JPH0732292B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH0732292B2
JPH0732292B2 JP62149141A JP14914187A JPH0732292B2 JP H0732292 B2 JPH0732292 B2 JP H0732292B2 JP 62149141 A JP62149141 A JP 62149141A JP 14914187 A JP14914187 A JP 14914187A JP H0732292 B2 JPH0732292 B2 JP H0732292B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、半導体発光装置に於いて、活性層を超格子と
回折格子で挟み、該超格子に電圧を印加してその屈折率
を変化させることに依り、発振波長を大幅に変化させる
ことを可能にした。
〔産業上の利用分野〕 本発明は、発振周波数、即ち、発振波長を制御すること
が可能な半導体発光装置に関する。
〔従来の技術〕
近年、コヒーレント光を用いて光通信を行う技術に関す
る研究及び開発が進んでいる。これは、従来の光通信に
於ける情報伝達が光のオン・オフ変調に依存していたの
に対し、光を電磁波として取り扱い、その位相、振幅、
周波数などに関し、電磁波と同様、FM、PM、FSK、PSKな
どの変調をかけて情報伝達を行うものであり、これに依
り、信号伝送距離を延伸したり、多量の情報を伝達でき
るようにするものである。
この場合、コヒーレント光の光源としては、矢張り半導
体レーザを用いることになるが、そのような目的を達成
する半導体レーザの一つとして、或る場合には一定の発
振波長で固定的に発振を持続し、また、或る場合には発
振波長が可変であるもの、即ち、波長チューニングを行
うことができる半導体レーザが必要になる。
半導体レーザの発振波長を可変にするには、レーザ共振
器の長さを変える、媒質を変える、屈折率を変える、動
作温度を変えるなど種々の手段がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記したように、半導体レーザの発振波長を可変にする
には種々の手段が存在するものの、従来技術に依るもの
では、波長の可変幅が不充分であり、しかも、それに随
伴して閾値電流が高くなったり、或いは、発光効率が低
下するなど半導体レーザの基本的特性が劣化してくるな
どの欠点があった。また、波長を可変とする為、半導体
のバルク効果であるバンド端効果或いはプラズマ効果を
利用したものに於いては、何れも順方向バイアスで使用
するので、リーク電流や発熱の面で問題があった。
本発明は、レーザ共振器内の屈折率を外部から変化さ
せ、その結果、発振波長の安定なチューニングを可能と
した半導体発光装置を提供しようとする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に依る半導体発光装置に於いては、活性層（例え
ばInGaAsP活性層５）の一方の面側に配設され且つ光学
的に結合された超格子（例えば超格子７）と、同じく活
性層の他方の面側に配設され且つ光学的に結合された回
折格子（例えば回折格子２）と、前記超格子に電圧を印
加してその屈折率を変化させる制御電極（例えば制御電
極11）とが形成されている。
〔作用〕
前記構成を採ることに依り、制御電極に印加する電圧で
発振波長を安定に且つ大幅に変化させることができ、そ
して、そのようにしても発振の閾値電流が高く成った
り、発光効率の低下、リーク電流の増加、発熱などの問
題も発生しないので、コヒーレント光に依る光通信に用
いて好適である。
〔実施例〕
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は第
１図に見られる線Ａ−Ａで切断した要部正面図をそれぞ
れ表している。
図に於いて、１はｎ型InP基板、２は回折格子、３はｎ
型InPクラッド層、４はｉ型InP高抵抗層、５はInGaAsP
活性層、６はｐ型InPクラッド層、７は超格子、7Aは超
格子７の構成要素であるInP障壁層、7Bは超格子７の構
成要素であるInGaAsP井戸層、８はｎ型InP電流阻止層、
９はｐ型InP電流路層、10はｐ側電極、11は制御電極、1
2はｎ側電極をそれぞれ示している。
本実施例に於ける各部分の主要データを例示すると次の
通りである。
（ａ）回折格子２について ピッチ:0.2〜0.22〔μｍ〕 （ｂ）クラッド層３について 厚さ:1200〜2200〔Å〕 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 （ｃ）高抵抗層４について 厚さ:2〜３〔μｍ〕 （ｄ）活性層５について 厚さ:0.12〜0.17〔μｍ〕 幅:0.8〜1.3〔μｍ〕 対応波長λ:1.5〔μｍ〕 （ｅ）クラッド層６について 厚さ:0.2〜0.5〔μｍ〕 不純物濃度:1〜２×1018〔cm-3〕 （ｆ）超格子７について 障壁層7A及び井戸層7Bの層数:5〜12層 （ｇ）障壁層7A 厚さ:80〜120〔Å〕 （ｈ）井戸層7B 厚さ:20〜30〔Å〕 対応波長λ:1.3〔μｍ〕 （ｉ）電流阻止層８について 厚さ:1〜1.5〔μｍ〕 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 （ｊ）電流路層９について 厚さ:1〜1.5〔μｍ〕 不純物濃度:1〜２×1018〔cm-3〕 （ｋ）ｐ側電極10について 材料:TiPtAu （ｌ）制御電極11について 材料:TiPtAu （ｍ）ｎ側電極12について 材料:AuGeNi 本実施例に於いて、レーザ発振電流はｐ側電極10から供
給され、ｐ型InP電流路層９→ｐ型InPクラッド層６→In
GaAsP活性層５→ｎ型InPクラッド層３→ｎ型InP基板１
→ｎ側電極12の順に流れ、そして、その発振波長は制御
電極11に印加される電圧、即ち、超格子７に印加される
逆バイアス電圧で制御される。また、そのようにして発
振波長がチューニングされたレーザ光は、回折格子２の
作用に依って、発振スペクトル幅は狭小化されることは
云うまでもない。
このように、制御電極11に印加される電圧で発振波長が
変化する理由は、該電圧で超格子７に於ける光屈折率が
変わり、延いては導波路全体の光屈折率が変化すること
に依る。斯かる動作をさせるには、活性層５と超格子７
との光学的結合が重要であり、従って、それ等は近接し
て配設することが必要であって、その為にがｐ側のクラ
ッド層６に於ける厚さは前記の範囲に維持することが肝
要である。
このように超格子７に電圧を印加して光屈折率が変化す
るのは、量子閉じ込めスターク（Stark）効果によるも
のである。
本実施例に依ると、発振波長の可変幅は約400〜500
〔Å〕程度に広くなった。因みに、従来技術に依った場
合のそれは高々50〔Å〕程度である。
〔発明の効果〕
本発明に依る半導体発光装置に於いては、活性層を超格
子と回折格子で挟み、該超格子に制御電圧を印加してそ
の屈折率を変化させるようにしている。
この構成を採ることに依り、制御電極に印加する電圧で
発振波長を安定に且つ大幅に変化させることができ、そ
して、そのようにしても発振の閾値電流が高く成った
り、発光効率の低下、リーク電流の増加、発熱などの問
題も発生しないので、コヒーレント光に依る光通信に用
いて好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は第
１図に見られる線Ａ−Ａで切断した要部正面図をそれぞ
れ表している。 図に於いて、１はｎ型InP基板、２は回折格子、３はｎ
型InPクラッド層、４はｉ型InP高抵抗層、５はInGaAsP
活性層、６はｐ型InPクラッド層、７は超格子、7Aは超
格子７の構成要素であるInP障壁層、7Bは超格子７の構
成要素であるInGaAsP井戸層、８はｎ型InP電流阻止層、
９はｐ型InP電流路層、10はｐ側電極、11は制御電極、1
2はｎ側電極をそれぞれ示している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】活性層の一方の面側に配設され且つ光学的
    に結合された超格子と、 同じく活性層の他方の面側に配設され且つ光学的に結合
    された回折格子と、 前記超格子に電圧を印加してその屈折率を変化させる制
    御電極と が形成されてなることを特徴とする半導体発光装置。
JP62149141A 1987-06-17 1987-06-17 半導体発光装置 Expired - Lifetime JPH0732292B2 (ja)

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JP62149141A JPH0732292B2 (ja) 1987-06-17 1987-06-17 半導体発光装置
US07/203,199 US4817105A (en) 1987-06-17 1988-06-07 Integrated laser device with refractive index modulator
DE88401506T DE3887013D1 (de) 1987-06-17 1988-06-16 Integrierte Laservorrichtung mit Brechungsindex-Modulator.
EP88401506A EP0296066B1 (en) 1987-06-17 1988-06-16 An integrated laser device with refractive index modulator

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JPH01272176A JPH01272176A (ja) 1989-10-31
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US4817105A (en) 1989-03-28
EP0296066A2 (en) 1988-12-21
EP0296066A3 (en) 1991-05-02
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EP0296066B1 (en) 1994-01-12

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