JPH0225087A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0225087A JPH0225087A JP17439688A JP17439688A JPH0225087A JP H0225087 A JPH0225087 A JP H0225087A JP 17439688 A JP17439688 A JP 17439688A JP 17439688 A JP17439688 A JP 17439688A JP H0225087 A JPH0225087 A JP H0225087A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 20
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-
- 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
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- H01S5/1206—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 having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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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、安定化された多波長同時発振を行う半導体
レーザに関するものであり、特に、いわゆる分布反射型
（ＤＢＲ）半導体レーザの反射部が、多波長において同
時に高い反射率を得るべく、その構造が単一周期ではな
く、多波長に対応する周期を合成したフーリエ合成波形
構造を有する半導体レーザ装置に関するものである。
レーザに関するものであり、特に、いわゆる分布反射型
（ＤＢＲ）半導体レーザの反射部が、多波長において同
時に高い反射率を得るべく、その構造が単一周期ではな
く、多波長に対応する周期を合成したフーリエ合成波形
構造を有する半導体レーザ装置に関するものである。
〔従来の技術）
従来の多波長同時発振半導体レーザは、第４図のごとく
、１枚の基板１上に各々異なる場所に１波長に対し１個
ずつ半導体レーザの活性部２と分布反射部３を作り、そ
れぞれに設けた電極リード線４から独立に電流を供給し
て発振させていた。
、１枚の基板１上に各々異なる場所に１波長に対し１個
ずつ半導体レーザの活性部２と分布反射部３を作り、そ
れぞれに設けた電極リード線４から独立に電流を供給し
て発振させていた。
これにより、比較的小サイズで多波長同時発振が得られ
る。第４図の場合はλ１．λ２．λ３゜λ４．λ、の５
波長が得られる。なお、ＩＬ、、・・・・・・、１５は
分布反射部３の周期を示す。
る。第４図の場合はλ１．λ２．λ３゜λ４．λ、の５
波長が得られる。なお、ＩＬ、、・・・・・・、１５は
分布反射部３の周期を示す。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような
問題点があった。
問題点があった。
■ 各々の波長用の半導体レーザの活性部２および分布
反射部３は基板１上の別位置に作製されるため、活性部
２および分布反射部３の結晶の不均一性、加工の精度の
限界および熱分布のくいちがいのため、各々の発振波長
λ１．・・・・・・、λ、の精度にばらつきがあり、そ
のため実際上は波長間隔を５Å以下にはできなかった。
反射部３は基板１上の別位置に作製されるため、活性部
２および分布反射部３の結晶の不均一性、加工の精度の
限界および熱分布のくいちがいのため、各々の発振波長
λ１．・・・・・・、λ、の精度にばらつきがあり、そ
のため実際上は波長間隔を５Å以下にはできなかった。
また、発熱のため、同一の基板１上には５波長程度しか
組み込めなかった。
組み込めなかった。
■ 独立の位置に１波長ずつレーザを作るため、より多
波長（１００〜１０００）にするためにはサイズが巨大
化してしまう。
波長（１００〜１０００）にするためにはサイズが巨大
化してしまう。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、小型でかつ多波長の発振を可能とした半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。
ので、小型でかつ多波長の発振を可能とした半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。
この発明にかかる半導体レーザ装置は、分布反射部ある
いは分布帰還部の周期構造を、多波長用のフーリエ合成
波形構造としたものである。
いは分布帰還部の周期構造を、多波長用のフーリエ合成
波形構造としたものである。
この発明においては、分布反射部あるいは分布帰還部の
周期構造が、多波長用のフーリエ合成波形構造となって
いるために、このフーリエ合成波形に含まれる多波長の
レーザ光が出力される。
周期構造が、多波長用のフーリエ合成波形構造となって
いるために、このフーリエ合成波形に含まれる多波長の
レーザ光が出力される。
第１図はこの発明の一実施例を示す側面図である。この
実施例は簡単化するため、２波長同時発振の場合を示し
ている。分布反射型半導体レーザ（ＤＢＲ）においては
、その発振波長λは、分布反射部３の周期をＬとすると
、 で与えられる。ここで、ｎｏは分布反射部３の屈折率で
ある。したがって、周期℃を変えればそれに応じて異な
る波長で発振する。
実施例は簡単化するため、２波長同時発振の場合を示し
ている。分布反射型半導体レーザ（ＤＢＲ）においては
、その発振波長λは、分布反射部３の周期をＬとすると
、 で与えられる。ここで、ｎｏは分布反射部３の屈折率で
ある。したがって、周期℃を変えればそれに応じて異な
る波長で発振する。
もし、この分布反射部３の周期構造を第２図のように、
つまり、第２図（ｉ） と（ｉｆ）とを合わせた（ｉ
ｉｉ）のように フグ法などで容易に作製し得る。さらに、この構造は２
波長に限らず、最大１０００波長程度まで構成可能であ
り、結果として最大１０００波長程度までの同時多重発
振が可能である。このようにして得た反射体とレーザの
組み合わせにおいて、λ１．λ２の間隔がある程度（い
わゆる均−広がり幅１〜３ＧＨ工）より大きければ、波
長λ１゜λ２．・・・・・・の光は同時発振が可能とな
り、かつ波長λ１．λ２．・・・・・・は独立して設定
（加工段階で）可能である。
つまり、第２図（ｉ） と（ｉｆ）とを合わせた（ｉ
ｉｉ）のように フグ法などで容易に作製し得る。さらに、この構造は２
波長に限らず、最大１０００波長程度まで構成可能であ
り、結果として最大１０００波長程度までの同時多重発
振が可能である。このようにして得た反射体とレーザの
組み合わせにおいて、λ１．λ２の間隔がある程度（い
わゆる均−広がり幅１〜３ＧＨ工）より大きければ、波
長λ１゜λ２．・・・・・・の光は同時発振が可能とな
り、かつ波長λ１．λ２．・・・・・・は独立して設定
（加工段階で）可能である。
第２図に示したごとく、２（多）周期の合成であるよう
な構造をしたＩ）ＢＲ部をもった分布反射部３の反射率
は、各々の周期ＩＩ Ｉ ＋ Ｊｌ、、 ｌ・・・・・
・に相当する波長λ１．λ２．・・・・・・で高い反射
率を示す。一方、半導体レーザの活性部２の増幅度はか
なりの、いわゆる平均−広がり（１０ＴＨｚ以上）を示
す。この平均−広がりによりて、波長λ１．λ２．・・
・・・・の光は、その間隔が充分広ければ独立に発振し
得る。通常の分布反射部をもたない端面反射型レーザに
おいては、しばしば多重軸モード発振を示す。その理由
は半導体物質の平均−広がり現象による。この場合、そ
の発振波長はλ＝２Ｌ−ｎ、／ｍ で決る。ここでＬは半導体レーザの両端の距雛、面を反
射面としたときの多重発振の様子を示す。
な構造をしたＩ）ＢＲ部をもった分布反射部３の反射率
は、各々の周期ＩＩ Ｉ ＋ Ｊｌ、、 ｌ・・・・・
・に相当する波長λ１．λ２．・・・・・・で高い反射
率を示す。一方、半導体レーザの活性部２の増幅度はか
なりの、いわゆる平均−広がり（１０ＴＨｚ以上）を示
す。この平均−広がりによりて、波長λ１．λ２．・・
・・・・の光は、その間隔が充分広ければ独立に発振し
得る。通常の分布反射部をもたない端面反射型レーザに
おいては、しばしば多重軸モード発振を示す。その理由
は半導体物質の平均−広がり現象による。この場合、そ
の発振波長はλ＝２Ｌ−ｎ、／ｍ で決る。ここでＬは半導体レーザの両端の距雛、面を反
射面としたときの多重発振の様子を示す。
このように、半導体レーザの活性部２の増幅度は平均−
広がりをもつので、その平均−広がりの範囲内ではある
が、異なる波長λ１．λ２．・・・・・・で高い反射率
をもつ反射体を所要のレーザ本体に装着すれば、波長λ
１．λ２．・・・・・・で同時に発振する。
広がりをもつので、その平均−広がりの範囲内ではある
が、異なる波長λ１．λ２．・・・・・・で高い反射率
をもつ反射体を所要のレーザ本体に装着すれば、波長λ
１．λ２．・・・・・・で同時に発振する。
なお、第３図において、増幅度は波長によって変化する
ので、各々の波長λ１．λ２．・・・・・・に対する分
布反射部３の反射率が一定なら、出力は増幅度に略比例
することになり、中心部と周辺部とでは出力に大きな差
を生ずる。このような出力特性は実用上好ましくない。
ので、各々の波長λ１．λ２．・・・・・・に対する分
布反射部３の反射率が一定なら、出力は増幅度に略比例
することになり、中心部と周辺部とでは出力に大きな差
を生ずる。このような出力特性は実用上好ましくない。
この発明によれば、簡単な工夫によりこれを解消できる
。すなわち、第２図おいて、波長λ１に対する周期構造
の振幅ａｌ＋ λ１に対する振幅８２などを、各々その
波長に対する活性部２の増幅度に反比例する反射率を与
えるべく、各々異なる値とする。そうすれば、その反射
率を含めた全体の増幅度を各波長に対して、略一定とな
し得る。結果として出力を波長λ１．λ２．・・・・・
・に対してほぼ一定に設定できる。
。すなわち、第２図おいて、波長λ１に対する周期構造
の振幅ａｌ＋ λ１に対する振幅８２などを、各々その
波長に対する活性部２の増幅度に反比例する反射率を与
えるべく、各々異なる値とする。そうすれば、その反射
率を含めた全体の増幅度を各波長に対して、略一定とな
し得る。結果として出力を波長λ１．λ２．・・・・・
・に対してほぼ一定に設定できる。
（発明の効果）
この発明は以上説明したように、分布反射部あるいは分
布帰還部の周期構造を、多波長用のフーリエ合成波形構
造としたので、従来不可能であった半導体レーザの超多
重発振ができる。すなわち、第４図の従来例のように、
同一基板上に構成したレーザでは、波長間隔５人でせい
ぜい５多重発振が限度であったが、この発明によれば、
０゜０５人間隔で１０００多重まで可能となる。なぜな
ら、同一基板上の同一位置にレーザおよび分布反射部を
作製するために、結晶の歪、熱効果はすべての波長に対
し、同一の効果を与えるため、発振波長が設計値に対し
てランダムに変動し、たがいに重なり合って干渉するこ
とはあり得ない。変動は存在するにしても、すべての発
振線に対して、同時に同一の方向に変動する。さらに、
ＤＢＲあるいはＤＦＢレーザにおいては単一波長動作を
させると、第３図中の１木だけが発振するため、それ以
外の波長領域のエネルギーは、実はすべて無駄になって
いる。この発明によれば、この部分もすべて発振に寄与
するため、全体としてエネルギー利用効率は極めて高く
なる。
布帰還部の周期構造を、多波長用のフーリエ合成波形構
造としたので、従来不可能であった半導体レーザの超多
重発振ができる。すなわち、第４図の従来例のように、
同一基板上に構成したレーザでは、波長間隔５人でせい
ぜい５多重発振が限度であったが、この発明によれば、
０゜０５人間隔で１０００多重まで可能となる。なぜな
ら、同一基板上の同一位置にレーザおよび分布反射部を
作製するために、結晶の歪、熱効果はすべての波長に対
し、同一の効果を与えるため、発振波長が設計値に対し
てランダムに変動し、たがいに重なり合って干渉するこ
とはあり得ない。変動は存在するにしても、すべての発
振線に対して、同時に同一の方向に変動する。さらに、
ＤＢＲあるいはＤＦＢレーザにおいては単一波長動作を
させると、第３図中の１木だけが発振するため、それ以
外の波長領域のエネルギーは、実はすべて無駄になって
いる。この発明によれば、この部分もすべて発振に寄与
するため、全体としてエネルギー利用効率は極めて高く
なる。
第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第２図はこ
の発明の分布反射部の構成を説明する図、第３図は半導
体レーザの多重軸モード発振の説明図、第４図は従来の
多波長同時発振半導体レーザの一例を示す斜視図である
。 図中、１は基板、２は半導体レーザの活性部、３は分布
反射部、４は電極リード線である。 第１図 第３図 □〜３０ＴＨｚ 第２図 （ｉｉｉ）
の発明の分布反射部の構成を説明する図、第３図は半導
体レーザの多重軸モード発振の説明図、第４図は従来の
多波長同時発振半導体レーザの一例を示す斜視図である
。 図中、１は基板、２は半導体レーザの活性部、３は分布
反射部、４は電極リード線である。 第１図 第３図 □〜３０ＴＨｚ 第２図 （ｉｉｉ）
Claims (1)
- 分布ブラッグ反射型あるいは分布帰還型の半導体レーザ
装置において、多波長同時発振を得るために、分布反射
部あるいは分布帰還部の周期構造を、多波長用のフーリ
エ合成波形構造としたことを特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17439688A JPH0636459B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17439688A JPH0636459B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225087A true JPH0225087A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0636459B2 JPH0636459B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=15977852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17439688A Expired - Lifetime JPH0636459B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636459B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653616A (ja) * | 1992-03-06 | 1994-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長掃引機能付き半導体レーザ |
| JPH0661578A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布反射器とそれを用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタおよび半導体レーザ |
| WO2001011401A1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-15 | Daniel Levner | Synthesis of supergratings by fourier methods |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17439688A patent/JPH0636459B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653616A (ja) * | 1992-03-06 | 1994-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長掃引機能付き半導体レーザ |
| JPH0661578A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分布反射器とそれを用いた導波型ファブリ・ペロー光波長フィルタおよび半導体レーザ |
| WO2001011401A1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-15 | Daniel Levner | Synthesis of supergratings by fourier methods |
| US6415081B1 (en) | 1999-08-05 | 2002-07-02 | Daniel Levner | Synthesis of supergratings by fourier methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0636459B2 (ja) | 1994-05-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |