JPS6392076A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6392076A JPS6392076A JP23746186A JP23746186A JPS6392076A JP S6392076 A JPS6392076 A JP S6392076A JP 23746186 A JP23746186 A JP 23746186A JP 23746186 A JP23746186 A JP 23746186A JP S6392076 A JPS6392076 A JP S6392076A
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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
- H01S5/12—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
- H01S5/125—Distributed Bragg reflector [DBR] 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
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体Ｖ−ザの構造に関するものである。
第４図は例えば雑誌（Ｙ、Ａｂｅ、に、Ｋ１５ｈｉｎｏ
、Ｙ、Ｓｕｅｍａｔｓｕ、ａｎｄ ’Ｓ、Ａｒａｉ、“
Ｇａ１ｎＡｓＰ／ＩｎＰ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌａｓ
ｅｒ ｗｉｔｈ ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎｔｅｄ ｂｕｉｌ
ｔ−ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｂｒａｇｇ−ｒｅ
ｆｌｅｃｔｏｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ” 、Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 第１７巻、第２５
／２６号、第９４５頁〜第９４７頁。
、Ｙ、Ｓｕｅｍａｔｓｕ、ａｎｄ ’Ｓ、Ａｒａｉ、“
Ｇａ１ｎＡｓＰ／ＩｎＰ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌａｓ
ｅｒ ｗｉｔｈ ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎｔｅｄ ｂｕｉｌ
ｔ−ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｂｒａｇｇ−ｒｅ
ｆｌｅｃｔｏｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ” 、Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 第１７巻、第２５
／２６号、第９４５頁〜第９４７頁。
１９８１年１２月りに記載された従来の半導体レーザを
一部切欠いて示す斜視図である。
一部切欠いて示す斜視図である。
図において、（９）は活性領域、αＱはプラッグ反射領
域、ａ−１はｎ型電極、Ｑ３はｎ−１ｎＰ基板、 Ｑ４
１は０．１μｍ程度の単一の層で成るＩｎＧａＡｓＰ活
性層、（至）はｐ−１ｎＰ閉じ込め層、 Ｑｅｉ！ ｐ
−１ｎＧａＡｓＰコンタクトｉ。
域、ａ−１はｎ型電極、Ｑ３はｎ−１ｎＰ基板、 Ｑ４
１は０．１μｍ程度の単一の層で成るＩｎＧａＡｓＰ活
性層、（至）はｐ−１ｎＰ閉じ込め層、 Ｑｅｉ！ ｐ
−１ｎＧａＡｓＰコンタクトｉ。
α力は５ｉＯｚ絶縁膜、ａａはｐ型電極、α傷はＩｎＧ
ａＡｓＰ光導波路層、（１）はＩｎＰ閉じ込め層、同は
ｐ−１ｎＰ埋め込み層、（２）はｎ−ＩｎＰ埋み込み層
％Ｑは回折格子である。また、活性層σ４のギャップ波
長（λｇａ）は例えば１．６２μｍ程度であり、これに
対して先導波路層ＧＩはλｇａ −ＩＪ５μｍ程度にな
るように構成している。
ａＡｓＰ光導波路層、（１）はＩｎＰ閉じ込め層、同は
ｐ−１ｎＰ埋め込み層、（２）はｎ−ＩｎＰ埋み込み層
％Ｑは回折格子である。また、活性層σ４のギャップ波
長（λｇａ）は例えば１．６２μｍ程度であり、これに
対して先導波路層ＧＩはλｇａ −ＩＪ５μｍ程度にな
るように構成している。
次に動作につい゛Ｃ説明する。活性領域（９）の電極口
、（ト）間に電流を注入すると、活性層σ４によって光
は増幅される。先導波路層α９のＡｇは活性層α瘤のＡ
ｇより小さく、このため光導波路層Ｑｌはレーザ発振波
長において光を吸収しない組成で構成されており、この
中を伝搬する光は吸収されることなく回折格子−により
反射される。従って光はブラック反射領域αｑと、活性
領域（９）側のへき開面を往復し、この間に活性領域（
９）で増幅され１発振に到る。
、（ト）間に電流を注入すると、活性層σ４によって光
は増幅される。先導波路層α９のＡｇは活性層α瘤のＡ
