JPS63305582A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS63305582A JPS63305582A JP14167987A JP14167987A JPS63305582A JP S63305582 A JPS63305582 A JP S63305582A JP 14167987 A JP14167987 A JP 14167987A JP 14167987 A JP14167987 A JP 14167987A JP S63305582 A JPS63305582 A JP S63305582A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 9
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
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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
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
- H01S5/0651—Mode control
- H01S5/0653—Mode suppression, e.g. specific multimode
- H01S5/0654—Single longitudinal mode emission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、光通信用光源、特に広帯域伝送用の縦モード
制御型半導体レーザ、内部反射干渉縦モード制御型半導
体レーザの改良に関する。
制御型半導体レーザ、内部反射干渉縦モード制御型半導
体レーザの改良に関する。
従来の技術
近年、光通信技術の向上に伴い伝送の広帯域化、長距離
化が計られている。しかしながら、従来の半導体レーザ
は縦モードが必ずしも単一ではなく、この目的に対して
充分な性能を備えているとは言い難かった。このため分
布帰還型（ＤＦＢ）、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）な
ど種々のＩ’Ａ造が検討されてきた。これらの構造を用
いた半導体レーザは実験室段階においては極めて良好な
特性の得られていることが実証されている。しかしなが
らこれらのレーザが、活性層に隣接して回折格子を作成
することを必要とし、かつ屈折率導波型の構造が必要不
可欠であるためその歩留り、特にウェハー面内の特性安
定性には極めて大きな問題がある。このため他にも単−
縦モード発振を得るだめの種々の試みが行なわれている
。内部反射干渉型（ＩＲＩ）レーザは、これらの中でも
作成が容易造図の一例を示し、これて従ってその原理を
説明する。′；Ａ３図ａはＩＲＩレーザの端面を示した
図であり、これは従来の半導体レーザと差異はない。
化が計られている。しかしながら、従来の半導体レーザ
は縦モードが必ずしも単一ではなく、この目的に対して
充分な性能を備えているとは言い難かった。このため分
布帰還型（ＤＦＢ）、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）な
ど種々のＩ’Ａ造が検討されてきた。これらの構造を用
いた半導体レーザは実験室段階においては極めて良好な
特性の得られていることが実証されている。しかしなが
らこれらのレーザが、活性層に隣接して回折格子を作成
することを必要とし、かつ屈折率導波型の構造が必要不
可欠であるためその歩留り、特にウェハー面内の特性安
定性には極めて大きな問題がある。このため他にも単−
縦モード発振を得るだめの種々の試みが行なわれている
。内部反射干渉型（ＩＲＩ）レーザは、これらの中でも
作成が容易造図の一例を示し、これて従ってその原理を
説明する。′；Ａ３図ａはＩＲＩレーザの端面を示した
図であり、これは従来の半導体レーザと差異はない。
２０は基板、２１はバッファ層、２２は′直流ブロック
層、２３はｎ型クラッド層、２４は活性層、２５はｐ型
クラッド層、２６はキャップ層、２７はｐ型′、Ｅ極、
２８はｎ型′ｌｌｆ極である。Ｉ ＲＩ Ｖ −ザの特
徴は横方向からの活性領域を含む断面図である第３図す
に示されている。２９は、活性領域２１を２つに分ける
区分部である。区分部は活性領域に対して僅かに屈折率
の異なる物質で作成され、内部反射面２９を活性領域２
１に付与する。
層、２３はｎ型クラッド層、２４は活性層、２５はｐ型
クラッド層、２６はキャップ層、２７はｐ型′、Ｅ極、
２８はｎ型′ｌｌｆ極である。Ｉ ＲＩ Ｖ −ザの特
徴は横方向からの活性領域を含む断面図である第３図す
に示されている。２９は、活性領域２１を２つに分ける
区分部である。区分部は活性領域に対して僅かに屈折率
の異なる物質で作成され、内部反射面２９を活性領域２
１に付与する。
電極２６．２７に通電することにより、通常の端面反射
による発振モードの上に、３０の反射面に起因する内部
反射干渉の結果更に波長周期の大きな発振モードが重畳
される。このため実効的な端面反射率は変調を受け、言
いかえれば全体のレーザゲインに鋭い選択性が与えられ
、結果として単−縦モード発振が得られる。
による発振モードの上に、３０の反射面に起因する内部
反射干渉の結果更に波長周期の大きな発振モードが重畳
される。このため実効的な端面反射率は変調を受け、言
いかえれば全体のレーザゲインに鋭い選択性が与えられ
、結果として単−縦モード発振が得られる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、従来のＩＲＩレーザておいては区分領域
の形成を化学エツチングによシ行うため、その作成は比
１１ｊ２的容易とは言いながら必ずしも完全に容易なも
のとは言えなかった。またエツチングの、結晶方位選択
性を利用するため内部反射面３０の角没を活性領域に対
して完全に垂直にすることが困難であり、さらに、その
後の活性領域の１し成時に内部反射面の部位で活性領域
が湾曲するためしきい値を高める要因となっていた。
の形成を化学エツチングによシ行うため、その作成は比
１１ｊ２的容易とは言いながら必ずしも完全に容易なも
のとは言えなかった。またエツチングの、結晶方位選択
性を利用するため内部反射面３０の角没を活性領域に対
して完全に垂直にすることが困難であり、さらに、その
後の活性領域の１し成時に内部反射面の部位で活性領域
が湾曲するためしきい値を高める要因となっていた。
本発明は従来技ｉ、Ｉｆｆの以上のような問題点を解決
し、更に一層作製容易な構造を持つＩＲＩレーザを与え
ることを目的とする。
し、更に一層作製容易な構造を持つＩＲＩレーザを与え
ることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、基板上に少なくとも第１クラッド層。
活性層、第２クラッド層を順次積層した後に、内部反射
面を膜質すべき位置に、前記第２クラッド層及び活性層
を除去した溝を形成し、該溝に再び第２クラッド層を埋
め込むことを特徴とする。
面を膜質すべき位置に、前記第２クラッド層及び活性層
を除去した溝を形成し、該溝に再び第２クラッド層を埋
め込むことを特徴とする。
作用
本発明は上記構成により、活性層を形成した後に、内部
反射面を設置すべき位置で活性層をエツチング除去する
ので化学エツチングが容易となり、かつ、活性層が内部
反射面の部位で湾曲することがないので通常の半導体レ
ーザと同程度の低しきい負電流を有する単−縦モードレ
ーザを容易に与えることができる。
反射面を設置すべき位置で活性層をエツチング除去する
ので化学エツチングが容易となり、かつ、活性層が内部
反射面の部位で湾曲することがないので通常の半導体レ
ーザと同程度の低しきい負電流を有する単−縦モードレ
ーザを容易に与えることができる。
実施例
第１［り１は、本発明の実施例における縦モード制御レ
ーザの共振器端面を示す図ａ、及び横方向から見た活性
層を含む断面図すである。第２図は第２の成長後のエツ
チング過程における活性層を含む断面図である。
ーザの共振器端面を示す図ａ、及び横方向から見た活性
層を含む断面図すである。第２図は第２の成長後のエツ
チング過程における活性層を含む断面図である。
第１図乙において第１の＋ｉｘ ａによってｎ−ＩｎＰ
基板１に、ｎ−ＩｎＰバッファ層２．電流ブロック層と
して旋ｊ（ｐ−ＩｎＰ３及びｎ−４ｎＰ４、エンチング
のマスク層としてｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層６が成長される
。
基板１に、ｎ−ＩｎＰバッファ層２．電流ブロック層と
して旋ｊ（ｐ−ＩｎＰ３及びｎ−４ｎＰ４、エンチング
のマスク層としてｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層６が成長される
。
次にエツチングマスク層５の上にレジストからなる約１
．５７ｚｍ幅のストライプ状の開口をホトリソグラフィ
により形成し、上記のレジストをマスクとしてｎ２Ｓｏ
４系エツチヤントによりｎ−Ｉｎ（ｌｒａＡｓＰ 層ｓ
のエツチングを行い、次にレジストを除去した後にｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ層６をマスクとじてＨＣｌ をエッチ
ャントとしてエツチングを行い断面かやじシの形状のス
トライプ状の溝を形成する。続いて第２の成長により上
記ストライプ状Ｗメにｎ−ＩｎＰｎ型クラッド層ｅｎ−
ＩｎＧａＡＳＰ活性層７ 、ｐ−ＩｎＰ ｉ１クラッド
層８゜ｐ−ＩｎＧａＡｓＰマスク層１４が成長される。
．５７ｚｍ幅のストライプ状の開口をホトリソグラフィ
により形成し、上記のレジストをマスクとしてｎ２Ｓｏ
４系エツチヤントによりｎ−Ｉｎ（ｌｒａＡｓＰ 層ｓ
のエツチングを行い、次にレジストを除去した後にｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ層６をマスクとじてＨＣｌ をエッチ
ャントとしてエツチングを行い断面かやじシの形状のス
トライプ状の溝を形成する。続いて第２の成長により上
記ストライプ状Ｗメにｎ−ＩｎＰｎ型クラッド層ｅｎ−
ＩｎＧａＡＳＰ活性層７ 、ｐ−ＩｎＰ ｉ１クラッド
層８゜ｐ−ＩｎＧａＡｓＰマスク層１４が成長される。
上記第２成侵後の活性層を含む断面図を第２図ａに示す
。
。
以下、第２図を用いて説明する。第２成艮後に、ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層１４上に活性層７と垂直方向にレジスト
からストライプ状の開口をホトリソグラフィにより形成
し、上記レジストをマスクとしてＨ２ＳＯ４糸エツチヤ
ントを用いてｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１４をエツ層表４し
て開口を形成し、次にレジストを除去した後にｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層１４をマス層表４てｈｃｌ エッチャン
トを用いてｐ−ＩｎＰ 第１クラッド層８に活性層７に
達する開口１３を形成する（第２図ｂ）。さらにＨ２Ｓ
Ｏ４系エッチャントを用いてエツチングを行い、活性層
７に内部反射面１４を形成する（第２図Ｃ）。
ｎＧａＡｓＰ層１４上に活性層７と垂直方向にレジスト
からストライプ状の開口をホトリソグラフィにより形成
し、上記レジストをマスクとしてＨ２ＳＯ４糸エツチヤ
ントを用いてｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１４をエツ層表４し
て開口を形成し、次にレジストを除去した後にｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層１４をマス層表４てｈｃｌ エッチャン
トを用いてｐ−ＩｎＰ 第１クラッド層８に活性層７に
達する開口１３を形成する（第２図ｂ）。さらにＨ２Ｓ
Ｏ４系エッチャントを用いてエツチングを行い、活性層
７に内部反射面１４を形成する（第２図Ｃ）。
第３の成侵により、ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層９゜ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰギヤノブ層１０が１戊長される。
ＩｎＧａＡｓＰギヤノブ層１０が１戊長される。
ｐ−ＩｎＰ クラッド層とｎ−１ｎＰ クラッド層の
ノぐンドギャップは１．３ｃｓｅｖ 、屈折率は３．４
０であり、活性層のバンドギャップは０．９５ｅｖ、屈
折率は３．５１とした。活性層の幅は約２．２μｍ、中
心付近の厚さは約０，１５／１ｍである。このようなウ
ェハーにオーミック電極１０．１１をとりつけた。
ノぐンドギャップは１．３ｃｓｅｖ 、屈折率は３．４
０であり、活性層のバンドギャップは０．９５ｅｖ、屈
折率は３．５１とした。活性層の幅は約２．２μｍ、中
心付近の厚さは約０，１５／１ｍである。このようなウ
ェハーにオーミック電極１０．１１をとりつけた。
第１図すは、電極形成後の断面図である。へき開によっ
て形成された端面人とＢの距離すなわち共振器長（Ｌ＝
Ｌ、＋Ｌ、、）は約２００ μｍ Ｔある。
て形成された端面人とＢの距離すなわち共振器長（Ｌ＝
Ｌ、＋Ｌ、、）は約２００ μｍ Ｔある。
またり、−Ｌ２＝ ７０μｍ となる位置に内部反射
面１４がくるように設計しである。
面１４がくるように設計しである。
このような構造のレーザのオーミック′、Ｆ極１１゜１
２間に通電すると発振波長１．３７１ｍで発振しきい値
Ｉｔｈ＝３０〜ａｏｍ人であり、これは内部反射面１４
を設けない場合とほとんど等しい。またほとんどの素子
は、Ｉｔｈ の１．２ 倍程度で単−縦モード動作を
示し、ｒｔｈの４倍程度までモードホッピングのない極
めて安定な単−縦モード発振をした。
２間に通電すると発振波長１．３７１ｍで発振しきい値
Ｉｔｈ＝３０〜ａｏｍ人であり、これは内部反射面１４
を設けない場合とほとんど等しい。またほとんどの素子
は、Ｉｔｈ の１．２ 倍程度で単−縦モード動作を
示し、ｒｔｈの４倍程度までモードホッピングのない極
めて安定な単−縦モード発振をした。
なお、上記実施例においては、Ｉ ｎ？／Ｉ ｎＧａＡ
ｓＰを用いた艮波長レーザについて述べたが、Ｇａ人ｓ
／ＧａＡ（７Ａｓ、ｆ８の材料を用いたレーザにおいて
も同様の効果が得られることは言う１でもない。
ｓＰを用いた艮波長レーザについて述べたが、Ｇａ人ｓ
／ＧａＡ（７Ａｓ、ｆ８の材料を用いたレーザにおいて
も同様の効果が得られることは言う１でもない。
発明の効果
以上述べたように、本錘明によればＩＲＩレーザの内部
反射面を設ｊｈすべき位置の活性層をエツチング除去し
、再びクラッド層で埋め込むこと伊てより、容易に単−
縦モードレーザを得るととう：できる。
反射面を設ｊｈすべき位置の活性層をエツチング除去し
、再びクラッド層で埋め込むこと伊てより、容易に単−
縦モードレーザを得るととう：できる。
第１図ａ、ｂは本発明の一実捲例における縦モード制御
型半導体レーザの共振器の端ｌＩ′Ｉｉ図、及び横方向
から見た活性領域を含む断面図、第２ ｉ、ｌ ａ〜Ｃ
は本発明の一実施例における半導体レーザの一部工程図
、第３図ｉ、ｂは従来例の半導体レーザの断面図である
。 １・・・・・・ｎ−ｘｎｐｕ板、ｅ＝−−−−ｎ−ｘｎ
ｐクラッド層、７・−−ｎ−ＩｎＣｙａＡｓＰ活性層、
Ｂ・−ｐ−４ｎＰ第１クラッド層、９・・・・・・ｐ−
ＩｎＰ第２クラッド層、１４・・・・・内部反射面、１
５．ｉ６°゛“°端面・代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名゛ｌ′４内観店珈
型半導体レーザの共振器の端ｌＩ′Ｉｉ図、及び横方向
から見た活性領域を含む断面図、第２ ｉ、ｌ ａ〜Ｃ
は本発明の一実施例における半導体レーザの一部工程図
、第３図ｉ、ｂは従来例の半導体レーザの断面図である
。 １・・・・・・ｎ−ｘｎｐｕ板、ｅ＝−−−−ｎ−ｘｎ
ｐクラッド層、７・−−ｎ−ＩｎＣｙａＡｓＰ活性層、
Ｂ・−ｐ−４ｎＰ第１クラッド層、９・・・・・・ｐ−
ＩｎＰ第２クラッド層、１４・・・・・内部反射面、１
５．ｉ６°゛“°端面・代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名゛ｌ′４内観店珈
Claims (1)
- 基板上に順次積層した少なくとも第１クラッド層、活性
層および第２クラッド層と、前記積層部の内部反射面を
設置すべき位置において前記第２クラッド層及び活性層
を除去して形成した溝と、前記溝に埋設した前記第２ク
ラッド層と同質の層を具備することを特徴とする半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14167987A JPS63305582A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14167987A JPS63305582A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305582A true JPS63305582A (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=15297682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14167987A Pending JPS63305582A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63305582A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001022543A1 (en) * | 1999-09-23 | 2001-03-29 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | An optical waveguide and a method for providing an optical waveguide |
| WO2002031863A3 (en) * | 2000-10-11 | 2003-10-23 | Nat Univ Ireland | A single frequency laser |
| US6825570B2 (en) * | 2000-04-28 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Resistance-reducing conductive adhesives for attachment of electronic components |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP14167987A patent/JPS63305582A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001022543A1 (en) * | 1999-09-23 | 2001-03-29 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | An optical waveguide and a method for providing an optical waveguide |
| US6825570B2 (en) * | 2000-04-28 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Resistance-reducing conductive adhesives for attachment of electronic components |
| WO2002031863A3 (en) * | 2000-10-11 | 2003-10-23 | Nat Univ Ireland | A single frequency laser |
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