JPH0614573B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPH0614573B2 JPH0614573B2 JP60036185A JP3618585A JPH0614573B2 JP H0614573 B2 JPH0614573 B2 JP H0614573B2 JP 60036185 A JP60036185 A JP 60036185A JP 3618585 A JP3618585 A JP 3618585A JP H0614573 B2 JPH0614573 B2 JP H0614573B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は埋め込みヘテロ単一縦モード半導体レーザ、
特に高速デイジタル光伝送用に適する半導体レーザに関
する。
特に高速デイジタル光伝送用に適する半導体レーザに関
する。
「従来の技術」 元来、半導体レーザ（ＬＤ）は高速変調が容易であると
いう特徴を有しており、光通信用光源として研究実用化
が盛んに行われている。半導体レーザに対する変調は注
入電流変調による直接変調が一般的で、これにより半導
体レーザを変調すると、その出力光の強度が変調信号に
応じて変化する。特に半導体レーザの駆動電流−光出力
（Ｉ−Ｌ）特性の直線性やＳＮ比に対する要求条件が緩
いパルス変調の場合でも以下のような条件が必要とされ
る。消光比が良好なこと、振幅、パルス幅の変動が
小さいこと、符号間干渉が小さいこと、動的スペク
トル広がりが小さいことである。
いう特徴を有しており、光通信用光源として研究実用化
が盛んに行われている。半導体レーザに対する変調は注
入電流変調による直接変調が一般的で、これにより半導
体レーザを変調すると、その出力光の強度が変調信号に
応じて変化する。特に半導体レーザの駆動電流−光出力
（Ｉ−Ｌ）特性の直線性やＳＮ比に対する要求条件が緩
いパルス変調の場合でも以下のような条件が必要とされ
る。消光比が良好なこと、振幅、パルス幅の変動が
小さいこと、符号間干渉が小さいこと、動的スペク
トル広がりが小さいことである。
１Ｇb/s以上の高速パルス伝送において中継間隔を制限
する要因として前記動的スペクトル広がりが注目され
ていた。石英系光フアイバの最小損失波長領域である
１．５μｍ帯では動的スペクトル広がりが大きく、その
帯域制限の原因の一つとなる光フアイバ分散値が無視で
きぬ程度（１０ｐｓ／km／nm）存在するためである。
動的スペクトル広がりを小さくするために近年開発が進
められてきた単一縦モードレーザを用いた場合でも波長
１．５μｍはスペクトル広がりをさらに圧縮する必要が
ある。消光比と動的スペクトル広がりとの間にトレード
・オフ的な（あい容れない）関係があるために、現状の
半導体レーザ構造でスペクトル広がりを抑制するために
は消光比の劣化を甘受しなければならないという欠点が
あつた。
する要因として前記動的スペクトル広がりが注目され
ていた。石英系光フアイバの最小損失波長領域である
１．５μｍ帯では動的スペクトル広がりが大きく、その
帯域制限の原因の一つとなる光フアイバ分散値が無視で
きぬ程度（１０ｐｓ／km／nm）存在するためである。
動的スペクトル広がりを小さくするために近年開発が進
められてきた単一縦モードレーザを用いた場合でも波長
１．５μｍはスペクトル広がりをさらに圧縮する必要が
ある。消光比と動的スペクトル広がりとの間にトレード
・オフ的な（あい容れない）関係があるために、現状の
半導体レーザ構造でスペクトル広がりを抑制するために
は消光比の劣化を甘受しなければならないという欠点が
あつた。
また従来の直接パルス変調では、消光状態を「0」に対応
させるように注入電流を変調していたので、消光時には
活性層内キヤリア密度がキヤリア寿命時間を時定数とし
て緩和していた。このキヤリア寿命時間は１ｎｓ程度あ
るいはそれ以上であるからパルス直流の立上り時におけ
るキヤリア密度はそれ以前の符号列の「０」，「１」に