ｇより小さく、このため光導波路層Ｑｌはレーザ発振波
長において光を吸収しない組成で構成されており、この
中を伝搬する光は吸収されることなく回折格子−により
反射される。従って光はブラック反射領域αｑと、活性
領域（９）側のへき開面を往復し、この間に活性領域（
９）で増幅され１発振に到る。
回折格子口は波長選択性を持つため、安定な単一モード
のレーザを発振する。
のレーザを発振する。
従来の半導体レーザは以とのように構成されているので
１作製する際、基板ａ３Ｊ：に活性領域（９）を構成す
る電極以外の各層を結晶成長させ、この後ブラック反射
領域αりに相当する領域を例えばエツチングなどで除去
し、ここに光導波路層（１９、光閉じ込・め７１１圀を
結晶成長させていた。このため、最低２回の結晶成長が
必要であり、製造工程が複雑になり、また歩止りが低い
。さらに活性領域（９）とプラッグ反射領域αＱとの結
合部での光の損失が大きくなるなどの問題点があった。
１作製する際、基板ａ３Ｊ：に活性領域（９）を構成す
る電極以外の各層を結晶成長させ、この後ブラック反射
領域αりに相当する領域を例えばエツチングなどで除去
し、ここに光導波路層（１９、光閉じ込・め７１１圀を
結晶成長させていた。このため、最低２回の結晶成長が
必要であり、製造工程が複雑になり、また歩止りが低い
。さらに活性領域（９）とプラッグ反射領域αＱとの結
合部での光の損失が大きくなるなどの問題点があった。
この発明はＬ記のような問題点を解消するためになされ
たもので、従来より製造工程が簡単で。
たもので、従来より製造工程が簡単で。
活性領域とプラッグ反射領域との結合部での光の損失を
低減でき、さらに歩止りを向上できる半導体レーザを得
ることを目的とする。
低減でき、さらに歩止りを向上できる半導体レーザを得
ることを目的とする。
この発明に係る半導体レーザは、ＭＩＫｉ、第１電極に
設けられた第１導電型光閉じ込め層、第１導電型光閉じ
込め層に設けられた量子井戸層。
設けられた第１導電型光閉じ込め層、第１導電型光閉じ
込め層に設けられた量子井戸層。
この量子井戸層に設けられた第２導電型光閉じ込め層、
第２導電型光閉じ込め層の量子井戸層と反対側の一側部
に設けられた回折格子、及び他側部に設けられた第２電
極を有し、一側部をプラッグ反射領域、他側部を活性領
域とするものである。
第２導電型光閉じ込め層の量子井戸層と反対側の一側部
に設けられた回折格子、及び他側部に設けられた第２電
極を有し、一側部をプラッグ反射領域、他側部を活性領
域とするものである。
この発明における活性層及び先導波路層は同一の量子井
戸構造により構成され、プラッグ反射領域と活性領域と
は連続した層で構成される。活性層が最大の利得を持つ
波長では光導波路層の吸収損失は非常に小さく、従って
プラッグ反射領域での反射が有効に行なわれる。
戸構造により構成され、プラッグ反射領域と活性領域と
は連続した層で構成される。活性層が最大の利得を持つ
波長では光導波路層の吸収損失は非常に小さく、従って
プラッグ反射領域での反射が有効に行なわれる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
実施例において、横方向の光閉じ込めはリッジ導波路構
造によって行なっている。第１図において、（１）は第
１電極で１例えばｎ型電極、（２）は基板で５例えばｎ
−Ｇ ａＡ ｓ 基板、（３）は第１導電型光閉じ込
め層で１例えばｎ−ＡｌＧａＡｓ 層、 （４）は量子
井戸層で１例えば２００Å以下の厚さのＡｅＧａＡｓ
／ＧａＡｓ層、（５）は＠２導電型光閉じ込め層で１例
えば２００Å以下の厚さのｐ−ＡｇＧａＡｓ層、（６）
はコンタクト層で、 ｐ−ＧａＡｓ層、（７）は第２電
極で、ｐ型電極、（８）は回折格子である。回折格子（
８）は光閉じ込め層（５）の量子井戸層（４）と反対側
の一側部に設けられており、プラッグ反射領域α０を構
成する。また。
実施例において、横方向の光閉じ込めはリッジ導波路構
造によって行なっている。第１図において、（１）は第
１電極で１例えばｎ型電極、（２）は基板で５例えばｎ
−Ｇ ａＡ ｓ 基板、（３）は第１導電型光閉じ込
め層で１例えばｎ−ＡｌＧａＡｓ 層、 （４）は量子
井戸層で１例えば２００Å以下の厚さのＡｅＧａＡｓ
／ＧａＡｓ層、（５）は＠２導電型光閉じ込め層で１例
えば２００Å以下の厚さのｐ−ＡｇＧａＡｓ層、（６）
はコンタクト層で、 ｐ−ＧａＡｓ層、（７）は第２電
極で、ｐ型電極、（８）は回折格子である。回折格子（
８）は光閉じ込め層（５）の量子井戸層（４）と反対側
の一側部に設けられており、プラッグ反射領域α０を構
成する。また。
光閉じ込め層（５）の他側部にはｐ型電極（７）が設け
られ、活性領域（９）を構成する。
られ、活性領域（９）を構成する。
第２図は一般的な量子井戸層において、注入電流を増加
していった時の利得スベク）／７の変化である。横軸は
波長、縦軸は利得を示している。注入電流の無い場合、
即ち注入電流密度（ＫＡ／ｃｍ’月−〇の時は負の利得
を示す曲線となり、吸収しかしない。しかし、電流を３
１． Ｊｚ（＞Ｌ） と増加させるに従い第２図に示
すように利得が生じる。第２図の点線で示す利得ピーク
