さ
０．２−程度のｎ型１ｎＧａＡｓＰガイド層、６は例え
ばルミネセンスピーク波長λｇ＝１．３−１厚さ０．１
５μｍ程度でノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、７は
ｐ型１ｎＰクラッド層、８はｐ＋梨型１ｎＧａＡｓＰン
タクト層、９はｎ側電極、１０はｐ側電極である。
本実施例ではガイド層５及び活性層６からなる全長し、
幅Ｗの光導波領域に、その導波方向の中心に関して対称
的な各端面からの距離Ｓの位置に、それぞれ長さｌ、幅
Ｗ２の拡幅部分２個を配置し、これらの各寸法及び結合
係数にを例えば、Ｌ ＝４００ｔｍ、 ｌ
＝３０ｕｍ。
幅Ｗの光導波領域に、その導波方向の中心に関して対称
的な各端面からの距離Ｓの位置に、それぞれ長さｌ、幅
Ｗ２の拡幅部分２個を配置し、これらの各寸法及び結合
係数にを例えば、Ｌ ＝４００ｔｍ、 ｌ
＝３０ｕｍ。
Ｗ−１，８−１Ｗ、＝２．５Ｉｌｒｎ。
Ｓ＝０．３Ｌ。
に＝ ６０ｃｍ−’、 Ｋ Ｌ ＝２．４として、
この拡幅部分の伝搬定数β２とその他の部分の伝搬定数
β、との差Δβ＝β２−β、により、位相調整量の合計
値Δψを、 π Δψ＝２１Δβ＝−±ｎπ としている。
この拡幅部分の伝搬定数β２とその他の部分の伝搬定数
β、との差Δβ＝β２−β、により、位相調整量の合計
値Δψを、 π Δψ＝２１Δβ＝−±ｎπ としている。
本実施例は発振が成長した後の界分布が第１図（Ｃ１の
如く改善され、大出力でもブラッグ波長λ８の単−縦モ
ードが安定に保たれている。
如く改善され、大出力でもブラッグ波長λ８の単−縦モ
ードが安定に保たれている。
なお本実施例では伝搬定数の差Δβを光導波頭域の幅の
差によって与えているが、前記先願発明によって提供し
た如く、例えばガイド層もしくは活性層の厚さの差、半
導体材料の選択などで伝搬定数に差を与えてもよい。
差によって与えているが、前記先願発明によって提供し
た如く、例えばガイド層もしくは活性層の厚さの差、半
導体材料の選択などで伝搬定数に差を与えてもよい。
以上説明した如く本発明によれば、ＤＦＢレーザのにＬ
が大きい場合にもそのモード選択性が発振成長後も確保
されて、大出力の単一波長光を安定して得ることが可能
となり、光を情報信号の媒体とする光通信等のシステム
の高速、大容量化などの進展に大きく寄与する。
が大きい場合にもそのモード選択性が発振成長後も確保
されて、大出力の単一波長光を安定して得ることが可能
となり、光を情報信号の媒体とする光通信等のシステム
の高速、大容量化などの進展に大きく寄与する。
第１図は本発明の実施例を示す図、
第２図は本発明による界強度及び屈折率の共振器長方向
の分布の例を示す図、 第３図はコルゲーション位相シフトの従来例の模式図、 第４図は伝搬定数に差を設ける従来例の模式図、第５図
は従来の界強度及び屈折率の共振器長方向の分布の例を
示す図である。 図において、 １はヤ型１ｎＰ基板、 ３はｎ型ＩｎＰクラッド層、 ４はコルゲーション、 ５はｎ型１ｎＧａＡｓＰガイド層、 ６はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ７はｐ型１ｎＰクラッド層、 ８はｐ十型ＩｎＧａＡｓＰ ’：１ンタクト層、９はｎ
側電極、 １０はｐ側電極を示す。 （ρ） （ｂ） 単一２ Ｚ 革３図 単４因 （ｂ） 暑ト長プｈ司の徐怖のグ″１哨ボ１図 ＄５図
の分布の例を示す図、 第３図はコルゲーション位相シフトの従来例の模式図、 第４図は伝搬定数に差を設ける従来例の模式図、第５図
は従来の界強度及び屈折率の共振器長方向の分布の例を
示す図である。 図において、 １はヤ型１ｎＰ基板、 ３はｎ型ＩｎＰクラッド層、 ４はコルゲーション、 ５はｎ型１ｎＧａＡｓＰガイド層、 ６はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ７はｐ型１ｎＰクラッド層、 ８はｐ十型ＩｎＧａＡｓＰ ’：１ンタクト層、９はｎ
側電極、 １０はｐ側電極を示す。 （ρ） （ｂ） 単一２ Ｚ 革３図 単４因 （ｂ） 暑ト長プｈ司の徐怖のグ″１哨ボ１図 ＄５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）コルゲーションを有する光導波領域に光波の位相調
整手段が複数個配設され、かつ該位相調整手段による位
相調整量の合計値Δψが、 Δψ＝±π／２±ｎπ（ｎは整数） であることを特徴とする半導体レーザ。 ２）前記位相調整手段が光導波方向の中心に関して対称
的に配設されてなる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）前記位相調整手段が、光導波領域に伝搬定数を異に
する部分を選択的に形成し、該伝搬定数を異にする部分
とその他の部分との伝搬定数差をΔβ＿ｉ、該伝搬定数
を異にする部分の長さをＬ＿ｉとして、前記位相調整量
の合計値Δψが、 Δψ＝Σ＿ｉΔβ＿ｉＬ＿ｉ である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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61143609A JPS63186A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61143609A JPS63186A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186A true JPS63186A (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=15342710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61143609A Pending JPS63186A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63186A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857402A (en) * | 1986-04-03 | 1989-08-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
| JPH0269983A (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-08 | Toshiba Corp | 分布帰還型レーザ |
| EP0436300A2 (en) * | 1990-01-02 | 1991-07-10 | AT&T Corp. | Analog optical fiber communication system, and laser adapted for use in such a system |
| FR2677499A1 (fr) * | 1991-06-07 | 1992-12-11 | Alsthom Cge Alcatel | Laser semiconducteur monomodal a retroaction distribuee et son procede de fabrication. |
| EP0588197A1 (en) * | 1992-09-07 | 1994-03-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High power distributed feedback semiconductor laser |
| JPWO2021005700A1 (ja) * | 2019-07-09 | 2021-01-14 |
-
1986
- 1986-06-19 JP JP61143609A patent/JPS63186A/ja active Pending
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