依存し、いわゆるパタン効果（符号間干渉）が無視でき
ない欠点があつた。
させるように注入電流を変調していたので、消光時には
活性層内キヤリア密度がキヤリア寿命時間を時定数とし
て緩和していた。このキヤリア寿命時間は１ｎｓ程度あ
るいはそれ以上であるからパルス直流の立上り時におけ
るキヤリア密度はそれ以前の符号列の「０」，「１」に
依存し、いわゆるパタン効果（符号間干渉）が無視でき
ない欠点があつた。
「問題点を解決するための手段」 この発明によれば基板上に帯状活性層が形成され、その
帯状活性層の幅がその活性層内の少数キヤリアの拡散長
程度又はそれ以下とされ、更にこの活性層の基板と反対
の面上において両側部に、絶縁層あるいは高抵抗層で互
いに分離された第１、第２クラツド層が形成され、これ
ら第１、第２クラツド層を通じて各別に活性層に電流を
注入できるようにされてある。
帯状活性層の幅がその活性層内の少数キヤリアの拡散長
程度又はそれ以下とされ、更にこの活性層の基板と反対
の面上において両側部に、絶縁層あるいは高抵抗層で互
いに分離された第１、第２クラツド層が形成され、これ
ら第１、第２クラツド層を通じて各別に活性層に電流を
注入できるようにされてある。
このようにして従来の注入電流を直接パルス変調する場
合には不可避である時間的キヤリア密度変動を抑圧する
ため、注入電流総量は一定のままで、活性層に注入する
電流路（クラツド層）が二つ設けられており、これ等に
交互に電流を流すことによつてレーザ発光点を変調信号
に応じて移動させることができ、この出力光をレーザ発
光点が移動することによつて通透損失が変化するような
空間フイルタを通すことにより、良好な消光比と少ない
パタン効果と狭い動的スペクトル幅特性を有する光パル
ス伝送を実現することを可能とする半導体レーザが得ら
れる。
合には不可避である時間的キヤリア密度変動を抑圧する
ため、注入電流総量は一定のままで、活性層に注入する
電流路（クラツド層）が二つ設けられており、これ等に
交互に電流を流すことによつてレーザ発光点を変調信号
に応じて移動させることができ、この出力光をレーザ発
光点が移動することによつて通透損失が変化するような
空間フイルタを通すことにより、良好な消光比と少ない
パタン効果と狭い動的スペクトル幅特性を有する光パル
ス伝送を実現することを可能とする半導体レーザが得ら
れる。
「実施例」 第１図は埋込みヘテロ接合（ＢＨ）半導体レーザをもと
にした場合のこの発明の実施例を示し、ストライプ直角
方向断面図である。Ｐ−InP基板１上の一部にInGaAsP活
性層２が形成される。分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レー
ザ形式を採る場合は予めＰ−InP基板１上に所望の回折
格子を紙面と垂直方向に形成した後、やはり四元からな
るガイド層を成長させた上に活性層２を成長させればよ
い。
にした場合のこの発明の実施例を示し、ストライプ直角
方向断面図である。Ｐ−InP基板１上の一部にInGaAsP活
性層２が形成される。分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レー
ザ形式を採る場合は予めＰ−InP基板１上に所望の回折
格子を紙面と垂直方向に形成した後、やはり四元からな
るガイド層を成長させた上に活性層２を成長させればよ
い。
断面形状ではフアブリーペロー型（ＦＰ型）でもＤＦＢ
（分布帰還）型でも殆んど相違がないので、以後はＦＰ
（フアブリーペロー）型のみについて説明することと
し、特にＤＦＢ型には言及しないが、この発明のＤＦＢ
型への適用は容易である。またＤＢＲ（分布ブラツグ反
射）型は分布帰還（ＤＦＢ）型の一種であり、へき開に
よる鏡面の代りに活性層２の両端に設けた回折格子によ
つて共振器を形成するものである。従つて横方向断面形
状は通常のフアブリーペロー型と同様のままである。
（分布帰還）型でも殆んど相違がないので、以後はＦＰ
（フアブリーペロー）型のみについて説明することと
し、特にＤＦＢ型には言及しないが、この発明のＤＦＢ
型への適用は容易である。またＤＢＲ（分布ブラツグ反
射）型は分布帰還（ＤＦＢ）型の一種であり、へき開に
よる鏡面の代りに活性層２の両端に設けた回折格子によ
つて共振器を形成するものである。従つて横方向断面形
状は通常のフアブリーペロー型と同様のままである。
活性層２の幅はその活性層２内の少数キヤリア拡散長程
度以下にする。６μｍの幅をもつプレーナストライプ型
InP系半導体レーザでは横方向の空間的ホールバーニン
グが起らないことが実験的に確められており、拡散長は
６μｍ以上と考えてよく、従つて活性層２の幅は６μｍ
程度よりも大きな値より小さなものとなる。
度以下にする。６μｍの幅をもつプレーナストライプ型
InP系半導体レーザでは横方向の空間的ホールバーニン
グが起らないことが実験的に確められており、拡散長は
６μｍ以上と考えてよく、従つて活性層２の幅は６μｍ
程度よりも大きな値より小さなものとなる。
活性層２上の左右にn-InＰのクラツド層３，４が形成さ
れる。これは活性層２上にInP層を全面に形成した後、
そのInP層を選択的にエツチングしてクラツド層３，４
に分割することによつて形成する。このようにクラツド
層３と４はこの例では空気よりなる絶縁層で互いい分離
されている。クラツド層３，４の間に絶縁層の代わりに
高抵抗層あるいはＰ−InP層がはさまれていても同様の
効果が得られる。この活性層２及びクラツド層３，４
は、Ｐ−InP基板１上に順次形成されたｎ−InP層５、Ｐ
−InP層６、ｎ−InP層７よりなる埋込み層８内に埋込ま
れるように形成されている。Ｐ−InP基板１の底面にＰ
側電極９が形成されている。クラツド層３，４上にそれ
ぞれｎ−InP層７上に延長されてｎ側電極１１，１２が
それぞれ形成され、Ｐ側電極９、ｎ側電極１１，１２に
それぞれＰ側端子１３、ｎ側端子１４，１５が接続され
ている。なおこの第１図に示した構造においてクラツド
層が３，４に、かつこれらに電流を供給するｎ側電極が
１１，１２に分断されている以外は従来の埋込みヘテロ
接合（ＢＨ）構造の半導体レーザと同一構造である。
れる。これは活性層２上にInP層を全面に形成した後、
そのInP層を選択的にエツチングしてクラツド層３，４
に分割することによつて形成する。このようにクラツド
層３と４はこの例では空気よりなる絶縁層で互いい分離
されている。クラツド層３，４の間に絶縁層の代わりに
高抵抗層あるいはＰ−InP層がはさまれていても同様の
効果が得られる。この活性層２及びクラツド層３，４
は、Ｐ−InP基板１上に順次形成されたｎ−InP層５、Ｐ
−InP層６、ｎ−InP層７よりなる埋込み層８内に埋込ま
れるように形成されている。Ｐ−InP基板１の底面にＰ
側電極９が形成されている。クラツド層３，４上にそれ
ぞれｎ−InP層７上に延長されてｎ側電極１１，１２が
それぞれ形成され、Ｐ側電極９、ｎ側電極１１，１２に
それぞれＰ側端子１３、ｎ側端子１４，１５が接続され
ている。なおこの第１図に示した構造においてクラツド
層が３，４に、かつこれらに電流を供給するｎ側電極が
１１，１２に分断されている以外は従来の埋込みヘテロ
接合（ＢＨ）構造の半導体レーザと同一構造である。
一定電流を電流切換回路によつてｎ側端子１４，１５に
時間的に切換えるような電流注入の形態を考える。例え
ば端子１４から電極１１を通じて流入した電子はクラツ
ド層３から矢印１６で示すように基板１と反対の面から
活性層２に注入される。活性層２中をその注入された電
子は拡散するが、注入域に近いクラツド層３（図で左）
側の方が電子密度が若干高いために発振しやすく、その
発振光強度分布もクラツド層３（左）側に極大値をもつ
非対称な形状となる。
時間的に切換えるような電流注入の形態を考える。例え
ば端子１４から電極１１を通じて流入した電子はクラツ
ド層３から矢印１６で示すように基板１と反対の面から
活性層２に注入される。活性層２中をその注入された電
子は拡散するが、注入域に近いクラツド層３（図で左）
側の方が電子密度が若干高いために発振しやすく、その
発振光強度分布もクラツド層３（左）側に極大値をもつ
非対称な形状となる。
電流が切換えられて端子１５、電極１２を通じ、クラツ
ド層４から活性層２へ電流が矢印１７で示すように流れ
るようになると、発光極大点は中心よりクラツド層４
（右）側に移る。
ド層４から活性層２へ電流が矢印１７で示すように流れ
るようになると、発光極大点は中心よりクラツド層４
（右）側に移る。
従つて信号入力の「１」，「０」に応じて注入電流端子
１４，１５の何れかに切換えることにより、例えば発光
点が中心よりクラツド層３（左）側にあるときに
「１」、クラツド層４（右）側にあるときを「０」とす
るようなデイジタルパルス変調が可能となる。このよう
に発光点が変調された光源と、伝送路光フアイバとの間
に、発光点の位置によつて通過損失が変化するような一
種の光学的空間フイルタを挿入することにより、発光点
の位置に対応する光強度信号がその光フアイバ内に送出
することができる。
１４，１５の何れかに切換えることにより、例えば発光
点が中心よりクラツド層３（左）側にあるときに
「１」、クラツド層４（右）側にあるときを「０」とす
るようなデイジタルパルス変調が可能となる。このよう
に発光点が変調された光源と、伝送路光フアイバとの間
に、発光点の位置によつて通過損失が変化するような一
種の光学的空間フイルタを挿入することにより、発光点
の位置に対応する光強度信号がその光フアイバ内に送出
することができる。
基本横モードで発振する半導体レーザの光を単一モード
フアイバに結合させる通常の結合系では発光点の位置が
変化すると結合効率が大きく変化するので、これを前記
光学的空間フイルタとして用いることにより発光点に対
する変調を光フアイバ内のパルス変調された光信号に変
換できる。従つて空間フイルタとしての単一モードフア
イバの後段に続く伝送路は単一モードでも多モードでも
良い。
フアイバに結合させる通常の結合系では発光点の位置が
変化すると結合効率が大きく変化するので、これを前記
光学的空間フイルタとして用いることにより発光点に対
する変調を光フアイバ内のパルス変調された光信号に変
換できる。従つて空間フイルタとしての単一モードフア
イバの後段に続く伝送路は単一モードでも多モードでも
良い。
この第１図に示した半導体レーザに対するデイジタル信
号により駆動回路としては例えば第２図に示すように、
第１図に示した実施例の半導体レーザ３１のＰ側端子１
３を電源の正側端子３２に接続し、ｎ側端子１４，１５
をそれぞれトランジスタ３３，３４の各コレクタに接続
し、これらトランジスタ３３，３４の各エミツタは互に
接続して定電流源３５を通じて電源の負側端子３６に接
続し、一方のトランジスタ３３のベースにデイジタル信
号入力端子３７を接続し、他方のトランジスタ３４のベ
ースに基準電圧を与える端子３８を接続し、トランジス
タ３３，３４による電流切換回路を構成し、入力デイジ
タル信号が「１」の時、端子３８の基準電圧より入力端
子３７の電圧が高くなり、トランジスタ３３に定電流源
３５の定電流が流れ、半導体レーザ３１の左側に発光点
の中心が移り、入力デイジタル信号が論理「０」で端子
３７の電圧が端子３８の基準電圧より低くなると、トラ
ンジスタ３４に定電流源３５の定電流が流れ、半導体レ
ーザ３１の発光点の中心は右側に移る。
号により駆動回路としては例えば第２図に示すように、
第１図に示した実施例の半導体レーザ３１のＰ側端子１
３を電源の正側端子３２に接続し、ｎ側端子１４，１５
をそれぞれトランジスタ３３，３４の各コレクタに接続
し、これらトランジスタ３３，３４の各エミツタは互に
接続して定電流源３５を通じて電源の負側端子３６に接
続し、一方のトランジスタ３３のベースにデイジタル信
号入力端子３７を接続し、他方のトランジスタ３４のベ
ースに基準電圧を与える端子３８を接続し、トランジス
タ３３，３４による電流切換回路を構成し、入力デイジ
タル信号が「１」の時、端子３８の基準電圧より入力端
子３７の電圧が高くなり、トランジスタ３３に定電流源
３５の定電流が流れ、半導体レーザ３１の左側に発光点
の中心が移り、入力デイジタル信号が論理「０」で端子
３７の電圧が端子３８の基準電圧より低くなると、トラ
ンジスタ３４に定電流源３５の定電流が流れ、半導体レ
ーザ３１の発光点の中心は右側に移る。
またこのように発光されたレーザ光をその発光位置によ
つて通過損失が異なる光学的フイルタを用いて光フアイ
バへ結合させる側を第３図に示す。半導体レーザ３１よ
りのレーザ光の発光点中心が左（クラツド層３）側にあ
る時は、実線４１に示すように単一モード光フアイバ４
２の入射端面のコア４３に、結合レンズ系４４により発
光ビームが入射され、この光フアイバ４２内に伝送され
る。しかし発光点中心が右（クラツド層４）側にある時
は、点線４５で示すように結合レンズ系４４により発光
ビームは光フアイバ４２のクラツド４６に入射され、こ
の光フアイバ４２内で急速に減衰し伝送されない。
つて通過損失が異なる光学的フイルタを用いて光フアイ
バへ結合させる側を第３図に示す。半導体レーザ３１よ
りのレーザ光の発光点中心が左（クラツド層３）側にあ
る時は、実線４１に示すように単一モード光フアイバ４
２の入射端面のコア４３に、結合レンズ系４４により発
光ビームが入射され、この光フアイバ４２内に伝送され
る。しかし発光点中心が右（クラツド層４）側にある時
は、点線４５で示すように結合レンズ系４４により発光
ビームは光フアイバ４２のクラツド４６に入射され、こ
の光フアイバ４２内で急速に減衰し伝送されない。
以上の例は半導体レーザの外部に電流切換を担当する素
子を備えた場合の実施例であるが、半導体レーザチツプ
内部にこれを作り込むことも可能である。そのため能動
素子としてはＦＥＴとバイポーラ・トランジスタのどち
らでも可能である。第４図はＦＥＴを組み込んだ場合を
示し、第１図と対応する部分に同一符号を付けてある。
左右のｎ側電極１１，１２は短絡させてソース端子１８
とされる。ドレインに相当するものは活性層２の真上近
傍のｎ−InPクラツド層である。第２図では前述のよう
に左右クラツド層３，４に分離のために、ｎ−InP層に
選択的にイオン注入を行つて高抵抗領域１９を形成した
例を示してある。さらに埋込みＰ−InP層６を低濃度と
し、そのＰ−InP層６をP+−InGaAsP 層２１により上下
に分離し、そのP+−InGaAsP 層２１上の埋込みＰ−InP
層６のクラツド層３，４と各反対側の一部を除去して、
P+−InGaAsP 層２１上に左右電極22,23をつける。電極
２２，２３に端子２４，２５をそれぞれ付ける。更にイ
オン注入によりメサ両側に点線で示したようなP+領域２
６，２７が左右にそれぞれ形成される。これら領域２
６，２７はゲートとして作用する。
子を備えた場合の実施例であるが、半導体レーザチツプ
内部にこれを作り込むことも可能である。そのため能動
素子としてはＦＥＴとバイポーラ・トランジスタのどち
らでも可能である。第４図はＦＥＴを組み込んだ場合を
示し、第１図と対応する部分に同一符号を付けてある。
左右のｎ側電極１１，１２は短絡させてソース端子１８
とされる。ドレインに相当するものは活性層２の真上近
傍のｎ−InPクラツド層である。第２図では前述のよう
に左右クラツド層３，４に分離のために、ｎ−InP層に
選択的にイオン注入を行つて高抵抗領域１９を形成した
例を示してある。さらに埋込みＰ−InP層６を低濃度と
し、そのＰ−InP層６をP+−InGaAsP 層２１により上下
に分離し、そのP+−InGaAsP 層２１上の埋込みＰ−InP
層６のクラツド層３，４と各反対側の一部を除去して、
P+−InGaAsP 層２１上に左右電極22,23をつける。電極
２２，２３に端子２４，２５をそれぞれ付ける。更にイ
オン注入によりメサ両側に点線で示したようなP+領域２
６，２７が左右にそれぞれ形成される。これら領域２
６，２７はゲートとして作用する。
この複合素子を動作させるには、端子13,18をそれぞれ
正、負に順バイアスし、端子２４に信号を入力し、端子
２５に基準電圧を印加すると左右クラツド層３，４のど
ちらか一方のチヤネルが開き、もう一方が閉じるように
なり、開いたチヤネルのクラツド層（３又は４）から電
流が活性層２に注入される。これにより前述した第１図
に示した実施例と同様な効果が得られる。
正、負に順バイアスし、端子２４に信号を入力し、端子
２５に基準電圧を印加すると左右クラツド層３，４のど
ちらか一方のチヤネルが開き、もう一方が閉じるように
なり、開いたチヤネルのクラツド層（３又は４）から電
流が活性層２に注入される。これにより前述した第１図
に示した実施例と同様な効果が得られる。
ＦＥＴではなくバイポーラ・トランジスタを半導体レー
ザに集積することによつて電流路スイツチとすることも
できる。第５図にその実施例を示す。第４図におけるゲ
ートの代りに左右のクラツド層３，４中にこれらのそれ
ぞれ上下に分けるP+−InGaAsPのベース層２８，２９を
成長させておき、ベース層２８，２９をそれぞれ左、右
のP+−InGaAsP層２１に接続する。左右の端子24，２５
から交代にベース電流を流せば、一方のトランジスタが
オンし電流路が形成され、つまり活性層２にクラツド層
３又は４から電流を注入できる。
ザに集積することによつて電流路スイツチとすることも
できる。第５図にその実施例を示す。第４図におけるゲ
ートの代りに左右のクラツド層３，４中にこれらのそれ
ぞれ上下に分けるP+−InGaAsPのベース層２８，２９を
成長させておき、ベース層２８，２９をそれぞれ左、右
のP+−InGaAsP層２１に接続する。左右の端子24，２５
から交代にベース電流を流せば、一方のトランジスタが
オンし電流路が形成され、つまり活性層２にクラツド層
３又は４から電流を注入できる。
以上の実施例においてＰ−ｎ極性を反転させた構成も可
能であるが、製作過程に若干の違いがある。しかしこの
問題はＰ基板、ｎ基板どちらでもＢＨ−ＬＤが製作可能
な現在ではすべて解決できる。また以上の説明では基板
上に最初に成長させるバツフア層についての説明を省略
した。これはバツフア層の組成が基本的に基板のそれに
同じであるためであつてバツフア層は設けても省略して
もよい。さらに活性層２の厚さは現状のBH−LDの構造と
全く同じでよいため、１μｍよりも薄く０．１μｍより
は厚いものである。従つて活性層２の厚み方向はキヤリ
ア拡散長よりも十分小さい値である。
能であるが、製作過程に若干の違いがある。しかしこの
問題はＰ基板、ｎ基板どちらでもＢＨ−ＬＤが製作可能
な現在ではすべて解決できる。また以上の説明では基板
上に最初に成長させるバツフア層についての説明を省略
した。これはバツフア層の組成が基本的に基板のそれに
同じであるためであつてバツフア層は設けても省略して
もよい。さらに活性層２の厚さは現状のBH−LDの構造と
全く同じでよいため、１μｍよりも薄く０．１μｍより
は厚いものである。従つて活性層２の厚み方向はキヤリ
ア拡散長よりも十分小さい値である。
「発明の効果」 この発明の半導体レーザでは活性層２の幅が活性層内少
数キヤリアの拡散長と同程度又はそれ以下であるため、
活性層２内キヤリア密度の活性層幅方向の変化が小さい
ものとなり、注入されるキヤリア総量（注入電流）が一
定であれば、その注入場所がどこであつてもキヤリア密
度は活性層２内でほぼ一定に保たれる。従つて活性層２
の屈折率もほぼ一定に保たれるため発光点の移動に伴う
動的スペクトル広がりは小さく抑えられる。
数キヤリアの拡散長と同程度又はそれ以下であるため、
活性層２内キヤリア密度の活性層幅方向の変化が小さい
ものとなり、注入されるキヤリア総量（注入電流）が一
定であれば、その注入場所がどこであつてもキヤリア密
度は活性層２内でほぼ一定に保たれる。従つて活性層２
の屈折率もほぼ一定に保たれるため発光点の移動に伴う
動的スペクトル広がりは小さく抑えられる。
また従来の強度変調で問題となつていたパルスのすそ引
