JPH01239985A - 双安定半導体レーザ - Google Patents
双安定半導体レーザInfo
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- JPH01239985A JPH01239985A JP6895588A JP6895588A JPH01239985A JP H01239985 A JPH01239985 A JP H01239985A JP 6895588 A JP6895588 A JP 6895588A JP 6895588 A JP6895588 A JP 6895588A JP H01239985 A JPH01239985 A JP H01239985A
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 12
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (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）
本発明は双安定半導体レーザに関する。
（従来の技術）
近年、面処理型半導体光演算装置は、半導体電子演算装
置にとって代わる次世代の半導体演算装置として研究活
動が活発に行われている。半導体レーザを用いた演算素
子のうちで、その活性層の一部に電流非注入領域を設け
ることによって、この部分を可飽和吸収領域として用い
て光出力が双安定動作をするようにした双安定半導体レ
ーザがある。
置にとって代わる次世代の半導体演算装置として研究活
動が活発に行われている。半導体レーザを用いた演算素
子のうちで、その活性層の一部に電流非注入領域を設け
ることによって、この部分を可飽和吸収領域として用い
て光出力が双安定動作をするようにした双安定半導体レ
ーザがある。
例えばタンデム電極の構造のデイ−・シー・ピービーエ
ッチ＜ＤＣ−ＰＢＨ）双安定半導体レーザがある。この
レーザは電極間を分離した溝が、その溝の直下への注入
電流の廻り込みを抑える効果をもち、この部分を可飽和
吸収領域として働かせることによって双安定動作を実現
している（昭和５８年度電子通信学会総合全国大会第４
分冊第９３７ ） 。
ッチ＜ＤＣ−ＰＢＨ）双安定半導体レーザがある。この
レーザは電極間を分離した溝が、その溝の直下への注入
電流の廻り込みを抑える効果をもち、この部分を可飽和
吸収領域として働かせることによって双安定動作を実現
している（昭和５８年度電子通信学会総合全国大会第４
分冊第９３７ ） 。
また、双安定動作を行なわせる光入力信号をレーザ端面
からではなく面側から入射する双安定半導体レーザがあ
る。このレーザは、活性層に多重量子井戸′Ｗｉ造を有
し、その一部に電流を注入して利得領域とし、残りの部
分に２次の回折格子（以下グレーティングと呼ぶ）を設
けて導波路としたデイ−ピーアール（ＤＢＲ）レーザで
ある。
からではなく面側から入射する双安定半導体レーザがあ
る。このレーザは、活性層に多重量子井戸′Ｗｉ造を有
し、その一部に電流を注入して利得領域とし、残りの部
分に２次の回折格子（以下グレーティングと呼ぶ）を設
けて導波路としたデイ−ピーアール（ＤＢＲ）レーザで
ある。
このレーザは、グレーティングが２次であるから、入射
光及び出射光を面方向に収り出すことができ、入射光に
よってキャリアを発生させ、吸収を飽和させてスイッチ
ングする事が可能な横道となっている（電子情報通信学
会技術研究報告・光エレクトロニクス・オーキューイ・
０ＱＥ８７−６９ ） 。
光及び出射光を面方向に収り出すことができ、入射光に
よってキャリアを発生させ、吸収を飽和させてスイッチ
ングする事が可能な横道となっている（電子情報通信学
会技術研究報告・光エレクトロニクス・オーキューイ・
０ＱＥ８７−６９ ） 。
これらの双安定半導体レーザは、レーザの光共振器内の
活性領域の一部に非励起領域または低励起領域を設ける
ことによって、この部分を可飽和吸収体としているもの
である。双安定の特性は光入力−光出力でも、注入電流
−光出力でも可能である。
活性領域の一部に非励起領域または低励起領域を設ける
ことによって、この部分を可飽和吸収体としているもの
である。双安定の特性は光入力−光出力でも、注入電流
−光出力でも可能である。
これら従来の双安定半導体レーザは、入力信号光（また
は、電気的入力信号）をもとに、予め設定されたレーザ
のしきい値などによって論理和や論理積等の演算を行な
うことが可能であった。
は、電気的入力信号）をもとに、予め設定されたレーザ
のしきい値などによって論理和や論理積等の演算を行な
うことが可能であった。
（発明が解決しようとする課題）
かかる機能を有する従来の双安定半導体レーザは、入力
信号が光である場合、面から入射にする光に対する半導
体層の反射率が７０％以上であり、高いから、入力信号
光の光強度を非常に高いものにしなければスイッチング
を起こさせられないという問題点を有していた。そこで
、本発明の［１的は、従来技術のこのような課題を解決
し、従来より低い強度の光でスイッチングさせられる双
