JPH0467355B2 - - Google Patents
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- JPH0467355B2 JPH0467355B2 JP4340184A JP4340184A JPH0467355B2 JP H0467355 B2 JPH0467355 B2 JP H0467355B2 JP 4340184 A JP4340184 A JP 4340184A JP 4340184 A JP4340184 A JP 4340184A JP H0467355 B2 JPH0467355 B2 JP H0467355B2
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- refractive index
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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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体発光装置に係り特に縦モードの
安定化を計つた半導体レーザに関する。
安定化を計つた半導体レーザに関する。
従来例の構成とその問題点
従来より半導体レーザの縦モードの制御のため
にDFB（distributed feed back）構造という方法
がとられていた。この方法は電流を注入する部分
に周期的な屈折率変化（コルゲーシヨン）を与え
ることにより、分布的な光の帰還を生じさせ、発
振を得るものである。DFBレーザにおいて得ら
れる発振波長λと、屈折率変化の周期へとの関係
は、 λ＝2nλ／ｍ ただし、ｎ：活性層の屈折率、ｍ：ブラツグ回
折の次数 の関係で決まり、この発振波長λで単一波長発振
の縦モード動作が安定に行われる。しかしながら
結晶へのコルゲーシヨンの形成は、その周期が
1.3μm帯レーザにおいては、式からわかるように
ｍ＝１とすれば、2000Å程度と極めて小さく微細
加工技術が必要であり、製造工程が複雑となると
いう欠点があり、まだ実用に至つていない。
にDFB（distributed feed back）構造という方法
がとられていた。この方法は電流を注入する部分
に周期的な屈折率変化（コルゲーシヨン）を与え
ることにより、分布的な光の帰還を生じさせ、発
振を得るものである。DFBレーザにおいて得ら
れる発振波長λと、屈折率変化の周期へとの関係
は、 λ＝2nλ／ｍ ただし、ｎ：活性層の屈折率、ｍ：ブラツグ回
折の次数 の関係で決まり、この発振波長λで単一波長発振
の縦モード動作が安定に行われる。しかしながら
結晶へのコルゲーシヨンの形成は、その周期が
1.3μm帯レーザにおいては、式からわかるように
ｍ＝１とすれば、2000Å程度と極めて小さく微細
加工技術が必要であり、製造工程が複雑となると
いう欠点があり、まだ実用に至つていない。
発明の目的
本発明は、微細加工技術を必要とせず、またコ
ルゲーシヨンをもたない構造で縦モードの安定化
を計つた半導体レーザ素子を提供せんとするもの
である。
ルゲーシヨンをもたない構造で縦モードの安定化
を計つた半導体レーザ素子を提供せんとするもの
である。
発明の構成
本発明は活性層（屈折率n1）の一部を屈折率n2
の半導体でおきかえ、活性層および屈折率n2も含
めて全体を屈折率n3の半導体で埋め込んだことで
ある。そして各種の屈折率の値の関係を n1＞n2＞n3 とした半導体レーザであり、共振器内の活性層中
の発振光は、屈折率n2の層において一部は反射、
一部は透過し両者の干渉によつて発振利得は強い
選択性をもち、縦モードの単一化が実現される。
また、屈折率n2層へ入つた光は、さらに屈折率の
小さな層によつて埋め込まれているため減衰する
こともなく、低しきい値を縦待しうるものであ
る。
の半導体でおきかえ、活性層および屈折率n2も含
めて全体を屈折率n3の半導体で埋め込んだことで
ある。そして各種の屈折率の値の関係を n1＞n2＞n3 とした半導体レーザであり、共振器内の活性層中
の発振光は、屈折率n2の層において一部は反射、
一部は透過し両者の干渉によつて発振利得は強い
選択性をもち、縦モードの単一化が実現される。
また、屈折率n2層へ入つた光は、さらに屈折率の
小さな層によつて埋め込まれているため減衰する
こともなく、低しきい値を縦待しうるものであ
る。
実施例の説明
第１図から第３図は本発明の位置実施例の半導
体レーザの製造過程を示すものであり、第１図に
示すようにｎ−InP基板１上に液相エピタキシヤ
ル成長法によつてｎ−InP２，ｎ−InGaAsP（Eg
〜0.95eV）３，Ｐ−InP４を順次成長させる。こ
のようなエピタキシヤルウエーハにSiO2膜をと
りつけ、さらにホトエツチ法によつてSiO2膜を
幅約2.5μmのストライプ状に選択的にのこし、こ
の膜をマスクとし、ブロムメタノール液によつて
エツチするとネツク部が、活性層となる逆メサ構
造が得られる。これを第２の成長によつて第２図
に示すようにＰ−InP５，Ｐ−InP６で埋め込む
といわゆるBH（Burried Heterostructure）レー
ザが得られる。このようなレーザの共振器面間ほ
ぼ中央に、第３図に示すごとくホトリソグラフイ
の手段により活性層まで到達する溝を形成する。
次に、この溝中にのみ選択的に、ｎ−InGaAsP
（Eg〜1.05eV）及びｎ−InPを成長させる。この
ような成長によつて活性層の一部はｎ−
InGaAsP（Eg〜1.05eV）によつておきかえられ
かつ全体はInPによつて埋め込まれる構造とな
る。尚活性層のｎ−InGaAsP（Eg〜1.05eV）で
おきかえられる領域の長さは、約0.8μmである。
体レーザの製造過程を示すものであり、第１図に
示すようにｎ−InP基板１上に液相エピタキシヤ
ル成長法によつてｎ−InP２，ｎ−InGaAsP（Eg
〜0.95eV）３，Ｐ−InP４を順次成長させる。こ
のようなエピタキシヤルウエーハにSiO2膜をと
りつけ、さらにホトエツチ法によつてSiO2膜を
幅約2.5μmのストライプ状に選択的にのこし、こ
の膜をマスクとし、ブロムメタノール液によつて
エツチするとネツク部が、活性層となる逆メサ構
造が得られる。これを第２の成長によつて第２図
に示すようにＰ−InP５，Ｐ−InP６で埋め込む
といわゆるBH（Burried Heterostructure）レー
ザが得られる。このようなレーザの共振器面間ほ
ぼ中央に、第３図に示すごとくホトリソグラフイ
の手段により活性層まで到達する溝を形成する。
次に、この溝中にのみ選択的に、ｎ−InGaAsP
（Eg〜1.05eV）及びｎ−InPを成長させる。この
ような成長によつて活性層の一部はｎ−
InGaAsP（Eg〜1.05eV）によつておきかえられ
かつ全体はInPによつて埋め込まれる構造とな
る。尚活性層のｎ−InGaAsP（Eg〜1.05eV）で
おきかえられる領域の長さは、約0.8μmである。
第４図は本発明の半導体レーザをさらに詳しく
説明するための模式図である。一対のフアブリペ
ロー共振面７，８の間に活性層３がInP層５によ
つて埋めこまれている。さらに活性層３の中央部
はｎ−InGaAsP（Eg〜1.05eV）９によつておき
かえられている。活性層３のバンドギヤツプEg
は0.95eVであるのでその差は約0.1eVである。
説明するための模式図である。一対のフアブリペ
ロー共振面７，８の間に活性層３がInP層５によ
つて埋めこまれている。さらに活性層３の中央部
はｎ−InGaAsP（Eg〜1.05eV）９によつておき
かえられている。活性層３のバンドギヤツプEg
は0.95eVであるのでその差は約0.1eVである。
このような構造では、活性層３中の発振光は、
共振器面７，８の間を往復する間に、ｎ−
InGaAsP９において一部は反射、一部は透過し、
お互いの干渉により利得分布は、選択的となり、
縦モードの単一化が容易に得られると共に全体
が、InP層５によつて埋め込まれたすなわち活性
層３の屈折率をn1，ｎ−InGaAsP層９の屈折率
をn2，InP層５の屈折率をn3とすると n1＞n2＞n3 なる関係となり、全体で一つの導波路となり光の
損失が小さく、しきい値への影響を少なくかつ縦
モードの単一化が可能である。
共振器面７，８の間を往復する間に、ｎ−
InGaAsP９において一部は反射、一部は透過し、
お互いの干渉により利得分布は、選択的となり、
縦モードの単一化が容易に得られると共に全体
が、InP層５によつて埋め込まれたすなわち活性
層３の屈折率をn1，ｎ−InGaAsP層９の屈折率
をn2，InP層５の屈折率をn3とすると n1＞n2＞n3 なる関係となり、全体で一つの導波路となり光の
損失が小さく、しきい値への影響を少なくかつ縦
モードの単一化が可能である。
第５図は、本発明の半導体レーザの光出力−電
流特性と、縦モードを示したものである。しきい
電流は平均で約20mAであり2mW，6mW，
10mW動作時においても単一性は極めてよく側帯
モードの発生は見られなかつた。