きを大幅に低減できると共にパタン効果も低減できる。
つまり従来の強度変調におけるスペース信号が電流注入
を停止することによる消光状態に対応していたため、一
旦レーザ発振が停止すると活性層内キヤリア密度が数ｎ
ｓオーダのキヤリア寿命時間を時定数として緩和してい
くためである。しかしこの発明の構成による半導体レー
ザでは発振を停止させずに発光スポツトを移動させて変
調信号を得ることができるため、従来の強度変調におけ
るキヤリア寿命時間に起因する問題をなくすことが可能
である。
きを大幅に低減できると共にパタン効果も低減できる。
つまり従来の強度変調におけるスペース信号が電流注入
を停止することによる消光状態に対応していたため、一
旦レーザ発振が停止すると活性層内キヤリア密度が数ｎ
ｓオーダのキヤリア寿命時間を時定数として緩和してい
くためである。しかしこの発明の構成による半導体レー
ザでは発振を停止させずに発光スポツトを移動させて変
調信号を得ることができるため、従来の強度変調におけ
るキヤリア寿命時間に起因する問題をなくすことが可能
である。
なおこのようにして発光点の中心を移動させる場合の光
フアイバ内の光パルスの消光比を概算してみる。第６図
に示すように理想的な円形のスポツトがそのスポツトサ
イズ（e-2値の半幅）の倍だけ単一モードフアイバ入射
面上で移動する場合、フアイバへの結合効率は約３５ｄ
Ｂ低下する。即ち消光比３５ｄＢの光パルスが得られ
る。光強度はその中心から距離に対し自乗の逆指数関数
的に減少するので左右発光スポツト４１，４２の中心間
隔が大きい程、良好な消光比が得られることになる。な
お第４図においてＰ−InP埋込み層６を低濃度のP-−InP
とするのはゲートのまわりに逆バイアス時の空乏層を局
在させることによつて高速変調が行えるようにするため
である。
フアイバ内の光パルスの消光比を概算してみる。第６図
に示すように理想的な円形のスポツトがそのスポツトサ
イズ（e-2値の半幅）の倍だけ単一モードフアイバ入射
面上で移動する場合、フアイバへの結合効率は約３５ｄ
Ｂ低下する。即ち消光比３５ｄＢの光パルスが得られ
る。光強度はその中心から距離に対し自乗の逆指数関数
的に減少するので左右発光スポツト４１，４２の中心間
隔が大きい程、良好な消光比が得られることになる。な
お第４図においてＰ−InP埋込み層６を低濃度のP-−InP
とするのはゲートのまわりに逆バイアス時の空乏層を局
在させることによつて高速変調が行えるようにするため
である。
第１図はこの発明による半導体レーザの一例を示す断面
図、第２図は半導体レーザの駆動回路の例を示す図、第
３図は半導体レーザと光フアイバとの結合例を示す図、
第４図は駆動ｎチヤンネルＦＥＴを集積したこの発明の
半導体レーザの例を示す断面図、第５図は駆動ｎｐｎト
ランジスタを集積したこの発明の半導体レーザの例を示
す断面図、第６図は発光スポツト移動の説明図である。 １：Ｐ−InP基板、２：InGaAsP活性層、３：ｎ−InP左
側クラツド層、４：ｎ−InP右側クラツド層、５：ｎ−I
nP埋込み層、６：Ｐ−InP埋込み層、７：ｎ−InP埋込み
層、９：Ｐ側電極、１１：ｎ側左電極、１２：ｎ側右電
極、19：イオン注入で形成した高抵抗領域、２１：P+−
InGaAsPゲート電圧供給用埋込み層、22：左側ゲート電
極、２３：右側ゲート電極、26：P+−InP左側ゲート、
２７：P+−InP右側ゲート、２８：P+−InGaAsP左側ベー
ス、２９：P+−InGaAsP右側ベース。
図、第２図は半導体レーザの駆動回路の例を示す図、第
３図は半導体レーザと光フアイバとの結合例を示す図、
第４図は駆動ｎチヤンネルＦＥＴを集積したこの発明の
半導体レーザの例を示す断面図、第５図は駆動ｎｐｎト
ランジスタを集積したこの発明の半導体レーザの例を示
す断面図、第６図は発光スポツト移動の説明図である。 １：Ｐ−InP基板、２：InGaAsP活性層、３：ｎ−InP左
側クラツド層、４：ｎ−InP右側クラツド層、５：ｎ−I
