JPS61206285A

JPS61206285A - 半導体レ−ザ装置

Info

Publication number: JPS61206285A
Application number: JP60047024A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kojima; 啓介小島; Kazuo Hisama; 和生久間; Toshio Aranishi; 新西　俊雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は半導体レーザ装置に関し、特に複数の波長の
光を独立した電流注入により発生する波長多重分布帰還
（ＤＦＢ）半導体レーザに関するものである。

［従来の技術］第４図（ａ）、（ｂ）は例えば文献ｌ（電子通信学会、
光電子エレクトロニクス研究会資料ＯＱＥ　８４−７８
　（１９８４年９月））に示された従来の波長多重ＯＦ
Ｂ半導体レーザの構成図を示し、図において、（１）は
ＧａＩｒ＋ＡｓＰでなる活性層、（２）は第４図（ｂ）
に示す如く互いに５種類の回折格子（２ａ）〜（２ｅ）
のピッチ１臨を異ならせて周期を変化させることにより
発信波侵入ａ、入す、入Ｃ１入ｄ、及び入ｅを制御でき
るようになされた回折格子、（３）はｎ−Ｇａ１ｎＡｓ
Ｐの光導波層、（５）は電極を示す。

図示構成のように、素子内部に回折格子（２）を有する
叶Ｂ半導体レーザは、特定の波長の光のみを選択的に反
射させるので、その波長でのレーザ発振が可能である。

そして、回折格子（２ａ）〜（２ｅ）は互いに周期が異
なるため、別々の波長で発振が可能であり、さらに、活
性層（１）の′屯流注入用電極（５）が１いに空間的に
離隔しているため独立して変調可能な５波長集積ＤＦＢ
レーザを構成する。

また、第５図は文献２　（Ｗ、Ｔ、Ｔｓａｎｇ、Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、　、３６（６）、Ｐ４４１．１９８０）に示
された従来の波長多重半導体レーザを示し、図において
、（１ａ）〜（ｌｄ）は互いに組成の異なるｎ型の活性
層、（３ａ）〜（３ｅ）はｎ型の閉じ込め層、（４）は
Ｚｎを拡散したＰ型領域、（５ａ）　、　（５ｂ）は電
極、（６）基板、（８）は絶縁層を示す。

該構成において、電極（５ａ）からは正孔が、電極（５
ｂ）からは電子がそれぞれＰ型領域のＺｎ拡散層（４）
　、　　ｎ型の閉じ込め層（３ａ）〜（３ｅ）へ注入さ
れ、注入されたキャリアは活性層（１ａ）〜（１ｄ）に
分かれて注入され、再結合してそれぞれ異なる波長の光
子を発生するようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］しかるに、第４図（ａ）　、　（ｂ）構成による従来の
波長多重ＤＦＢ半導体レーザにおいては、各活性層（１
〕は互いに通常１００　ｇｍに離れており、従って同一
　チップから複数の波長の光を出すことができるが、光
ファイバのコアの半径は数１０ｐｍであるために、これ
らのレーザ光を１本の光ファイ／へに集光するためには
複数な光学系が必要である。

他方、第５図構成による従来の波長多重半導体レーザに
おいては、第４図（ａ）、（ｂ）構成のものに比して別
々の電流で各波、長の光を変調することは不可能であっ
た。

そこで、この発明は上記のような従来のものの問題点を
解決するためになされたもので、別々の電流で複数の波
長の光を変調できるとともに、すべての光を同じレンズ
で１本の光ファイバに結合させることが可能な波長多重
半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る半導体レーザ装置は、閉じ込め層間に間
種される複数の組成の異なる活性層のそれぞれに個別電
極を接続したものである。

［作用］この発明における活性層は別々の電流により駆動され、
互いに異なる波長の光を発生する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１ａ）〜（ＩＣ）は基板（６）上に縦方
向に積層した活性層、　（２ａ）〜（２Ｃ）は回折格子
、（３ａ）〜（３Ｃ）は各活性層間を分離するバンドギ
ャップのより大きな閉じ込め層、（４）の斜線部はＺｎ
を拡散したＰ型層、（５ａ）〜（５Ｃ）はそれぞれ活性
Ｊｉ＃（ｌａ）〜（ＩＣ）に接続され横方向電流注入を
行う電極、（５ｄ）はＰ型層（４）に接続された電極で
ある。

