JPH01201977A - 半導体レーザー装置 - Google Patents
半導体レーザー装置Info
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- JPH01201977A JPH01201977A JP63025751A JP2575188A JPH01201977A JP H01201977 A JPH01201977 A JP H01201977A JP 63025751 A JP63025751 A JP 63025751A JP 2575188 A JP2575188 A JP 2575188A JP H01201977 A JPH01201977 A JP H01201977A
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- Japan
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- laser
- phase
- waveguide
- semiconductor laser
- diffraction grating
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- 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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- H01S5/124—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 incorporating phase shifts
- H01S5/1243—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 incorporating phase shifts by other means than a jump in the grating period, e.g. bent waveguides
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- 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〕
本発明は半導体レーザー装置に関し、特に、グレーティ
ングを導波路内又は導波路上に設けて、発振波長を安定
化させた半導体レーザー装置に関する。
ングを導波路内又は導波路上に設けて、発振波長を安定
化させた半導体レーザー装置に関する。
従来、半導体レーザーの波長安定化をはかるために、半
導体レーザーを形成している導波路内、又は導波路に近
接した部分にグレーティングを形成し、ある特定波長の
み反射させた構造の分布帰還型（Ｄ Ｆ Ｂ ： Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔａｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）半導体レー
ザーが提案、試作されている。
導体レーザーを形成している導波路内、又は導波路に近
接した部分にグレーティングを形成し、ある特定波長の
み反射させた構造の分布帰還型（Ｄ Ｆ Ｂ ： Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔａｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）半導体レー
ザーが提案、試作されている。
長距離、大容量の光フアイバ通信システムにおいて、Ｄ
ＦＢレーザーに要求される性能は、高速変調時にも副モ
ードが十分に抑制され、安定に単−縦モード発振するこ
とである。単一縦モード発振の安定性は、主および副モ
ード間の発振しきい値利得差によって決定される。ＤＦ
Ｂレーザーはグレーティングの波長選択性によって高い
発振しきい値利得差をもつが、さらに大きな発振しきい
値利得差を持つように考え出されたのが位相シフト型Ｄ
ＦＢレーザーであり、理論的には入／４シフト型ＤＦＢ
レーザーが最も高い発振しきい値利得差を持つことが知
られており、開発が進められている。
ＦＢレーザーに要求される性能は、高速変調時にも副モ
ードが十分に抑制され、安定に単−縦モード発振するこ
とである。単一縦モード発振の安定性は、主および副モ
ード間の発振しきい値利得差によって決定される。ＤＦ
Ｂレーザーはグレーティングの波長選択性によって高い
発振しきい値利得差をもつが、さらに大きな発振しきい
値利得差を持つように考え出されたのが位相シフト型Ｄ
ＦＢレーザーであり、理論的には入／４シフト型ＤＦＢ
レーザーが最も高い発振しきい値利得差を持つことが知
られており、開発が進められている。
従来、位相シフト型ＤＦＢレーザーを構成する方法とし
ては、グレーティングの位相を途中でシフトさせる方法
が一般的であった。レーザー構造の途中で位相のシフト
した回折格子を形成するには、レーザー基板上に塗布さ
れたフォトレジスト上に、位相シフト膜をパターン状に
形成した後、レーザー光によって干渉露光を行うことが
行われていた。また、位相シフト量は、位相シフト膜の
膜厚を変えることにより調節されていた。
ては、グレーティングの位相を途中でシフトさせる方法
が一般的であった。レーザー構造の途中で位相のシフト
した回折格子を形成するには、レーザー基板上に塗布さ
れたフォトレジスト上に、位相シフト膜をパターン状に
形成した後、レーザー光によって干渉露光を行うことが
行われていた。また、位相シフト量は、位相シフト膜の
膜厚を変えることにより調節されていた。
また、回折格子は一様に形成し、レーザー、構造を成す
導波路中を伝搬する光の位相をずらすことにより等測的
に回折格子の位相をずらす（シフトさせる）試みも成さ
れている。伝搬する光の位相をずらす方法としては、導
波路の形状、例えば、ストライプの幅を一部分だけ広く
して、その部分で位相を遅らせることが試されている。
導波路中を伝搬する光の位相をずらすことにより等測的
に回折格子の位相をずらす（シフトさせる）試みも成さ
れている。伝搬する光の位相をずらす方法としては、導
波路の形状、例えば、ストライプの幅を一部分だけ広く
