JPH0555689A - 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ - Google Patents

波長制御機能付分布反射型半導体レーザ

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JPH0555689A
JPH0555689A JP21236391A JP21236391A JPH0555689A JP H0555689 A JPH0555689 A JP H0555689A JP 21236391 A JP21236391 A JP 21236391A JP 21236391 A JP21236391 A JP 21236391A JP H0555689 A JPH0555689 A JP H0555689A
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JP
Japan
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layer
quantum well
semiconductor laser
substrate
inactive
Prior art date
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Pending
Application number
JP21236391A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Ishii
啓之 石井
Yuichi Tomori
裕一 東盛
Junichi Yoshida
淳一 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分布反射型半導体レーザの波長可変幅を拡大
する。 【構成】 活性層領域と非活性層領域とが光学的に結合
し、集積化されている分布反射型半導体レーザにおい
て、非活性層領域を格子定数が基板よりも大きい材料の
井戸層がそれよりもバンドギャップが大きく、かつ基板
と格子定数が実質的に等しい材料の障壁層に挟まれた構
造を複数層積層した多重量子井戸構造、すなわち歪多重
量子井戸構造にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送用光源として重
要である、発振波長を変えることができる波長制御機能
付分布反射型半導体レーザに関するものである。
【0002】
【従来の技術】発振波長を変化させることができ、スペ
クトル線幅の狭い半導体レーザはコヒーレント通信用光
源として活発に研究が進められてきている。中でも、分
布反射型半導体レーザ(Distributed Br
agg ReflecterLaser:以下DBRレ
ーザと称す)は、回折格子を持つ導波路よりなる波長制
御領域と回折格子を持たない導波路よりなる位相調整領
域とに電流を注入することにより発振波長を変化させる
ことができ、最も多く研究がなされている。活性層領域
と非活性層領域とを突き合わせ結合にすることにより実
現したDBRレーザの例を図5に示す(例えば東盛らに
よる電子工学論文(Electronics Lett
ers)24巻24号、1481〜1482頁、198
8年参照)。図5において、1はn型P基板、2はGa
InAsP活性層、3はGaInAsPガイド層、4は
回折格子、5はp型InPクラッド層、6はGaInA
sPキャップ層、7および8はp型電極、9はn型電極
を示す。20は活性領域、21は非活性領域である。こ
の例では、活性層領域と非活性層領域間を突き合わせ結
合にしたことにより、光の結合損失を軽減し、出力特性
の改善が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】コヒーレント通信にお
いては、可変波長幅が広い光源が必要である。しかしな
がら、従来のDBRレーザでは、非活性層領域にGaI
nAsPガイド層が用いられていたので、波長制御領域
に電流を流してGaInAsPガイド層の屈折率を変化
させ、発振波長を変化させようとしても、GaInAs
Pガイド層の屈折率変化が小さかったため、可変波長範
囲が狭いという欠点があった。
【0004】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、波長可変幅が広いDB
Rレーザを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による分布反射型半導体レーザは、半導体基
板上の所定領域に形成された活性導波路層と、前記活性
導波路層と光学的に結合された非活性導波路層とを有
し、前記非活性導波路層表面の少なくとも一部に回折格
子が設けられている波長可変な分布反射型半導体レーザ
において、前記非活性導波路層が、基板材料よりも格子
定数の大きい材料からなる量子井戸層と前記量子井戸層
よりもバンドギャップが大きく、しかも基板と格子定数
が実質的に等しい材料からなる障壁層とをそれぞれ複数
層交互に積層した多重量子井戸構造であることを特徴と
する。
【0006】
【作用】本発明では、活性層領域と非活性層領域とが光
学的に結合し、集積化されているDBRレーザにおい
て、非活性層領域を、格子定数が基板よりも大きい材料
の井戸層がそれよりもバンドギャップが大きく、かつ基
板と格子定数が実質的に等しい材料の障壁層に挟まれた
構造を複数層積層した多重量子井戸構造(以下、歪多重
量子井戸構造と称す)にした。歪多重量子移動構造にお
いては、井戸層が歪を持っているために重い正孔の有効
質量が減少し、プラズマ効果による屈折率変化量が増大
する。したがって、本発明によるDBRレーザにおいて
は、非活性層を歪多重量子井戸にしたことにより、プラ
ズマ効果による屈折率変化量が増大し、可変波長幅の増
大を図ることができる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0008】実施例I 図1は本発明によるDBRレーザの第1の実施例を説明
する模式的断面図である。
【0009】図1において、1はn型InP基板、2は
バンドギャップ波長1.55μmのGaInAsP活性
層、10は歪多重量子井戸構造ガイド層、4は回折格
子、5はp型InPクラッド層、6はn型GaInAs
Pキャップ層、7および8はp型電極、9はn型電極を
示す。
【0010】また、図2は図1における歪多重量子井戸
構造ガイド層10を拡大して描いたものである。
【0011】図2において、11はGa0.17In0.83
0.60.4 井戸層、12はGa0.17In0.83As0.37
0.63障壁層、13はGa0.17In0.83As0.370.63
光閉じ込め層を示す。各層の厚さは、一例として、井戸
層11が30Å、障壁層12が100Å、光閉じ込め層
13が約1000Åである。井戸層11の格子定数だけ
が基板の格子定数より大きいため、井戸層は圧縮歪を持
っている。歪多重量子井戸構造ガイド層の光学的バンド
ギャップ波長は1.3μmである。
【0012】次に、図1に示した本発明によるDBRレ
ーザの作製方法を簡単に説明する。n型InP基板1上
全面にGaInAsP活性層2を有機金属気相エピタキ
シャル成長法等を用いて積層した後、SiO2 もしくは
SiNX マスクを用いて不要な部分のGaInAsP活
性層を除去し、その除去した部分に歪多重量子井戸構造
ガイド層10を積層する。SiO2 もしくはSiNX
スクを除去した後、レジストパターニングおよびエッチ
ングによってガイド層10の表面に凹凸を形成して回折
格子4を形成し、ついでp型InPクラッド層を積層す
る。次いで、横モードを制御するためにドライエッチン
グ等を用いて、例えば幅1.5μmの狭ストライプ状に
加工し、さらにp型InPクラッド層を堆積して活性層
2およびガイド層10を埋め込む。その後、p型電極
7,8とn型電極9を蒸着し、電極7と電極8の間の分
離を行うためにGaInAsPキャップ層6と必要に応
じてp型InPクラッド層の一部を化学エッチング等に
より除去する。
【0013】このような構成のDBRレーザでは、電極
7と9の間に電流I1 を流すことによってレーザ発振
し、電極8と9の間に電流I2 を流すことによって発振
波長が変化する。電流I2 に対する発振波長の変化を従
来のDBRレーザと本発明によるDBRレーザとについ
て図3に示す。図3において、点線S1は従来のDBR
レーザの特性を示し、実線S2は本発明によるDBRレ
ーザの特性を示す。図3から分かるように、本発明によ
るDBRレーザの方が従来のDBRレーザよりも大きく
発振波長が変化している。
【0014】実施例II 上述の実施例Iでは、活性導波路層と非活性導波路層と
が突き合わせ結合になっている構造のDBRレーザにつ
いて説明したが、他の構造のDBRレーザにおいても本
発明は適用できる。例えば、図4に示す構造のDBRレ
ーザにおいても非活性導波路層に歪多重量子井戸構造を
用いることによって波長掃引幅を拡大することができ
る。
【0015】図4において、1はn型InP基板、2は
バンドギャップ波長1.55μmのGaInAsP活性
層、10は歪多重量子井戸構造ガイド層、4は回折格
子、5はp型InPクラッド層、6はn型GaInAs
Pキャップ層、7,8はp型電極、9はn型電極を示
す。20は活性領域、21は非活性領域である。
【0016】図1に示したDBRレーザと図4に示した
DBRレーザとの異なる点は、図1のDBRレーザでは
活性導波路層2と非活性導波路層10とが突き合わせ結
合になっているのに対して、図4のDBRレーザでは活
性層2が非活性導波路層上の一部に積層された構造にな
っているところである。この図4に示したDBRレーザ
においては、活性層領域20と非活性層領域21との間
の光学的な結合効率が低くなるため、図1に示したDB
Rレーザに比べて出力特性が劣るのであるが、非活性導
波路層と活性導波路層とを連続した一連の工程で積層す
ることができるため、作製が容易であるという利点があ
る。また、波長掃引特性に関しては、図1のDBRレー
ザと図2のDBRレーザとでは同等の特性を示し、本発
明の適用により実施例Iと同様の作用が得られる。
【0017】上述の実施例では、活性層領域の両側に回
折格子を備えた非活性層領域があるDBRレーザについ
て説明したが、活性層領域の片側にしか非活性層領域が
ないDBRレーザや、非活性領域の一部に回折格子のな
い領域を設けたDBRレーザについても本発明は適用可
能である。
【0018】また、活性導波路層に多重量子井戸構造や
歪多重量子井戸構造を備えたDBRレーザについても、
本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分布反射型半導体レーザにおいて、非活性層に歪多重量
子井戸構造を用いることによって、波長可変幅が広がる
という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による分布反射型半導体レーザの第1の
実施例を示す模式的断面図である。
【図2】図1の歪量子井戸構造を詳細に説明するための
拡大図である。
【図3】図1の分布反射型半導体レーザと従来の分布反
射型半導体レーザの発振波長の変化量を比較して示すグ
ラフである。
【図4】本発明による分布反射型半導体レーザの第2の
実施例を示す模式的断面図である。
【図5】従来の分布反射型半導体レーザを示す模式的断
面図である。
【符号の説明】
1 n型InP基板 2 GaInAsP活性層 3 GaInAsPガイド層 4 回折格子 5 p型InPクラッド層 6 n型GaInAsPキャップ層 7,8 p型電極 9 n型電極 10 歪多重量子井戸構造ガイド層 11 GaInAsP井戸層 12 GaInAsP障壁層 13 GaInAsP光閉じ込め層 20 活性領域 21 非活性領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上の所定領域に形成された活
    性導波路層と、前記活性導波路層と光学的に結合された
    非活性導波路層とを有し、前記非活性導波路層表面の少
    なくとも一部に回折格子が設けられている波長可変な分
    布反射型半導体レーザにおいて、 前記非活性導波路層が、基板材料よりも格子定数の大き
    い材料からなる量子井戸層と前記量子井戸層よりもバン
    ドギャップが大きく、しかも基板と格子定数が実質的に
    等しい材料からなる障壁層とをそれぞれ複数層交互に積
    層した多重量子井戸構造であることを特徴とする波長制
    御機能付分布反射型半導体レーザ。
JP21236391A 1991-08-23 1991-08-23 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ Pending JPH0555689A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0720412A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Nec Corp 偏波スイッチ
JP2003536264A (ja) * 2000-06-02 2003-12-02 アジリティー コミュニケイションズ インコーポレイテッド 高出力で、製造可能な抽出格子分散型ブラッグ反射器レーザー
WO2003010862A3 (en) * 2001-07-25 2004-02-05 Altitun Ab Tunable semiconductor laser with integrated wideband reflector
KR100464358B1 (ko) * 2002-03-11 2005-01-03 삼성전자주식회사 분배 브락 반사경을 갖는 반도체 레이저의 제조 방법
EP1729381A4 (en) * 2004-03-23 2009-08-05 Nippon Telegraph & Telephone LIGHT SOURCE WITH VARIABLE WAVELENGTH OF DBR TYPE
JPWO2021124394A1 (ja) * 2019-12-16 2021-06-24

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0720412A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Nec Corp 偏波スイッチ
JP2003536264A (ja) * 2000-06-02 2003-12-02 アジリティー コミュニケイションズ インコーポレイテッド 高出力で、製造可能な抽出格子分散型ブラッグ反射器レーザー
WO2003010862A3 (en) * 2001-07-25 2004-02-05 Altitun Ab Tunable semiconductor laser with integrated wideband reflector
US6822980B2 (en) 2001-07-25 2004-11-23 Adc Telecommunications, Inc. Tunable semiconductor laser with integrated wideband reflector
KR100464358B1 (ko) * 2002-03-11 2005-01-03 삼성전자주식회사 분배 브락 반사경을 갖는 반도체 레이저의 제조 방법
EP1729381A4 (en) * 2004-03-23 2009-08-05 Nippon Telegraph & Telephone LIGHT SOURCE WITH VARIABLE WAVELENGTH OF DBR TYPE
JPWO2021124394A1 (ja) * 2019-12-16 2021-06-24
WO2021124394A1 (ja) * 2019-12-16 2021-06-24 日本電信電話株式会社 波長可変光源

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