波長の光が電流注入していない領域を通過する時の吸収
係数はＪ−０の曲線番こ示されるように非常に小さい。
していった時の利得スベク）／７の変化である。横軸は
波長、縦軸は利得を示している。注入電流の無い場合、
即ち注入電流密度（ＫＡ／ｃｍ’月−〇の時は負の利得
を示す曲線となり、吸収しかしない。しかし、電流を３
１． Ｊｚ（＞Ｌ） と増加させるに従い第２図に示
すように利得が生じる。第２図の点線で示す利得ピーク
波長の光が電流注入していない領域を通過する時の吸収
係数はＪ−０の曲線番こ示されるように非常に小さい。
第１図に示す活性領域（９）においては、電極（１）。
（７）間にストライプ状に電流が注入され、量子井戸層
（４）で利得を生じる。プラッグ反射領域（１（Ｉでは
回折格子（８）により特定の波長のみ選択的に反射され
るが、１！流注入していない量子井戸層（４）における
吸収はと記に述べたように非常に小さく１反射効率が非
常に高い。また、利得ピーク波長よりも発振波長が長く
なる様に回折格子（８）の周期を設定すれば吸収はさら
に小さくなり１反射効率を高めることができる。
（４）で利得を生じる。プラッグ反射領域（１（Ｉでは
回折格子（８）により特定の波長のみ選択的に反射され
るが、１！流注入していない量子井戸層（４）における
吸収はと記に述べたように非常に小さく１反射効率が非
常に高い。また、利得ピーク波長よりも発振波長が長く
なる様に回折格子（８）の周期を設定すれば吸収はさら
に小さくなり１反射効率を高めることができる。
この実施例では横方向の光の閉じ込めはリッジ導波路型
によって行なっており、これは段差をつけることにより
有効屈折率に差が生じ、それにより光は横方向に閉じ込
められるものである。
によって行なっており、これは段差をつけることにより
有効屈折率に差が生じ、それにより光は横方向に閉じ込
められるものである。
このように量子井戸ｍ（４）が活性領域（９）では活性
層となり、プラッグ反射領域σＱでは光導波路層の働き
をするため、従来のように２回の結晶成長を必要としな
いので製造工程が簡単になり１歩出りを向上できる。さ
らに、活性層と光導波路層との結合部における光の損失
の増大を防止することができる。
層となり、プラッグ反射領域σＱでは光導波路層の働き
をするため、従来のように２回の結晶成長を必要としな
いので製造工程が簡単になり１歩出りを向上できる。さ
らに、活性層と光導波路層との結合部における光の損失
の増大を防止することができる。
なお、土肥実施例では横方向の光閉じ込めをリッジ導波
路構造により行なったものを示したが。
路構造により行なったものを示したが。
第８図に示される様に、例えばＺｎやＳｉなどの不純物
を光導波路以外の部分に拡散することにより。
を光導波路以外の部分に拡散することにより。
屈折率差をつけたものを用いてもよい。ここで。
（ロ）は不純物を拡散した部分である。量子井戸層（４
）においては、不純物拡散をした部分は屈折率が低下す
るため、屈折率差による光閉じ込めが可能になる。
）においては、不純物拡散をした部分は屈折率が低下す
るため、屈折率差による光閉じ込めが可能になる。
また、２次の回折格子を用いると、光の一部はと方に出
射され、この場合出射する部位の長さが１００μｍ以上
と長いために狭いビームとなり、集光が容易になる。
射され、この場合出射する部位の長さが１００μｍ以上
と長いために狭いビームとなり、集光が容易になる。
以上のように、この発明によれば、第１ｆｔ極。
第１電極に設けられた第１導電型光閉じ込め層。
第１導電型光閉じ込め層に設けられた量子井戸層。
この量子井戸層に設けられた第２導電型光閉じ込め層、
第２導電型光閉じ込め層の量子井戸層と反対側の一側部
に設けられた回折格子、及び他側部に設けられた第２電
極を有し、一側部をプラッグ反射領域、他側部を活性領
域とすることにより。
第２導電型光閉じ込め層の量子井戸層と反対側の一側部
に設けられた回折格子、及び他側部に設けられた第２電
極を有し、一側部をプラッグ反射領域、他側部を活性領
域とすることにより。
活性層と光導波路層を同一の量子井戸層で構成でき、製
造工程が簡単で１歩出りが向上する。さらにプラッグ反
射領域と活性領域の接続部での散乱損失を低減できる。
造工程が簡単で１歩出りが向上する。さらにプラッグ反
射領域と活性領域の接続部での散乱損失を低減できる。
また、２次の回折格子を用いると、上方より狭いビーム
で光を取り出すことも可能となる半導体レーザが得られ
るなどの効果がある。
で光を取り出すことも可能となる半導体レーザが得られ
るなどの効果がある。
＠１図はこの発明の一実施例による半導体レーザを示す
斜視図、＠２図はこの発明の一実施例に係る量子井戸層
の注入電流と利得スベク）／しの関係を示す特性図、第
８図はこの発明の池の実施例を示す斜視図、第４図は従
来の半導体レーザを一部切欠いて示す斜視図である。 （１）・・・再１電極、（３）・・・第１導電型光閉じ
込め層。 （４）・・・量子井戸層、（５）・・・第２導電型光閉
じ込め層、（７）・・・第２電極、（８）・・・回折格
子、（９）・・・活性領域、ＣＩＱ・・・プラッグ反射
領域。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
斜視図、＠２図はこの発明の一実施例に係る量子井戸層
の注入電流と利得スベク）／しの関係を示す特性図、第
８図はこの発明の池の実施例を示す斜視図、第４図は従
来の半導体レーザを一部切欠いて示す斜視図である。 （１）・・・再１電極、（３）・・・第１導電型光閉じ
込め層。 （４）・・・量子井戸層、（５）・・・第２導電型光閉
じ込め層、（７）・・・第２電極、（８）・・・回折格
子、（９）・・・活性領域、ＣＩＱ・・・プラッグ反射
領域。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）第１電極、第１電極に設けられた第１導電型光閉
じ込め層、第１導電型光閉じ込め層に設けられた量子井
戸層、この量子井戸層に設けられた第２導電型光閉じ込
め層、第２導電型光閉じ込め層の上記量子井戸層と反対
側の一側部に設けられた回折格子、及び他側部に設けら
れた第２電極を有し、上記一側部をプラッグ反射領域、
他側部を活性領域とする半導体レーザ。 - （２）回折格子の周期は、レーザ発振波長が利得ピーク
波長より長波長になるように構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ。 - （３）横方向の光閉じ込めを、リツジ導波路構造で行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の半導体レーザ。 - （４）横方向の光閉じ込めを、光導波路以外の部分に不
純物を拡散することによつて行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ。 - （５）回折格子として２次の回折格子を用い、光を上方
に取り出す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 |
|---|---|---|---|
| JP23746186A JPS6392076A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23746186A JPS6392076A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6392076A true JPS6392076A (ja) | 1988-04-22 |
Family
ID=17015680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23746186A Pending JPS6392076A (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6392076A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223669A (ja) * | 1987-12-30 | 1990-09-06 | Inst Fr Petrole | 往復内燃機関のシリンダへの空気圧燃料の噴射の方法と装置 |
| JP2013021213A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119783A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光装置 |
| JPS60145692A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| JPS61115368A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Nec Corp | 分布反射形半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP23746186A patent/JPS6392076A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119783A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光装置 |
| JPS60145692A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Nec Corp | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ |
| JPS61115368A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Nec Corp | 分布反射形半導体レ−ザ |
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| JP2013021213A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ素子 |
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