して、その部分で位相を遅らせることが試されている。
しかしながら、位相シフト型の回折格子を形成する方法
では、レジストに回折格子を干渉露光する際、膜厚の制
御された位相シフト層をパターンニングしなければなら
ず、複雑な素子形成プロセスを有していた。
では、レジストに回折格子を干渉露光する際、膜厚の制
御された位相シフト層をパターンニングしなければなら
ず、複雑な素子形成プロセスを有していた。
また、導波路の形状を途中で変えて伝搬定数をずらして
位相をシフトさせる方法は、位相シフト量を厳密に設定
するためには、導波路の形状変化による伝搬定数の変化
を正確に予測することが必要で、高度なシミュレーショ
ン技術を要していた。
位相をシフトさせる方法は、位相シフト量を厳密に設定
するためには、導波路の形状変化による伝搬定数の変化
を正確に予測することが必要で、高度なシミュレーショ
ン技術を要していた。
本発明は、レーザー内を伝搬する光の位相をレーザーを
形成するストライブ構造を曲げることにより、−様に形
成された回折格子に対してシフトさせるものである。
形成するストライブ構造を曲げることにより、−様に形
成された回折格子に対してシフトさせるものである。
ホトリングラフイー工程におけるマスクパターンを変更
させるだけでよいので、従来例のように複雑な位相シフ
ト型回折格子の作製プロセスを行うことなしに位相シフ
ト型ＤＦＢレーザーを作ることができる。
させるだけでよいので、従来例のように複雑な位相シフ
ト型回折格子の作製プロセスを行うことなしに位相シフ
ト型ＤＦＢレーザーを作ることができる。
また、曲折部分のストライプ長を変えることにより、簡
単に位相シフト量の調節が可能である。
単に位相シフト量の調節が可能である。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例であり、半導体レーザー
を形成するストライプ共振器の中央部付近で曲げ、レー
ザー光の位相を回折格子に対してシフトさせた例である
。
を形成するストライプ共振器の中央部付近で曲げ、レー
ザー光の位相を回折格子に対してシフトさせた例である
。
ｌはｎ型ＩｎＰ基板であり、この全面にレジストを塗布
した後、波長３２５ｎｍのＨｅＣｄレーザー光を用いて
２光束干渉法を用いてピッチが２４０ＯＡの一次回折格
子パターンを刻印する。その後、）ｌＢｒ−）ＩＮ＜）
３−Ｈ２０溶液によりケミカルエツチングを行ない、回
折格子５を形成する。この回折格子５の刻まれた基板１
上に、Ｓｎドープされたｎ−１ｎＣｉａＡｓＰ層２、ド
ーピングのないＩｎＧａＡｓＰ活性層３、さらに１ｎＧ
ａＡｓＰバッファ層４を順次積層形成する。次に、４μ
ｓ幅の曲折パターンを有するマスクを用いてパターンニ
ングした後、メサエッチングを行い、第３図のような中
央部で曲折部を有するストライプを得る。その後、亜鉛
（Ｚｎ）のドープされたＩｎＰ層１１を液相エピタキシ
ャル法によって再成長し、その上にドーピングのないＩ
ｎＧａＡｓＰ層６を積層する。次に、ストライプ構造の
真上に、ウィンドウが設けられた５ｉ０２層７をＣＶＤ
法により堆積させ、この８１０２層７をマスクとして、
ＺｎをＩｎＰ層１１に到達するように拡散し、拡散領域
１０をストライプ状に形成する。この拡散領域１０の平
面パターンは第２図に示されるようになる。その後、Ｃ
ｒ／Ａｕ電極８とＳｎ／Ａｕ電極９をそれぞれＰ型及び
ｎ型電極として蒸着し、アロイした。最後に、へき開に
よって長さ約３００−のチップに分割した後、へき開面
はＳｉＮによる反射防止膜をプラズマＣＶＤ法により堆
積させ（不図示）、位相シフト型ＤＦＢレーザーが作製
された。
した後、波長３２５ｎｍのＨｅＣｄレーザー光を用いて
２光束干渉法を用いてピッチが２４０ＯＡの一次回折格
子パターンを刻印する。その後、）ｌＢｒ−）ＩＮ＜）
３−Ｈ２０溶液によりケミカルエツチングを行ない、回
折格子５を形成する。この回折格子５の刻まれた基板１
上に、Ｓｎドープされたｎ−１ｎＣｉａＡｓＰ層２、ド
ーピングのないＩｎＧａＡｓＰ活性層３、さらに１ｎＧ
ａＡｓＰバッファ層４を順次積層形成する。次に、４μ
ｓ幅の曲折パターンを有するマスクを用いてパターンニ
ングした後、メサエッチングを行い、第３図のような中
央部で曲折部を有するストライプを得る。その後、亜鉛
（Ｚｎ）のドープされたＩｎＰ層１１を液相エピタキシ
ャル法によって再成長し、その上にドーピングのないＩ
ｎＧａＡｓＰ層６を積層する。次に、ストライプ構造の
真上に、ウィンドウが設けられた５ｉ０２層７をＣＶＤ
法により堆積させ、この８１０２層７をマスクとして、
ＺｎをＩｎＰ層１１に到達するように拡散し、拡散領域
１０をストライプ状に形成する。この拡散領域１０の平
面パターンは第２図に示されるようになる。その後、Ｃ
ｒ／Ａｕ電極８とＳｎ／Ａｕ電極９をそれぞれＰ型及び
ｎ型電極として蒸着し、アロイした。最後に、へき開に
よって長さ約３００−のチップに分割した後、へき開面
はＳｉＮによる反射防止膜をプラズマＣＶＤ法により堆
積させ（不図示）、位相シフト型ＤＦＢレーザーが作製
された。
この位相シフトＤＦＢレーザーは、回折格子に位相シフ
トを与える方法と異なり、２層レジストや位相シフト膜
を用いることがなく、通常の干渉露光で回折格子が形成
できる。また、位相シフト量は曲折部の長さのみで調節
できるので設計が簡単に行える。
トを与える方法と異なり、２層レジストや位相シフト膜
を用いることがなく、通常の干渉露光で回折格子が形成
できる。また、位相シフト量は曲折部の長さのみで調節
できるので設計が簡単に行える。
なお、本実施例では、ＩｎＰ基板上の埋め込みストライ
プ型のレーザーを例にとって説明したが、本発明はもち
ろんこれに限るものではなく、ＧａＡｓ基板等、レーザ
ーを構成する半導体基板であればいずれでも構わず、レ
ーザー構造もリッジ構造や内部ストライプ構造など、い
ずれでもよい。
プ型のレーザーを例にとって説明したが、本発明はもち
ろんこれに限るものではなく、ＧａＡｓ基板等、レーザ
ーを構成する半導体基板であればいずれでも構わず、レ
ーザー構造もリッジ構造や内部ストライプ構造など、い
ずれでもよい。
以上説明したように、本発明によれば、複雑なレジスト
塗布工程を用いないで、容易に位相シフト型ＤＦＢレー