安定半導体レーザの提供にある。
信号が光である場合、面から入射にする光に対する半導
体層の反射率が７０％以上であり、高いから、入力信号
光の光強度を非常に高いものにしなければスイッチング
を起こさせられないという問題点を有していた。そこで
、本発明の［１的は、従来技術のこのような課題を解決
し、従来より低い強度の光でスイッチングさせられる双
安定半導体レーザの提供にある。
（課題を解決するための手段）
本発明における双安定半導体レーザは、可飽和吸収領域
に光入射窓を有し、前記光入射窓上に誘電体薄膜から成
る無反射コーティングを有することを特徴とする。
に光入射窓を有し、前記光入射窓上に誘電体薄膜から成
る無反射コーティングを有することを特徴とする。
（作用）
本発明の半導体双安定レーザでは、可飽和吸収領域に設
けられた光入射窓上に誘電体薄膜による無反射コーティ
ングを有し、入射信号に対する入射窓の反射率を下げて
いる。これにより、入射信号光の光強度の損失を減少し
、双安定動作を行うスイッチングパワーを下げることが
可能となる。
けられた光入射窓上に誘電体薄膜による無反射コーティ
ングを有し、入射信号に対する入射窓の反射率を下げて
いる。これにより、入射信号光の光強度の損失を減少し
、双安定動作を行うスイッチングパワーを下げることが
可能となる。
（実施例）
次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す断面図、
第３図はその実施例の製造工程を示す図である。但し、
第１図は共振器軸を通り基板の底面に垂直な面の断面図
であり、第２図は共振器軸に垂直な面の断面図である。
第３図はその実施例の製造工程を示す図である。但し、
第１図は共振器軸を通り基板の底面に垂直な面の断面図
であり、第２図は共振器軸に垂直な面の断面図である。
図において、１はＩ ｎＧａＡｓＰ発振領域、２はＰ
Ｚｋ、３はｐ−１ｎＧａＡｓＰ、４はｐ−１ｎＰ、５
はｎ−ＩｎＰ、６はｐ−ＩｎＰ、７はｐ−ＩｎＰ、９は
ｎ−１ｎＰ基板、１０はｎ−電極、１１はグレーティン
グ、１２は可飽和吸収領域、１３は入射窓、１４は誘電
体薄膜、１８は出力信号光、１５．１９は入力信号光で
ある。
Ｚｋ、３はｐ−１ｎＧａＡｓＰ、４はｐ−１ｎＰ、５
はｎ−ＩｎＰ、６はｐ−ＩｎＰ、７はｐ−ＩｎＰ、９は
ｎ−１ｎＰ基板、１０はｎ−電極、１１はグレーティン
グ、１２は可飽和吸収領域、１３は入射窓、１４は誘電
体薄膜、１８は出力信号光、１５．１９は入力信号光で
ある。
本実施例は分布帰還型の双安定半導体レーザであり、可
飽和吸収領域に２次のグレーティング１１を持つ０人力
信号光１５は入射窓１３から入射する。
飽和吸収領域に２次のグレーティング１１を持つ０人力
信号光１５は入射窓１３から入射する。
この入射窓１３には誘電体薄膜１４からなる無反射コー
ティングが施しであるから、境界面での反射率がほぼ０
％と低い。そこで、入力信号光の入射効率が良く、光強
度の小さい入力信号光でもスイッチングを起こさせるこ
とができる。したがって、角度のついた入射の場合も光
強度を強くする必要が従来のものに比べ少なくなった。
ティングが施しであるから、境界面での反射率がほぼ０
％と低い。そこで、入力信号光の入射効率が良く、光強
度の小さい入力信号光でもスイッチングを起こさせるこ
とができる。したがって、角度のついた入射の場合も光
強度を強くする必要が従来のものに比べ少なくなった。
この実施例の製造工程を第３図を参照して説明する。第
３図では製造の各工程で形成される積層ｊ７ｆ４遣が共
振器軸を通り基板底面に垂直な面の断面図で示しである
。１１はＤＦＢレーザのグレーティング、１２は可飽和
吸収領域、１３は光入射窓、１４は誘電体薄膜である。
３図では製造の各工程で形成される積層ｊ７ｆ４遣が共
振器軸を通り基板底面に垂直な面の断面図で示しである
。１１はＤＦＢレーザのグレーティング、１２は可飽和
吸収領域、１３は光入射窓、１４は誘電体薄膜である。
まず、化学エツチングによって作られたレーザの発振波
長に対して１次のグレーティングを持つＩｎＰ基板９上
に、液相エピタキシャル成長法及び化学エツチングによ
ってＤＣ−ＰＢＨ構造のＤＦＢレーザを形成する（第３
図＜ａ））、次に、ｐ−電極２側の可飽和吸収領域１２
にレジストを塗布し電極を蒸着する（第３図（ｂ））、
そして、リフトオフ法により光入射窓１３を形成する（
第３図（Ｃ））。その後、本実施例では、スパッタ蒸着
によりＳｉＮからなる誘電体薄膜１４を膜厚が入射波長
に対して１／４になるように形成する。とのように光入
射窓１３に誘電体薄膜の無反射コーティングを施すこと
により、本実施例においては入射光（波長１，３μｍ）
に対して、反射率をほぼ０％にまで下げることができる
。
長に対して１次のグレーティングを持つＩｎＰ基板９上
に、液相エピタキシャル成長法及び化学エツチングによ
ってＤＣ−ＰＢＨ構造のＤＦＢレーザを形成する（第３
図＜ａ））、次に、ｐ−電極２側の可飽和吸収領域１２
にレジストを塗布し電極を蒸着する（第３図（ｂ））、
そして、リフトオフ法により光入射窓１３を形成する（
第３図（Ｃ））。その後、本実施例では、スパッタ蒸着
によりＳｉＮからなる誘電体薄膜１４を膜厚が入射波長
に対して１／４になるように形成する。とのように光入
射窓１３に誘電体薄膜の無反射コーティングを施すこと
により、本実施例においては入射光（波長１，３μｍ）
に対して、反射率をほぼ０％にまで下げることができる
。
第２図は第１図実施例におけるレーザ出射端の断面図で
あり、８はＩｎＧａＡｓＰ活性層である。
あり、８はＩｎＧａＡｓＰ活性層である。
第４図は本発明の別の実施例を示す断面図であり、この
断面図は共振器軸を通り基板の底面に垂直な面を切断面
としている。この実施例はファブリベロー型の双安定半
導体レーザであるが、第１図の実施例と同様に、可飽和
吸収領域に２次のクレーティング１１をＯＭえている。
断面図は共振器軸を通り基板の底面に垂直な面を切断面
としている。この実施例はファブリベロー型の双安定半
導体レーザであるが、第１図の実施例と同様に、可飽和
吸収領域に２次のクレーティング１１をＯＭえている。
そして、この第４図の実施例ら入射窓１３に誘電体薄膜
１４からなる無反射コーティングを有しているから、入
力信号光１５に対する境界面の反射率はほぼ０％である
。したがって、本実施例も従来の双安定半導体レーザよ
り低い強度の入力信号光１５でスイッチングできる。
１４からなる無反射コーティングを有しているから、入
力信号光１５に対する境界面の反射率はほぼ０％である
。したがって、本実施例も従来の双安定半導体レーザよ
り低い強度の入力信号光１５でスイッチングできる。
（発明の効果）
以上に実施例を挙げて詳しく説明したように、本発明に
よれば、従来のものより低い強度の光でスイッチング動
作が起動する双安定半導体レーザを提供できる。
よれば、従来のものより低い強度の光でスイッチング動
作が起動する双安定半導体レーザを提供できる。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す断面図、
第３図はこの実施例の製造工程を示す図、第４図は本発
明の別の実施例を示す断面図である。 図において、１はＩｎＧａＡｓＰ発振領域、２はＰ
”Ｘ極、３はｐ−１ｎＧａＡｓＰ、４はｐ −Ｉ ｎ
Ｐ、５はｎ−１ｎＰ、６はｐ−ＩｎＰ、７はｐ−１ｎＰ
、８はＩｎＧａＡｓＰ活性層、９はｎ−ｒｎＰ基板、１
０はｎ−電極、１１は分布帰還型レーザのグレーティン
グ、１２は可飽和吸収領域、１３は光入射窓、１４は誘
電体薄膜、１８は出力信号光、１５と１９は入力信号光
である。
第３図はこの実施例の製造工程を示す図、第４図は本発
明の別の実施例を示す断面図である。 図において、１はＩｎＧａＡｓＰ発振領域、２はＰ
”Ｘ極、３はｐ−１ｎＧａＡｓＰ、４はｐ −Ｉ ｎ
Ｐ、５はｎ−１ｎＰ、６はｐ−ＩｎＰ、７はｐ−１ｎＰ
、８はＩｎＧａＡｓＰ活性層、９はｎ−ｒｎＰ基板、１
０はｎ−電極、１１は分布帰還型レーザのグレーティン
グ、１２は可飽和吸収領域、１３は光入射窓、１４は誘
電体薄膜、１８は出力信号光、１５と１９は入力信号光
である。
Claims (1)
- 光共振器内の活性領域の一部分に非励起領域または低励
起領域が設けてあり、その非励起領域または低励起領域
が可飽和吸収体でなる双安定半導体レーザにおいて、前
記可飽和吸収領域に光入射窓を有し、前記光入射窓上に
誘電体薄膜から成る無反射コーティングを有することを
特徴とする双安定半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895588A JPH01239985A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 双安定半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895588A JPH01239985A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 双安定半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239985A true JPH01239985A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13388602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6895588A Pending JPH01239985A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 双安定半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239985A (ja) |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6895588A patent/JPH01239985A/ja active Pending
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