流特性と、縦モードを示したものである。しきい
電流は平均で約20mAであり2mW，6mW，
10mW動作時においても単一性は極めてよく側帯
モードの発生は見られなかつた。
なお、上記実施例においてはInP基板上に成長
させた、InP／InGaAsPについて述べたが本発明
の主旨にあえば、GaAlAs／GaAs系であつても
良い。
させた、InP／InGaAsPについて述べたが本発明
の主旨にあえば、GaAlAs／GaAs系であつても
良い。
また実施例においてｎ型とあるのをｐ型に、ｐ
型をｎ型に置きかえても本発明の主旨は満たす。
型をｎ型に置きかえても本発明の主旨は満たす。
また実施例では液相エピタキシヤル成長により
結晶成長を行つたが、気相成長法でも分子線成長
でも良いことは言うまでもない。
結晶成長を行つたが、気相成長法でも分子線成長
でも良いことは言うまでもない。
発明の効果
以上のように本発明においては縦モードの良好
な単一性を得られる。
な単一性を得られる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例の半導体レ
ーザの製造過程を示す図、第４図は本発明の一実
施例の半導体レーザの構造模式図、第５図は本発
明の一実施例の半導体レーザの特性図である。 １……ｎ−InP基板、２……ｎ−InP層、３…
…ｎ−InGaAsP活性層、４……Ｐ−InP層、５…
…Ｐ−InP埋込層、６……ｎ−InP埋込層、７，
８……フアブリペロ共振面、９……ｎ−
InGaAsP（Eg〜1.05eV）。
ーザの製造過程を示す図、第４図は本発明の一実
施例の半導体レーザの構造模式図、第５図は本発
明の一実施例の半導体レーザの特性図である。 １……ｎ−InP基板、２……ｎ−InP層、３…
…ｎ−InGaAsP活性層、４……Ｐ−InP層、５…
…Ｐ−InP埋込層、６……ｎ−InP埋込層、７，
８……フアブリペロ共振面、９……ｎ−
InGaAsP（Eg〜1.05eV）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両端がへき開面よりなる屈折率n1の半導体層
にてストライプ状の活性層が形成され、前記へき
開面を除いて前記活性層の両側に屈折率n3の半導
体層が形成され、前記活性層の一部が除去された
溝部に、前記活性層と接して屈折率n2の半導体層
が形成され、前記屈折率の関係が、 n1＞n2＞n3 であることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043401A JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043401A JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187080A JPS60187080A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0467355B2 true JPH0467355B2 (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=12662747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59043401A Granted JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187080A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0797661B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1995-10-18 | 沖電気工業株式会社 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| JP4612448B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-01-12 | 日立電線株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP59043401A patent/JPS60187080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187080A (ja) | 1985-09-24 |
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