JPS6320038B2 - - Google Patents
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- JPS6320038B2 JPS6320038B2 JP57154038A JP15403882A JPS6320038B2 JP S6320038 B2 JPS6320038 B2 JP S6320038B2 JP 57154038 A JP57154038 A JP 57154038A JP 15403882 A JP15403882 A JP 15403882A JP S6320038 B2 JPS6320038 B2 JP S6320038B2
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
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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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
-
- 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
- H01S5/12—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
-
- 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
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は安定な単一縦モードレーザ発振を行な
う半導体接合レーザに関するものである。
う半導体接合レーザに関するものである。
単一縦モードレーザ発振を実現するため回折格
子を活性層あるいは活性層に接した層上に作つた
分布帰還形半導体接合レーザはすでに試作されて
いる。第１図、第２図ならびに第３図はその断面
構造例を示しており、それぞれ活性層１に接する
層に光の２分の１波長の整数倍の長さをピツチと
する回折格子２が刻まれている。第１図では活性
層上の導波層３に回折格子２が刻まれ、さらに結
晶層４を成長し、該層４上に電極５が作られる。
他の電極６は結晶基板７に作られている。第２図
と第３図においては製作過程では結晶基板７の上
に回折格子を作つているが、等価的には導波層３
の上に作られているとみなせる。９は非励起活性
層を示す。図中矢印はレーザ光を示す。
子を活性層あるいは活性層に接した層上に作つた
分布帰還形半導体接合レーザはすでに試作されて
いる。第１図、第２図ならびに第３図はその断面
構造例を示しており、それぞれ活性層１に接する
層に光の２分の１波長の整数倍の長さをピツチと
する回折格子２が刻まれている。第１図では活性
層上の導波層３に回折格子２が刻まれ、さらに結
晶層４を成長し、該層４上に電極５が作られる。
他の電極６は結晶基板７に作られている。第２図
と第３図においては製作過程では結晶基板７の上
に回折格子を作つているが、等価的には導波層３
の上に作られているとみなせる。９は非励起活性
層を示す。図中矢印はレーザ光を示す。
実際の素子では、対向する２枚の反射端で決め
られるフアブリ・ペロー共振の影響を避けるた
め、素子の片端面からの光の反射を極力小さくす
る工夫が行われている。第１図では、傾斜面８を
備えており、第２図では電極５を該端面からの片
端面近くには作らぬことによりその直下の非励起
活性層９を光の吸収部とし、実効的に反射光を抑
えており、また、第３図では片端面に光を吸収す
る材料で作られた端面埋め込み部分１０を備えて
いる。
られるフアブリ・ペロー共振の影響を避けるた
め、素子の片端面からの光の反射を極力小さくす
る工夫が行われている。第１図では、傾斜面８を
備えており、第２図では電極５を該端面からの片
端面近くには作らぬことによりその直下の非励起
活性層９を光の吸収部とし、実効的に反射光を抑
えており、また、第３図では片端面に光を吸収す
る材料で作られた端面埋め込み部分１０を備えて
いる。
さらに、低電力動作を実現するため、第４図
Ａ，Ｂ，Ｃに示すようにストライプ状埋め込み活
性層１３を含む結晶層を幅数ミクロンメートルの
畝状にし、その側部を該活性層１３とは異なる材
料の埋め込み層１１で埋め込み、電流はストライ
プ状電極１２を通つてストライプ状の被埋め込み
活性層１３に集中させる。第４図は、第２図で説
明した片端面反射光抑制方法に相当し、ストライ
プ状電極の欠けた部分の下にあるストライプ状被
埋め込み活性層１３は電流のほとんど流れぬ非励
起部を形成する。しかしストライプ状電極直下の
励起されたストライプ状活性層１３内で増幅され
た光は強いため、非励起部の光の吸収係数はすぐ