ザーが作製でき、かつ、位相シフト量もマスクパターン
の曲折部の長さを変えることにより、容易に設定可能で
ある。さらに、曲折部分を導入することにより、この曲
折部分で高次モードが漏洩するので、横モードの安定し
た発振をさせることが可能となる。また、半導体レーザ
ーの各種のパラメータに応じて光の位相シフト量を微調
整することも簡単にでき、調整の精度および自由度の向
上が図れる。
塗布工程を用いないで、容易に位相シフト型ＤＦＢレー
ザーが作製でき、かつ、位相シフト量もマスクパターン
の曲折部の長さを変えることにより、容易に設定可能で
ある。さらに、曲折部分を導入することにより、この曲
折部分で高次モードが漏洩するので、横モードの安定し
た発振をさせることが可能となる。また、半導体レーザ
ーの各種のパラメータに応じて光の位相シフト量を微調
整することも簡単にでき、調整の精度および自由度の向
上が図れる。
第１図は本発明の一実施例である位相シフト型ＤＦＢレ
ーザーの一部断面を含む斜視図、第２図は第１図におけ
るＺｎ拡散領域の平面パターンを示す図、 第３図は第１図の実施例の製造工程におけるストライプ
形成直後の斜視図である。 １・・・ｎ型１ｎＰ基板、 ２・・・Ｓｎドープｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、３・・・ノ
ンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、４ ・＝ ＩｎＧａＡ
ｓＰ ／＜ ッ７ ｙ層、５・・・回折格子、 ６・・・ノンドープＩｎＧａＡｓＰ層、７・・・５１０
２膜、 ８・・・Ｃｒ／Ａｕ電極、 ９・・・Ｓｎ／Ａｕ電極、 １０・・・Ｚｎ拡散領域、 １１・・・ＩｎＰ層。 特許出願人 キャノン株式会社
ーザーの一部断面を含む斜視図、第２図は第１図におけ
るＺｎ拡散領域の平面パターンを示す図、 第３図は第１図の実施例の製造工程におけるストライプ
形成直後の斜視図である。 １・・・ｎ型１ｎＰ基板、 ２・・・Ｓｎドープｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、３・・・ノ
ンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、４ ・＝ ＩｎＧａＡ
ｓＰ ／＜ ッ７ ｙ層、５・・・回折格子、 ６・・・ノンドープＩｎＧａＡｓＰ層、７・・・５１０
２膜、 ８・・・Ｃｒ／Ａｕ電極、 ９・・・Ｓｎ／Ａｕ電極、 １０・・・Ｚｎ拡散領域、 １１・・・ＩｎＰ層。 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザーを構成する導波路内あるいは導波路
に近接した部分に回折格子を配置させた分布帰還型半導
体レーザー装置において、 導波路がストライプ構造を有し、該ストライプ構造を有
する導波路が、その一部に曲折部分を有していることを
特徴とする半導体レーザー装置。 ２）前記導波路における曲折部分で光の位相が前記回折
格子に対してπ／２だけシフトされるように、曲折部分
の長さが調整されている請求項１記載の半導体レーザー
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025751A JPH01201977A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 半導体レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025751A JPH01201977A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 半導体レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201977A true JPH01201977A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12174537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63025751A Pending JPH01201977A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 半導体レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201977A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61102085A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Fujikura Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS61288480A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS62144378A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Sony Corp | 分布帰還覆半導体レ−ザ− |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63025751A patent/JPH01201977A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61102085A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Fujikura Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS61288480A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS62144378A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Sony Corp | 分布帰還覆半導体レ−ザ− |
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