上記構成においては、回折格子（２ａ）〜（２Ｃ）の周
期を互いに異ならせると、電極（５ａ）〜（５Ｃ）から
注入された電子が、電極（５ｄ）から注入された正孔と
活性層（Ｉａ）〜（１ｃ）のＺｎ拡散領域（４）の界面
付近で書結合し光を発生するが、それらの波長は互いに
異なり、また各発振波長は安定することになる。

そして、閉じ込め層（３ａ）〜（３Ｃ）のバンドギャッ
プを大きくしておくと電気的に活性層（１ａ）〜（ＩＣ
）は分離されるので、別々の電流で変調可能で、別々の
波長の光を出することができる。

しかして、複数の活性層を縦方向に積層して各発光部を
縦型にし、出射光のビームスポットの間隔をたとえば２
〜４ｇｍ程度と小さくすることにより、同一のレンズで
光をコリメートさせて同一の光ファイバに入射させるこ
とが可能で、光ファイバと結合できシステムが安価で小
型になる。

なお、上記実施例では回折格子（２ａ）〜（２Ｃ）は活
性層（１ａ）〜（Ｉｃ）上に直接作っているがＳ２図に
示されるように活性層（１ａ）〜（ｌｃ）の上に、バン
ドギャップ（屈折率）が活性層と閉じ込め層の中間であ
るガイド層（７）を設け、その上に回折格子（２）を作
ってもよい。

また、上記実施例では回折格子（２ａ）〜（２ｃ）の周
期を変えているが、活性層、ガイド層、閉じ込め層のう
ちの１つ以上の屈折率（バンドギャップ）を変えて発振
波長を変えてもよい。

また、上記実施例では閉じ込め層（３ａ）〜（３ｃ）は
一様な組成であるが。第３図に示されるように屈折率を
連続的に変化させることにより（ＧＲＩＮ−ＳＣＨと呼
ばれる）光の閉じ込めを強くして、各ビームスポットの
間隔を小さく（２ルω以下）することも可能で、１つの
レンズで同じファイバに集光できる。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、各活性層に個別電極
を備えて横方向電流を注入することによりそれぞれ複数
の波長の光を変調でき、複数の発光部を縦型に構成した
ので、１つのレンズで同一ファイバに集光でき、システ
ムの小型、軽量化が可能であり、安価になり、また軸合
せが−ケ所だけですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による波長多重ＤＦＢ半導
体レーザを示す構成図、第２図はこの発明の他の実施例
で、活性層と回折格子の間にガイド層を設けたちの模式
図、第３図はこの発明の他体レーザの模式図、第５図は
従来の横方向電流注入波長多重半導体レーザの模式図で
ある。図において、（１）　、（ｌａ）〜（１ｃ）は活性層。（２）、（２ａ）〜（２Ｃ）は回折格子、（３）　、　
（３ａ）〜（３ｃ）は閉じ込め層、（５）　、（５ａ）
〜（５Ｃ）は電極、（８）は基板、（７）はガイド層である。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に縦方向に積層される複数の活性層と、各
活性層に近接する回折格子と、各活性層間を分離するバ
ンドギャップのより大きな閉じ込め層と、各活性層にそ
れぞれ接続されて異なる横方向電流注入を行なう複数の
電極を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
（２）上記各活性層上に、バンドギャップが活性層と閉
じ込め層の中間であるガイド層を設け、各ガイド層上に
上記回折格子を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の半導体レーザ装置。
（３）上記各回折格子の周期を変えることにより異なる
波長の光を発生させることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の半導体レーザ装置。
（４）上記活性層、ガイド層、及び閉じ込め層の少なく
とも１つ以上の組成を変えることにより異なる波長の光
を発生させることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の半導体レーザ装置。
（５）上記閉じ込め層の組成を連続的に変化させたこと
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の半導体レーザ
装置。