nP埋込み層、６：Ｐ−InP埋込み層、７：ｎ−InP埋込み
層、９：Ｐ側電極、１１：ｎ側左電極、１２：ｎ側右電
極、19：イオン注入で形成した高抵抗領域、２１：P+−
InGaAsPゲート電圧供給用埋込み層、22：左側ゲート電
極、２３：右側ゲート電極、26：P+−InP左側ゲート、
２７：P+−InP右側ゲート、２８：P+−InGaAsP左側ベー
ス、２９：P+−InGaAsP右側ベース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 清司 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−123886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−84592（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に帯状活性層が形成され、その活性
層の幅がその活性層内小数キャリア拡散長程度あるいは
それ以下とした半導体レーザにおいて、 上記帯状活性層の上記基板と反対の面上の両側部に、絶
縁層あるいは高抵抗層で互いに分離された第１、第２ク
ラッド層が形成され、これら第１、第２クラッド層を通
じて各別に上記活性層に電流を注入できる構成とされて
いる埋め込みヘテロ接合単一縦モード半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60036185A JPH0614573B2 (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60036185A JPH0614573B2 (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61196591A JPS61196591A (ja) | 1986-08-30 |
| JPH0614573B2 true JPH0614573B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=12462668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60036185A Expired - Fee Related JPH0614573B2 (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614573B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0779608B2 (ja) * | 1992-03-16 | 1995-08-30 | プリマハム株式会社 | 食肉の異物除去方法 |
| WO2024134788A1 (ja) * | 2022-12-20 | 2024-06-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54123886A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-26 | Nec Corp | Semiconductor laser unit for high speed modulation |
| JPS5984592A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ−素子およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP60036185A patent/JPH0614573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61196591A (ja) | 1986-08-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |