JPH04229687A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH04229687A JPH04229687A JP3140218A JP14021891A JPH04229687A JP H04229687 A JPH04229687 A JP H04229687A JP 3140218 A JP3140218 A JP 3140218A JP 14021891 A JP14021891 A JP 14021891A JP H04229687 A JPH04229687 A JP H04229687A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- light
- semiconductor laser
- phase shift
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザに関し、
特に、光を分布帰還させるための周期構造を有する分布
帰還型半導体レーザに関するものである。
特に、光を分布帰還させるための周期構造を有する分布
帰還型半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】縦単一モードで発振する分布帰還型半導
体レーザは、大容量光通信システムには不可欠のキーデ
バイスである。分布帰還型半導体レーザは、原理的に２
つの縦モードで発振する。縦単一モードでの発振を得る
ためには、 （１）周期構造（回折格子）の一部にその周期の約πだ
け回折格子の位相をずらした部分を設ける、（２）伝搬
定数の異なる２つあるいはそれ以上の部分からなる導波
路を設け、約π／２の整数倍だけ光の位相がずれる構造
とする、
体レーザは、大容量光通信システムには不可欠のキーデ
バイスである。分布帰還型半導体レーザは、原理的に２
つの縦モードで発振する。縦単一モードでの発振を得る
ためには、 （１）周期構造（回折格子）の一部にその周期の約πだ
け回折格子の位相をずらした部分を設ける、（２）伝搬
定数の異なる２つあるいはそれ以上の部分からなる導波
路を設け、約π／２の整数倍だけ光の位相がずれる構造
とする、
【０００３】などの方法がある。このような構造を備え
た半導体レーザは、位相シフト分布帰還型半導体レーザ
と呼ばれ、この構造では縦単一モードでのレーザ発振が
可能になる。
た半導体レーザは、位相シフト分布帰還型半導体レーザ
と呼ばれ、この構造では縦単一モードでのレーザ発振が
可能になる。
【０００４】このような位相シフト分布帰還型半導体レ
ーザについては、例えば、エレクトロニクスレターズ（
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ）誌、第２
０巻、第２号、第８０頁および第８１頁，第２０巻、第
２号、第８２頁から第８４頁、などに報告されている。 以下、前記（１）および（２）の分布帰還型半導体レー
ザの構成例を説明する。まず、前記（１）の分布帰還型
半導体レーザの例を主な製造工程とともに説明する。
ーザについては、例えば、エレクトロニクスレターズ（
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ）誌、第２
０巻、第２号、第８０頁および第８１頁，第２０巻、第
２号、第８２頁から第８４頁、などに報告されている。 以下、前記（１）および（２）の分布帰還型半導体レー
ザの構成例を説明する。まず、前記（１）の分布帰還型
半導体レーザの例を主な製造工程とともに説明する。
【０００５】図７は、レーザ共振器面に対して垂直な方
向の断面図である。まず、ｎ−ＩｎＰ（ｎ型−インジウ
ム・燐）基板２１上に周期構造の回折格子２２を形成す
る。 この際、回折格子２２の周期πだけ位相をずらした部分
２３を作り込む。次に、この回折格子２２上にｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ（ｎ型−インジウム・ガリウム・ひ素・燐）
ガイド層２４、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２５、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層２６、およびオーミック層２７を結晶成長に
より順次形成する。次に、フォトリソグラフィー技術と
ウェットエッチング法により、図８のような逆メサ状の
ストライプ構造を形成する。この後、再度、結晶成長を
行ない、ｐ−ＩｎＰ層２８、ｎ−ＩｎＰ層２９を成長さ
せる。次に、上記の工程にて作製したウェーハに電極金
属３０を蒸着し、幅約４００μｍ、長さ約３００μｍに
へき開する。さらに、共振器面にＳｉＮｘ （シリコン
窒化膜）等の無反射膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法で形成
することにより、前記（１）の分布帰還型半導体レーザ
を得ることができる。次に、前記（２）の分布帰還型半
導体レーザの例を説明する。
向の断面図である。まず、ｎ−ＩｎＰ（ｎ型−インジウ
ム・燐）基板２１上に周期構造の回折格子２２を形成す
る。 この際、回折格子２２の周期πだけ位相をずらした部分
２３を作り込む。次に、この回折格子２２上にｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ（ｎ型−インジウム・ガリウム・ひ素・燐）
ガイド層２４、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２５、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層２６、およびオーミック層２７を結晶成長に
より順次形成する。次に、フォトリソグラフィー技術と
ウェットエッチング法により、図８のような逆メサ状の
ストライプ構造を形成する。この後、再度、結晶成長を
行ない、ｐ−ＩｎＰ層２８、ｎ−ＩｎＰ層２９を成長さ
せる。次に、上記の工程にて作製したウェーハに電極金
属３０を蒸着し、幅約４００μｍ、長さ約３００μｍに
へき開する。さらに、共振器面にＳｉＮｘ （シリコン
窒化膜）等の無反射膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法で形成
することにより、前記（１）の分布帰還型半導体レーザ
を得ることができる。次に、前記（２）の分布帰還型半
導体レーザの例を説明する。
【０００６】図９はレーザ共振器に対して垂直な方向の
レーザ素子断面図である。まずｎ−ＩｎＰ基板３１上に
回折格子３２を形成し、深さｄ、長さＬの溝３３をエッ
チングにより作製する。この際、導波路３３′の部分の
伝搬定数をβ１ 、導波路３３″の部分の伝搬定数をβ
２ とした時、｜β１ −β２ ｜・Ｌ＝ｎ・π／２ ただし、ｎは整数、β１ ≠β２ の条件を満たすようにする。この後、溝３３を形成した
基板上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３４、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３５、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６、およびオ
ーミック層３７を結晶成長する。次に、フォトリソグラ
フィー技術とウェットエッチング法により、逆メサ状の
ストライプを形成する。この後、再度、結晶成長を行な
い、ｐ−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。次に、
上記の工程にて作製したウェーハに電極金属を蒸着し、
幅約４００μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さら
に、共振器面にＳｉＮｘ 等の無反射膜をプラズマＣＶ
Ｄ法で形成することにより、前記（２）の分布帰還型半
導体レーザを得ることができる。
レーザ素子断面図である。まずｎ−ＩｎＰ基板３１上に
回折格子３２を形成し、深さｄ、長さＬの溝３３をエッ
チングにより作製する。この際、導波路３３′の部分の
伝搬定数をβ１ 、導波路３３″の部分の伝搬定数をβ
２ とした時、｜β１ −β２ ｜・Ｌ＝ｎ・π／２ ただし、ｎは整数、β１ ≠β２ の条件を満たすようにする。この後、溝３３を形成した
基板上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３４、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３５、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６、およびオ
ーミック層３７を結晶成長する。次に、フォトリソグラ
フィー技術とウェットエッチング法により、逆メサ状の
ストライプを形成する。この後、再度、結晶成長を行な
い、ｐ−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。次に、
上記の工程にて作製したウェーハに電極金属を蒸着し、
幅約４００μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さら
に、共振器面にＳｉＮｘ 等の無反射膜をプラズマＣＶ
Ｄ法で形成することにより、前記（２）の分布帰還型半
導体レーザを得ることができる。
【０００７】しかし、上記のような構造を有する分布帰
還型半導体レーザにおいては、図１０に示すように、共
振器内部の光子密度が軸方向に沿って著しく変化するこ
とがある。なお、同図は、横軸に共振器軸方向の位置、
縦軸に光子密度を取り作成した分布図である。同図から
わかるように、位相シフタや溝が有る部分では、急激に
光子密度が高くなっている。また、レーザ発振後は軸方
向のホールバーニング効果により、軸方向に沿って光子
密度の分布が変化し、電流−光出力特性（以下、Ｉ−Ｌ
特性と略称する）の直線性の低下、サブモードとの利得
差の低下などを引き起こす。
還型半導体レーザにおいては、図１０に示すように、共
振器内部の光子密度が軸方向に沿って著しく変化するこ
とがある。なお、同図は、横軸に共振器軸方向の位置、
縦軸に光子密度を取り作成した分布図である。同図から
わかるように、位相シフタや溝が有る部分では、急激に
光子密度が高くなっている。また、レーザ発振後は軸方
向のホールバーニング効果により、軸方向に沿って光子
密度の分布が変化し、電流−光出力特性（以下、Ｉ−Ｌ
特性と略称する）の直線性の低下、サブモードとの利得
差の低下などを引き起こす。
【０００８】図１１にレーザのＩ−Ｌ特性、ｄＬ／ｄＩ
特性を示す。レーザ発振後にホールバーニングが起こる
ため、同図のように直線性の悪いＩ−Ｌ特性となってい
る。さらに、レーザ素子ごとに固有の導波路形状や端面
位相にばらつきがあるため、ホールバーニングが起こる
度合が異なる。これらが分布帰還型半導体レーザの歩留
りを低下させる原因であった。ホールバーニングを抑制
するためには、規格化結合係数κＬを最適化すると良い
が、実際はκＬの制御は非常に難しい。
特性を示す。レーザ発振後にホールバーニングが起こる
ため、同図のように直線性の悪いＩ−Ｌ特性となってい
る。さらに、レーザ素子ごとに固有の導波路形状や端面
位相にばらつきがあるため、ホールバーニングが起こる
度合が異なる。これらが分布帰還型半導体レーザの歩留
りを低下させる原因であった。ホールバーニングを抑制
するためには、規格化結合係数κＬを最適化すると良い
が、実際はκＬの制御は非常に難しい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の半
導体レーザは、共振器内部の光子密度が軸方向に沿って
著しく変化することがあり、またレーザ発振後は軸方向
のホールバーニング効果により、軸方向に沿って光子密
度の分布が変化し、電流−光出力特性の直線性の低下，
サブモードとの利得差の低下などを引き起こすという問
題があった。
導体レーザは、共振器内部の光子密度が軸方向に沿って
著しく変化することがあり、またレーザ発振後は軸方向
のホールバーニング効果により、軸方向に沿って光子密
度の分布が変化し、電流−光出力特性の直線性の低下，
サブモードとの利得差の低下などを引き起こすという問
題があった。
【００１０】本発明は、上記のような従来技術の問題点
に鑑み成されたもので、その目的は、ホールバーニング
を抑制し、レーザ特性、製造歩留りを改善できる半導体
レーザを提供することにある。
に鑑み成されたもので、その目的は、ホールバーニング
を抑制し、レーザ特性、製造歩留りを改善できる半導体
レーザを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザは
、光を分布帰還させる周期構造と、この周期構造に沿っ
て光を導波せしめ、且つ前記周期構造の共振器の軸方向
に沿って光の閉じ込め係数が異なる導波路とを有し、前
記導波路での光の位相シフト量の合計と、前記周期構造
の位相による等価的な光の位相シフト量との合計シフト
量がπの整数倍以外であることを特徴とする。
、光を分布帰還させる周期構造と、この周期構造に沿っ
て光を導波せしめ、且つ前記周期構造の共振器の軸方向
に沿って光の閉じ込め係数が異なる導波路とを有し、前
記導波路での光の位相シフト量の合計と、前記周期構造
の位相による等価的な光の位相シフト量との合計シフト
量がπの整数倍以外であることを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記の半導体レーザにおいては、導波路での光
の位相シフト量の合計と、前記周期構造の位相による等
価的な光の位相シフト量との合計シフト量がπの整数倍
以外であり、且つ周期構造の共振器の軸方向に沿って導
波路の光の閉じ込め係数が異なっている。このため、縦
単一モードでの発振を確保しながら、共振器の軸方向で
の光子密度分布の制御が可能となり、ホールバーニング
を抑制できる。
の位相シフト量の合計と、前記周期構造の位相による等
価的な光の位相シフト量との合計シフト量がπの整数倍
以外であり、且つ周期構造の共振器の軸方向に沿って導
波路の光の閉じ込め係数が異なっている。このため、縦
単一モードでの発振を確保しながら、共振器の軸方向で
の光子密度分布の制御が可能となり、ホールバーニング
を抑制できる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係る半導
体レーザの実施例を説明する。
体レーザの実施例を説明する。
【００１４】図１および図２は、本発明の第一の実施例
を説明するための図である。図１は、レーザ共振器面に
対して垂直な方向のレーザ素子断面図、図２はレーザ素
子の導波路を上から見た図である。この第１の実施例は
、前記導波路での光の位相シフト量の合計がπの整数倍
で、前記周期構造の位相による等価的な光の位相シフト
量の合計がπの整数倍以外である場合の半導体レーザを
示している。
を説明するための図である。図１は、レーザ共振器面に
対して垂直な方向のレーザ素子断面図、図２はレーザ素
子の導波路を上から見た図である。この第１の実施例は
、前記導波路での光の位相シフト量の合計がπの整数倍
で、前記周期構造の位相による等価的な光の位相シフト
量の合計がπの整数倍以外である場合の半導体レーザを
示している。
【００１５】まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上に回折格子２を
形成する。この際、回折格子２の周期のπだけ位相をず
らした部分、すなわち位相シフタ３を作り込む。周期構
造、すなわち回折格子の位相をπずらすということは、
等価的な光の位相シフト量をπ／２ずらすということで