に飽和してしまい、非励起部は光の吸収部として
十分な効果が得られず、反射光を抑制するには
0.5mm以上の長さを必要としていた。
Ａ，Ｂ，Ｃに示すようにストライプ状埋め込み活
性層１３を含む結晶層を幅数ミクロンメートルの
畝状にし、その側部を該活性層１３とは異なる材
料の埋め込み層１１で埋め込み、電流はストライ
プ状電極１２を通つてストライプ状の被埋め込み
活性層１３に集中させる。第４図は、第２図で説
明した片端面反射光抑制方法に相当し、ストライ
プ状電極の欠けた部分の下にあるストライプ状被
埋め込み活性層１３は電流のほとんど流れぬ非励
起部を形成する。しかしストライプ状電極直下の
励起されたストライプ状活性層１３内で増幅され
た光は強いため、非励起部の光の吸収係数はすぐ
に飽和してしまい、非励起部は光の吸収部として
十分な効果が得られず、反射光を抑制するには
0.5mm以上の長さを必要としていた。
本発明はこれらの欠点を解決するために、非励
起部の幅を拡大し、光の吸収係数の飽和を抑え、
励起部から伝わつてきた光を有効に吸収させ、フ
アブリ・ペロー共振の抑制を効果的に行わせるこ
とを目的とするものである。
起部の幅を拡大し、光の吸収係数の飽和を抑え、
励起部から伝わつてきた光を有効に吸収させ、フ
アブリ・ペロー共振の抑制を効果的に行わせるこ
とを目的とするものである。
前記の目的を達成するため、本発明は回折格子
を活性層あるいは活性層に接した層上に有し、該
活性層の側部分を該活性層とは異なる材料で埋め
込んだ埋め込み構造分布帰還形半導体接合レーザ
において、該被埋め込み活性層のレーザ光取り出
し端に対向する端側の幅を拡大し、かつ、該拡大
被埋め込み活性層上には電極を設けないことを特
徴とする分布帰還形半導体接合レーザを発明の要
旨とするものである。
を活性層あるいは活性層に接した層上に有し、該
活性層の側部分を該活性層とは異なる材料で埋め
込んだ埋め込み構造分布帰還形半導体接合レーザ
において、該被埋め込み活性層のレーザ光取り出
し端に対向する端側の幅を拡大し、かつ、該拡大
被埋め込み活性層上には電極を設けないことを特
徴とする分布帰還形半導体接合レーザを発明の要
旨とするものである。
次に本発明の実施例を添附図面について説明す
る。なお実施例は一つの例示であつて、本発明の
精神を逸脱しない範囲内で、種々の変更あるいは
改良を行いうることは云うまでもない。
る。なお実施例は一つの例示であつて、本発明の
精神を逸脱しない範囲内で、種々の変更あるいは
改良を行いうることは云うまでもない。
第５図は本発明の一実施例を示すものであつ
て、図中１０１は励起部となる被埋め込み活性
層、１０２は導波層１０３上に作られた回折格
子、１０４は活性層上に作られた結晶層、１０５
はストライプ状電極、１０６は他の電極、１０７
は結晶基板、１０８はストライプ状電極１０５下
にある励起部を構成する被埋め込み層全体、１０
９は非励起部を構成する被埋め込み層全体、１１
０は非励起部となる被埋め込み活性層、１１１は
埋め込み層を示す。第５図では理解を容易にする
ため、手前の埋め込み層を省略している。さらに
具体例を示せば、１０１はInGaAsP、１０３は
１０１よりＰの割合が多いｎ型のInGaAsP、１
０４はｐ型のInP、１０５と１０６は電極金属、
１０７はｎ型のInP基板結晶から成り、１１０は
１０１と同一材料である。埋め込み層１１１は高
抵抗InPあるいはInP系の多層結晶層から作られ
る。
て、図中１０１は励起部となる被埋め込み活性
層、１０２は導波層１０３上に作られた回折格
子、１０４は活性層上に作られた結晶層、１０５
はストライプ状電極、１０６は他の電極、１０７
は結晶基板、１０８はストライプ状電極１０５下
にある励起部を構成する被埋め込み層全体、１０
９は非励起部を構成する被埋め込み層全体、１１
０は非励起部となる被埋め込み活性層、１１１は
埋め込み層を示す。第５図では理解を容易にする
ため、手前の埋め込み層を省略している。さらに
具体例を示せば、１０１はInGaAsP、１０３は
１０１よりＰの割合が多いｎ型のInGaAsP、１
０４はｐ型のInP、１０５と１０６は電極金属、
１０７はｎ型のInP基板結晶から成り、１１０は
１０１と同一材料である。埋め込み層１１１は高
抵抗InPあるいはInP系の多層結晶層から作られ
る。
第６図は第５図を上から見た図で、ストライプ
状電極１０５下の励起部被埋め込み層１０８の幅
をW1、非励起部被埋め込み層１０９の幅をW2と
すると、W1＜W2なる関係があり、１１２はレー
ザ光取り出し側端面、１１３は対向する端面を示
す。
状電極１０５下の励起部被埋め込み層１０８の幅
をW1、非励起部被埋め込み層１０９の幅をW2と
すると、W1＜W2なる関係があり、１１２はレー
ザ光取り出し側端面、１１３は対向する端面を示
す。
電極１０５は正極、電極１０６は負極として電
圧を印加すると、埋め込み層１１１の効果により
電流は励起部被埋め込み層１０８内を流れ、被埋
め込み活性層１０１は光の増幅層となる。回折格
子１０２のピツチで決められた波長を持つ光に加
え、対向する端面１１２，１１３で決められるフ
アブリ・ペロー共振波長を持つ光も該増幅層で増
幅され、複数の縦モードでレーザ発振を行なう可
能性がある。不要であるフアブリ・ペロー共振縦
モードは、非励起部で十分吸収されれば実効的に
端面１１３からの反射が無くなり、消去される。
圧を印加すると、埋め込み層１１１の効果により
電流は励起部被埋め込み層１０８内を流れ、被埋
め込み活性層１０１は光の増幅層となる。回折格
子１０２のピツチで決められた波長を持つ光に加
え、対向する端面１１２，１１３で決められるフ
アブリ・ペロー共振波長を持つ光も該増幅層で増
幅され、複数の縦モードでレーザ発振を行なう可
能性がある。不要であるフアブリ・ペロー共振縦
モードは、非励起部で十分吸収されれば実効的に
端面１１３からの反射が無くなり、消去される。
第７図はその動作の説明図である。励起部で増
幅され左向きに進んだ光１１４は非励起部１０９
に突入する。非励起部の幅は励起部の幅より広く
なつているので光は横に拡がる。通常例のように
W1を約2μｍとすると、ひろがり角は20度以上と
なり、非励起部の長さを0.1mmとすると左端での
光の拡がり幅は30μｍ以上となつて光密度は１桁
以上小さくなる。その結果、非励起部での光の吸
収係数の飽和は抑制され、非励起部へ突入した光
は十分吸収され、端面で反射して励起部へもどる
光は消去でき、不要のフアブリ・ペロー共振縦モ
ードは消去されて回折格子１０２による分布帰還
モードのみがレーザ発振を行なう。
幅され左向きに進んだ光１１４は非励起部１０９
に突入する。非励起部の幅は励起部の幅より広く
なつているので光は横に拡がる。通常例のように
W1を約2μｍとすると、ひろがり角は20度以上と
なり、非励起部の長さを0.1mmとすると左端での
光の拡がり幅は30μｍ以上となつて光密度は１桁
以上小さくなる。その結果、非励起部での光の吸
収係数の飽和は抑制され、非励起部へ突入した光
は十分吸収され、端面で反射して励起部へもどる
光は消去でき、不要のフアブリ・ペロー共振縦モ
ードは消去されて回折格子１０２による分布帰還
モードのみがレーザ発振を行なう。
なおW2／W1は実用上約３以上であることが好
ましい。
ましい。
以上説明したように、本発明によれば不要モー
ドのレーザ発振が、0.1mm長程度の短かな非励起
部を形成することにより抑制できるため、小形の
素子で確実な単一縦モードレーザ発振（分布帰還
モード発振）が可能となる。
ドのレーザ発振が、0.1mm長程度の短かな非励起
部を形成することにより抑制できるため、小形の
素子で確実な単一縦モードレーザ発振（分布帰還
モード発振）が可能となる。
非励起被埋め込み層の形状は第７図に限定され
ず第８図に示すようなテーパ状、あるいは側部を
不規則とした形状も本発明の範囲に含まれる。
ず第８図に示すようなテーパ状、あるいは側部を
不規則とした形状も本発明の範囲に含まれる。
また、第１図または第３図に示した反射抑制方
法と本発明による方法の併用により一層効果の強
まることは言うまでもない。
法と本発明による方法の併用により一層効果の強
まることは言うまでもない。
第１図、第２図および第３図は従来の分布帰還
形半導体接合レーザの断面図、第４図は従来の非
励起部付埋め込み構造分布帰還形半導体接合レー
ザで、Ａ図は正面図、Ｂ図は上から見た図、Ｃ図
はＡ図のａ−a′で切つた断面図、第５図は本発明
の一実施例の斜視図、第６図はその上面図、第７
図は被埋め込み活性層の形状図、第８図Ａおよび
Ｂは他の被埋め込み活性層の形状図を示す。 １……活性層、２……回折格子、３……導波
層、４……結晶層、５，６……電極、７……結晶
基板、８……傾斜面、９……非励起活性層、１０
……端面埋め込み部、１１……埋め込み層、１２
……ストライプ状電極、１３……ストライプ状被
埋め込み活性層、１０１……被埋め込み活性層、
１０２……回折格子、１０３……導波層、１０４
……結晶層、１０５……ストライプ状電極、１０
６……電極、１０７……結晶基板、１０８……励
起部被埋め込み層、１０９……非励起部被埋め込
み層、１１０……非励起被埋め込み活性層、１１
１……埋め込み層、１１２……レーザ光取り出し
側端面、１１３……対向する端面、１１４……光
の強度分布。
形半導体接合レーザの断面図、第４図は従来の非
励起部付埋め込み構造分布帰還形半導体接合レー
ザで、Ａ図は正面図、Ｂ図は上から見た図、Ｃ図
はＡ図のａ−a′で切つた断面図、第５図は本発明
の一実施例の斜視図、第６図はその上面図、第７
図は被埋め込み活性層の形状図、第８図Ａおよび
Ｂは他の被埋め込み活性層の形状図を示す。 １……活性層、２……回折格子、３……導波
層、４……結晶層、５，６……電極、７……結晶
基板、８……傾斜面、９……非励起活性層、１０
……端面埋め込み部、１１……埋め込み層、１２
……ストライプ状電極、１３……ストライプ状被
埋め込み活性層、１０１……被埋め込み活性層、
１０２……回折格子、１０３……導波層、１０４
……結晶層、１０５……ストライプ状電極、１０
６……電極、１０７……結晶基板、１０８……励
起部被埋め込み層、１０９……非励起部被埋め込
み層、１１０……非励起被埋め込み活性層、１１
１……埋め込み層、１１２……レーザ光取り出し
側端面、１１３……対向する端面、１１４……光
の強度分布。
Claims (1)
- １ 回折格子を活性層あるいは活性層に接した層
上に有し、該活性層の側部分を該活性層とは異な
る材料で埋め込んだ埋め込み構造分布帰還形半導
体接合レーザにおいて、該被埋め込み活性層のレ
ーザ光取り出し端に対向する端側の幅を拡大し、
かつ、該拡大被埋め込み活性層上には電極を設け
ないことを特徴とする分布帰還形半導体接合レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154038A JPS5944884A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 分布帰還形半導体接合レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154038A JPS5944884A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 分布帰還形半導体接合レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944884A JPS5944884A (ja) | 1984-03-13 |
| JPS6320038B2 true JPS6320038B2 (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=15575552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57154038A Granted JPS5944884A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 分布帰還形半導体接合レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944884A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0746746B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1995-05-17 | 日本電気株式会社 | 分布帰還形半導体レーザの製造方法 |
| US4942585A (en) * | 1987-12-22 | 1990-07-17 | Ortel Corporation | High power semiconductor laser |
| JPH0551430U (ja) * | 1991-12-09 | 1993-07-09 | 川澄化学工業株式会社 | 流体処理装置の端部固定ケ−ス |
| US5555544A (en) * | 1992-01-31 | 1996-09-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Tapered semiconductor laser oscillator |
| GB2371405B (en) * | 2001-01-23 | 2003-10-15 | Univ Glasgow | Improvements in or relating to semiconductor lasers |
| JP2006210466A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子 |
| JP5967749B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2016-08-10 | 国立大学法人京都大学 | 端面発光型フォトニック結晶レーザ素子 |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP57154038A patent/JPS5944884A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944884A (ja) | 1984-03-13 |
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