ある。この回折格子２上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
４、ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６
、およびｐ＋ −ＩｎＧａＡｓＰ７を結晶成長する。
形成する。この際、回折格子２の周期のπだけ位相をず
らした部分、すなわち位相シフタ３を作り込む。周期構
造、すなわち回折格子の位相をπずらすということは、
等価的な光の位相シフト量をπ／２ずらすということで
ある。この回折格子２上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層
４、ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６
、およびｐ＋ −ＩｎＧａＡｓＰ７を結晶成長する。
【００１６】次に、第２図に示すように、共振器中央に
おいて幅Ｗ２ （μｍ）、共振器端において幅Ｗ１ （
μｍ）となる光導波路８をウエットエッチング法とフォ
トリソグラフィー技術により形成する。この光導波路８
は、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層４とＩｎＧａＡｓＰ活
性層５とからなっている。この時、導波領域での等価的
な位相シフト量の合計値がπの整数倍となるようにＷ１
，Ｗ２ を設計する。例えば、ガイド層の厚さを０．
０７μｍ、活性層の厚さを０．１０μｍ、共振器の長さ
を約３００μｍとした場合には、Ｗ１ ，Ｗ２ をそれ
ぞれ１．０μｍ、０．５μｍとする。この実施例におけ
る導波路の幅の違いによる位相シフト量の合計は、導波
路の幅が微小に異なる多数の導波領域からなると仮定す
ることで計算できる。次に、再度結晶成長を行ない、ｐ
−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。このように各
層を形成したウェーハに電極金属を蒸着し、幅約４００
μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さらに、共振器
面にＳｉＮｘ 等の無反射膜をプラズマＣＶＤで形成し
、分布帰還型半導体レーザを得る。
おいて幅Ｗ２ （μｍ）、共振器端において幅Ｗ１ （
μｍ）となる光導波路８をウエットエッチング法とフォ
トリソグラフィー技術により形成する。この光導波路８
は、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層４とＩｎＧａＡｓＰ活
性層５とからなっている。この時、導波領域での等価的
な位相シフト量の合計値がπの整数倍となるようにＷ１
，Ｗ２ を設計する。例えば、ガイド層の厚さを０．
０７μｍ、活性層の厚さを０．１０μｍ、共振器の長さ
を約３００μｍとした場合には、Ｗ１ ，Ｗ２ をそれ
ぞれ１．０μｍ、０．５μｍとする。この実施例におけ
る導波路の幅の違いによる位相シフト量の合計は、導波
路の幅が微小に異なる多数の導波領域からなると仮定す
ることで計算できる。次に、再度結晶成長を行ない、ｐ
−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。このように各
層を形成したウェーハに電極金属を蒸着し、幅約４００
μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さらに、共振器
面にＳｉＮｘ 等の無反射膜をプラズマＣＶＤで形成し
、分布帰還型半導体レーザを得る。
【００１７】この第一の実施例では、導波路の幅の違い
による光の位相シフト量はπの整数倍であり、位相シフ
タによる光の位相シフト量には影響を与えないと考えて
良い。従って、縦単一モードでの発振を確保しながら、
共振器の軸方向での光子密度分布の制御が可能となる。
による光の位相シフト量はπの整数倍であり、位相シフ
タによる光の位相シフト量には影響を与えないと考えて
良い。従って、縦単一モードでの発振を確保しながら、
共振器の軸方向での光子密度分布の制御が可能となる。
【００１８】また、図３および図４に、本発明の第二の
実施例を示す。図３は、レーザ共振器面に対して垂直な
方向のレーザ素子断面図、図４はレーザ素子の導波路を
上から見た図である。なお、図３において、図１と同一
材料の箇所については同一番号を付した。この第二の実
施例は、前記導波路での光の位相シフト量の合計がπの
整数倍以外で、前記周期構造の位相による等価的な光の
位相シフト量の合計がπの整数倍以外である場合の半導
体レーザを示している。
実施例を示す。図３は、レーザ共振器面に対して垂直な
方向のレーザ素子断面図、図４はレーザ素子の導波路を
上から見た図である。なお、図３において、図１と同一
材料の箇所については同一番号を付した。この第二の実
施例は、前記導波路での光の位相シフト量の合計がπの
整数倍以外で、前記周期構造の位相による等価的な光の
位相シフト量の合計がπの整数倍以外である場合の半導
体レーザを示している。
【００１９】まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上に回折格子２を
形成し、回折格子２上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層４
、ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６、
およびｐ＋ −ＩｎＧａＡｓＰ７を結晶成長する。次に
、図４に示すような階段形状の光導波路８′をウエット
エッチング法とフォトリソグラフィー技術により形成す
る。この光導波路８′、すなわちｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層４とＩｎＧａＡｓＰ活性層５とは伝搬定数の異な
る３種類の部分からなり、伝搬定数をそれぞれβ１ 、
β２ 、β３ 、導波路の長さをそれぞれＬ１ 、Ｌ２
、Ｌ３ とした時、 ｜β１ −β２ ｜・Ｌ１ ＝ｎ・π／２ただし、ｎは
正の奇数、β１ ≠β２ ｜β２ −β３ ｜・（Ｌ２ −Ｌ１ ）＝ｎ・πただ
し、β２ ≠β３ の条件を満足する寸法とする。この実施例における導波
路の幅の違いによる位相シフト量の合計ωは、ω＝｜β
１ −β２ ｜・Ｌ１ ＋｜β２ −β３ ｜・（Ｌ
２ −Ｌ１ ） によって計算できる。
形成し、回折格子２上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層４
、ＩｎＧａＡｓＰ活性層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６、
およびｐ＋ −ＩｎＧａＡｓＰ７を結晶成長する。次に
、図４に示すような階段形状の光導波路８′をウエット
エッチング法とフォトリソグラフィー技術により形成す
る。この光導波路８′、すなわちｎ−ＩｎＧａＡｓＰガ
イド層４とＩｎＧａＡｓＰ活性層５とは伝搬定数の異な
る３種類の部分からなり、伝搬定数をそれぞれβ１ 、
β２ 、β３ 、導波路の長さをそれぞれＬ１ 、Ｌ２
、Ｌ３ とした時、 ｜β１ −β２ ｜・Ｌ１ ＝ｎ・π／２ただし、ｎは
正の奇数、β１ ≠β２ ｜β２ −β３ ｜・（Ｌ２ −Ｌ１ ）＝ｎ・πただ
し、β２ ≠β３ の条件を満足する寸法とする。この実施例における導波
路の幅の違いによる位相シフト量の合計ωは、ω＝｜β
１ −β２ ｜・Ｌ１ ＋｜β２ −β３ ｜・（Ｌ
２ −Ｌ１ ） によって計算できる。
【００２０】そして、
｜β１ −β２ ｜・Ｌ１ ＝ｎ・π／２（ｎ＝１，３
，５，…） ｜β２ −β３ ｜・（Ｌ２ −Ｌ１ ）＝ｎ・πただ
し、β１ ≠β２ 、β２ ≠β３ を満たすように、
各導波領域を設定すると、導波路の幅の違いによる位相
シフト量の合計ωはπの整数倍となることはない。例え
ば、伝搬定数β１ の部分の導波路の幅をＷ１ 、伝搬
定数β２ の部分の導波路の幅をＷ２ 、伝搬定数β３
の部分の導波路の幅をＷ３ とし、ガイド層の厚さを
０．０７μｍ、活性層の厚さを０．１０μｍとした場合
には、Ｗ１ ，Ｗ２ ，Ｗ３ をそれぞれ１．５μｍ，
１．０μｍ，０．５μｍとし、Ｌ１ ，Ｌ２ ，Ｌ３
をそれぞれ２０μｍ，３０μｍ，４０μｍとすることに
より、導波路の幅の違いによる位相シフト量の合計ωは
πの整数倍以外となる（伝搬定数βは、活性層とガイド
層の厚さ、各導波領域の幅、各導波領域の長さにより決
まる）。
，５，…） ｜β２ −β３ ｜・（Ｌ２ −Ｌ１ ）＝ｎ・πただ
し、β１ ≠β２ 、β２ ≠β３ を満たすように、
各導波領域を設定すると、導波路の幅の違いによる位相
シフト量の合計ωはπの整数倍となることはない。例え
ば、伝搬定数β１ の部分の導波路の幅をＷ１ 、伝搬
定数β２ の部分の導波路の幅をＷ２ 、伝搬定数β３
の部分の導波路の幅をＷ３ とし、ガイド層の厚さを
０．０７μｍ、活性層の厚さを０．１０μｍとした場合
には、Ｗ１ ，Ｗ２ ，Ｗ３ をそれぞれ１．５μｍ，
１．０μｍ，０．５μｍとし、Ｌ１ ，Ｌ２ ，Ｌ３
をそれぞれ２０μｍ，３０μｍ，４０μｍとすることに
より、導波路の幅の違いによる位相シフト量の合計ωは
πの整数倍以外となる（伝搬定数βは、活性層とガイド
層の厚さ、各導波領域の幅、各導波領域の長さにより決
まる）。
【００２１】一方、周期構造での等価的な光の位相シフ
ト量は、周期構造に位相シフタがないためにπの整数倍
であると考えて良い。従って、導波路での光の位相シフ
ト量の合計と、前記周期構造の位相による等価的な光の
位相シフト量との合計シフト量はπの整数倍以外となり
、縦単一モードでの発振を確保しながら、共振器方向で
の光子密度分布の制御が可能となる。
ト量は、周期構造に位相シフタがないためにπの整数倍
であると考えて良い。従って、導波路での光の位相シフ
ト量の合計と、前記周期構造の位相による等価的な光の
位相シフト量との合計シフト量はπの整数倍以外となり
、縦単一モードでの発振を確保しながら、共振器方向で
の光子密度分布の制御が可能となる。
【００２２】次に、再度、結晶成長を行ない、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。次に、上記の工程に
て作製したウェーハに、電極金属を蒸着し、幅約４００
μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さらに、共振器
面にＳｉＮｘ等の無反射膜をプラズマＣＶＤ法で形成し
分布帰還型半導体レーザを得る。
Ｐ層、ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。次に、上記の工程に
て作製したウェーハに、電極金属を蒸着し、幅約４００
μｍ、長さ約３００μｍにへき開する。さらに、共振器
面にＳｉＮｘ等の無反射膜をプラズマＣＶＤ法で形成し
分布帰還型半導体レーザを得る。
【００２３】以上、第一および第二の実施例に示した分
布帰還型半導体レーザでは、共振器の軸方向の光閉じ込
め係数を変えることにより光子密度の分布を従来のレー
ザより平坦にできる。
布帰還型半導体レーザでは、共振器の軸方向の光閉じ込
め係数を変えることにより光子密度の分布を従来のレー
ザより平坦にできる。
【００２４】図５に、第一の実施例の場合の光の閉じ込
め係数Ａ、光子密度Ｂの共振器の軸方向の分布を示す。 なお、同図は、横軸に共振器の軸方向の位置、縦軸に光
の閉じ込め係数と光子密度とを取り作成した分布図であ
る。同図からわかるように、本発明のレーザ構造では、
共振器中央部分では光の閉じ込めが弱くなるため、共振
器中央部分で光子密度が高くなるのを防ぐ作用がある。
め係数Ａ、光子密度Ｂの共振器の軸方向の分布を示す。 なお、同図は、横軸に共振器の軸方向の位置、縦軸に光
の閉じ込め係数と光子密度とを取り作成した分布図であ
る。同図からわかるように、本発明のレーザ構造では、
共振器中央部分では光の閉じ込めが弱くなるため、共振
器中央部分で光子密度が高くなるのを防ぐ作用がある。
【００２５】また、図６に本発明のレーザの電流−光出
力（Ｉ−Ｌ）特性、ｄＬ／ｄＩ特性を示す。本発明のレ
ーザでは、レーザ発振後のホールバーニングは殆ど起こ
らず、同図のように直線性の良いＩ−Ｌ特性が得られる
。また、ホールバーニングが起こらないため、レーザ発
振後にモード間の利得差が大きく変化することはなく、
安定に縦単一モードで発振するレーザが歩留り良く得ら
れる。
力（Ｉ−Ｌ）特性、ｄＬ／ｄＩ特性を示す。本発明のレ
ーザでは、レーザ発振後のホールバーニングは殆ど起こ
らず、同図のように直線性の良いＩ−Ｌ特性が得られる
。また、ホールバーニングが起こらないため、レーザ発
振後にモード間の利得差が大きく変化することはなく、
安定に縦単一モードで発振するレーザが歩留り良く得ら
れる。
【００２６】なお、以上の説明は導波路の幅を共振器の
軸方向に沿って変調することにより光の閉じ込め係数、
光子密度の分布を改善する場合を示したが、本発明はこ
の実施例に限られるものではなく、導波路の厚さを共振
器の軸方向に沿って変調してもよい。
軸方向に沿って変調することにより光の閉じ込め係数、
光子密度の分布を改善する場合を示したが、本発明はこ
の実施例に限られるものではなく、導波路の厚さを共振
器の軸方向に沿って変調してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザによれば、ホールバーニングを抑制し、レーザ特性
、製造歩留りを改善できる半導体レーザを提供できる。
ーザによれば、ホールバーニングを抑制し、レーザ特性
、製造歩留りを改善できる半導体レーザを提供できる。
【図１】本発明の第一の実施例に係るレーザ素子の共振
器面に垂直な方向の断面図。
器面に垂直な方向の断面図。
【図２】本発明の第一の実施例に係るレーザ素子の導波
路の平面図。
路の平面図。
【図３】本発明の第二の実施例に係るレーザ素子の共振
器面に垂直な方向の断面図。
器面に垂直な方向の断面図。
【図４】本発明の第二の実施例に係るレーザ素子の導波
路の平面図。
路の平面図。
【図５】本発明の第一の実施例に係るレーザ素子の光閉
じこめ係数と光子密度の共振器の軸方向の分布を示す図
。
じこめ係数と光子密度の共振器の軸方向の分布を示す図
。
【図６】本発明のレーザ素子の電流−光出力特性とｄＬ
／ｄＩ特性とを示す図。
／ｄＩ特性とを示す図。
【図７】従来構造のレーザ素子の共振器面に垂直な方向
の断面図（第一の例）。
の断面図（第一の例）。
【図８】従来構造のレーザ素子の共振器面に平行な方向
の断面図。
の断面図。
【図９】従来構造のレーザ素子の共振器面に垂直な方向
の断面図（第二の例）。
の断面図（第二の例）。
【図１０】従来構造のレーザ素子の光子密度の共振器の
軸方向の分布を示す図。
軸方向の分布を示す図。
【図１１】従来構造のレーザ素子の電流−光出力特性と
ｄＬ／ｄＩ特性を示す図。
ｄＬ／ｄＩ特性を示す図。
１…ｎ−ＩｎＰ基板，２…回折格子，３…位相シフト部
分，４…ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層，５…ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層，６…ｐ−ＩｎＰクラッド層，７…ｐ＋ −
ＩｎＧａＡｓＰオーミック層，８，８′…導波路。
分，４…ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層，５…ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層，６…ｐ−ＩｎＰクラッド層，７…ｐ＋ −
ＩｎＧａＡｓＰオーミック層，８，８′…導波路。
Claims (7)
- 【請求項１】 光を分布帰還させる周期構造と、この
周期構造に沿って光を導波せしめ、且つ前記周期構造の
共振器の軸方向に沿って光の閉じ込め係数が異なる導波
路とを有し、前記導波路での光の位相シフト量の合計と
、前記周期構造の位相による等価的な光の位相シフト量
との合計シフト量がπの整数倍以外であることを特徴と
する半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記合計シフト量は、ｎπ／２（ｎは
正の奇数）であることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ。 - 【請求項３】 前記導波路は、共振器中央部の幅より
共振器端部の幅が広いことを特徴とする請求項１記載の
半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記導波路は、伝搬定数の異なる複数
の導波領域からなることを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザ。 - 【請求項５】 前記導波路による光の位相シフト量は
、前記導波路の厚さを共振器の軸方向に沿って変調する
ことにより設定されることを特徴とする請求項１記載の
半導体レーザ。 - 【請求項６】 前記導波路での光の位相シフト量の合
計がπの整数倍で、前記周期構造の位相による等価的な
光の位相シフト量の合計がπの整数倍以外であることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項７】 前記導波路での光の位相シフト量の合
計がπの整数倍以外で、前記周期構造の位相による等価
的な光の位相シフト量の合計がπの整数倍であることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3140218A JP2609776B2 (ja) | 1990-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-151539 | 1990-06-12 | ||
| JP15153990 | 1990-06-12 | ||
| JP3140218A JP2609776B2 (ja) | 1990-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229687A true JPH04229687A (ja) | 1992-08-19 |
| JP2609776B2 JP2609776B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=26472816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3140218A Expired - Lifetime JP2609776B2 (ja) | 1990-06-12 | 1991-06-12 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2609776B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6330268B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| US6574261B2 (en) | 1998-08-27 | 2003-06-03 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JPWO2021005700A1 (ja) * | 2019-07-09 | 2021-01-14 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220087A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Toshiba Corp | 分布帰還型半導体レーザ素子 |
| JPH0269983A (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-08 | Toshiba Corp | 分布帰還型レーザ |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP3140218A patent/JP2609776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220087A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Toshiba Corp | 分布帰還型半導体レーザ素子 |
| JPH0269983A (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-08 | Toshiba Corp | 分布帰還型レーザ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6330268B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-12-11 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| US6574261B2 (en) | 1998-08-27 | 2003-06-03 | Nec Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JPWO2021005700A1 (ja) * | 2019-07-09 | 2021-01-14 | ||
| WO2021005700A1 (ja) * | 2019-07-09 | 2021-01-14 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2609776B2 (ja) | 1997-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3285426B2 (ja) | 半導体光集積素子及びその製造方法 | |
| US8494320B2 (en) | Optical element and method for manufacturing the same | |
| US6292503B1 (en) | Ridge type semiconductor laser of laterally-coupled distributed feedback and method of manufacturing the same | |
| US5185759A (en) | Phase-shifted distributed feedback type semiconductor laser device | |
| US6577660B1 (en) | Distributed feedback type semiconductor laser device having gradually-changed coupling coefficient | |
| JPH0770791B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US6301283B1 (en) | Distributed feedback semiconductor laser | |
| US5394429A (en) | Distributed-feedback laser with improved analog modulation distortion characteristics and method for fabricating the same | |
| US5392311A (en) | Laser element | |
| US6678302B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US4589117A (en) | Butt-jointed built-in semiconductor laser | |
| JP3450169B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
| US5469459A (en) | Laser diode element with excellent intermodulation distortion characteristic | |
| JP3863454B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US5212712A (en) | Laser device and method of manufacturing the same | |
| JPH04229687A (ja) | 半導体レーザ | |
| CN115336123A (zh) | 电吸收调制激光器 | |
| JPS6328520B2 (ja) | ||
| JP4151043B2 (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JPS63166281A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 | |
| JP2804502B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2605650B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JPH09307179A (ja) | 位相シフト型分布帰還半導体レーザ | |
| JP2003309321A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
| JPH05167194A (ja) | 半導体レ−ザ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080213 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090213 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110213 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120213 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120213 Year of fee payment: 15 |