JPS62173786A - 分布帰還型半導体レ−ザ - Google Patents
分布帰還型半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS62173786A JPS62173786A JP61016337A JP1633786A JPS62173786A JP S62173786 A JPS62173786 A JP S62173786A JP 61016337 A JP61016337 A JP 61016337A JP 1633786 A JP1633786 A JP 1633786A JP S62173786 A JPS62173786 A JP S62173786A
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-
- 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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1228—DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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〕
本発明は、分布帰還型半導体レーザに関する。
本発明は、分布帰還型半導体レーザにおいて、活性層近
傍に周期的な光の吸収層を設け、レーザ利得を周期的に
変化させ屈折率の虚数部にも周期的変調を与えることに
よって、安定な単一波長動作を行わせるようにしたもの
である。
傍に周期的な光の吸収層を設け、レーザ利得を周期的に
変化させ屈折率の虚数部にも周期的変調を与えることに
よって、安定な単一波長動作を行わせるようにしたもの
である。
〔従来の技術ｊ
分布帰還型半導体レーザ（以下、ＤＦＢレーザと略す）
は単一波長で動作し易いことから長距離で大容量の光フ
アイバ通信に用いる光源として期待されている。しかし
、従来の回折格子の周期的な凹凸によって与えられる屈
折率の実数部のみの周期的な変化を用いたＤＦＢレーザ
は、２モ一ド発振の可能性がある。これを単一モード発
振にする為には回折格子中央部にλ／４シフトを導入す
る必要がある。
は単一波長で動作し易いことから長距離で大容量の光フ
アイバ通信に用いる光源として期待されている。しかし
、従来の回折格子の周期的な凹凸によって与えられる屈
折率の実数部のみの周期的な変化を用いたＤＦＢレーザ
は、２モ一ド発振の可能性がある。これを単一モード発
振にする為には回折格子中央部にλ／４シフトを導入す
る必要がある。
ところで、屈折率の虚数部にも周期的な変化を導入した
ＤＦＢレーザは、特に他の工夫無しで単−縦モード発振
となる。従来、この方法に関する提案として、一つは活
性層を周期的に分断する方法（特開昭６０−１０２７８
８号公報）、他は成長時に周期的な活性層を形成する方
法（特開昭６０−１０２７８９公報）等がある。
ＤＦＢレーザは、特に他の工夫無しで単−縦モード発振
となる。従来、この方法に関する提案として、一つは活
性層を周期的に分断する方法（特開昭６０−１０２７８
８号公報）、他は成長時に周期的な活性層を形成する方
法（特開昭６０−１０２７８９公報）等がある。
しかし乍ら、上述の前者の方法は活性層を周期的に分割
ないし削る工程を含む為に、非発光再結合の増加、寿命
の短命化が予想される。又、後者の方法では横モードの
安定化が困難となる。
ないし削る工程を含む為に、非発光再結合の増加、寿命
の短命化が予想される。又、後者の方法では横モードの
安定化が困難となる。
本発明は、上述の点に鑑み、活性１舗を傷つけづに屈折
率の虚数部に周期的変調を与えて単一波長動作するＤＦ
Ｂレーザを提供するものである。
率の虚数部に周期的変調を与えて単一波長動作するＤＦ
Ｂレーザを提供するものである。
本発明は、クラッド層（２１（８１、活性層（３）、活
性Ｊ偕（３）からの光を回折格子へ導くためのガイド層
（５）を積層して有するＤＦＢレーザにおいて、活性層
（３）の近傍に活性Ｊｉｆ （３１のバンドギャップと
等しいか又はこれより小さいバンドギャップを有する吸
収層（６）を設けて成るものである。
性Ｊ偕（３）からの光を回折格子へ導くためのガイド層
（５）を積層して有するＤＦＢレーザにおいて、活性層
（３）の近傍に活性Ｊｉｆ （３１のバンドギャップと
等しいか又はこれより小さいバンドギャップを有する吸
収層（６）を設けて成るものである。
吸収層（６）は活性Ｍ（３）からの光を吸収するもので
あり、光の進行方向に沿って周期的に設けられる。
あり、光の進行方向に沿って周期的に設けられる。
またこの吸収層（６）を含んで周期的な凹凸部ら回折格
子（７）が形成される。
子（７）が形成される。
上述の構成によれば、周期的に存在する吸収層（６）に
よって活性層（３）からしみ出した光が吸収され、その
吸収された部分のレーザ利得が減少する。これによりＤ
ＦＢレーザの長手方向に見たレーザ利得が周期的に変化
し、屈折率の虚数部が周期的に変化する。従って、回折
格子による屈折率の実数部の周期的な変化に加えて、虚
数部も周期的に変化し、ブラック波長付近の単−縦モー
ド発振がｒ＋Ｊ能となる。
よって活性層（３）からしみ出した光が吸収され、その
吸収された部分のレーザ利得が減少する。これによりＤ
ＦＢレーザの長手方向に見たレーザ利得が周期的に変化
し、屈折率の虚数部が周期的に変化する。従って、回折
格子による屈折率の実数部の周期的な変化に加えて、虚
数部も周期的に変化し、ブラック波長付近の単−縦モー
ド発振がｒ＋Ｊ能となる。
この構成では活性層を傷つけることがないので、非発光
再結合の増加、寿命の短命化は回避される。
再結合の増加、寿命の短命化は回避される。
以Ｆ、図面を参照して本発明によるＤＦＢレーザの実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図は、ＧａＡｓ系のＤＦＢレーザの例である。
７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域ではＧａＡｓ系とな
る。本例においては、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）の上にｎ
−ＡｌＧａＡｓによるクラット層（２）及びＧａＡｓ
（又はＡＩＧａＡｓ）の活性層（３）を順次形成する。
る。本例においては、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）の上にｎ
−ＡｌＧａＡｓによるクラット層（２）及びＧａＡｓ
（又はＡＩＧａＡｓ）の活性層（３）を順次形成する。
このクラフト層（２）及び活性層（３）は通常の構造で
あり、クラッド層（２）のへｌ比を高くとる。この活性
層（３）上にキャリアを活性層（３）に閉じ込めるため
にへｌ比がやや多めの薄いｐ−＾ｌＧａＡ３ブロック層
（４）を形成し、さらにこのブロックｒ＠（４１上に活
性層（３）からの光を後述の回折格子（７）に導くため
の例えば叶ＩｎＧａＡｓＰガイドｆ＃ （５）を形成す
る。
あり、クラッド層（２）のへｌ比を高くとる。この活性
層（３）上にキャリアを活性層（３）に閉じ込めるため
にへｌ比がやや多めの薄いｐ−＾ｌＧａＡ３ブロック層
（４）を形成し、さらにこのブロックｒ＠（４１上に活
性層（３）からの光を後述の回折格子（７）に導くため
の例えば叶ＩｎＧａＡｓＰガイドｆ＃ （５）を形成す
る。
ガイドＩ！ （５）としてはＡｌＧａＡｓ１曲でもよい
が、ここではＡｌＧａＡｓに格子整合するｒｎＧａＡｓ
Ｐ Ｊ−を用いた。これは次のホログラフィック露光法
で回折格子を形成する際の酸化を極力抑える為に有効で
ある。
が、ここではＡｌＧａＡｓに格子整合するｒｎＧａＡｓ
Ｐ Ｊ−を用いた。これは次のホログラフィック露光法
で回折格子を形成する際の酸化を極力抑える為に有効で
ある。
次に、活性層（３）のバンドギャップと等しいか又はこ
れより小さいバンドギャップを有する吸収層となるＧａ
Ａｓｊｆｆｌを形成した後、ホログラフィック露光法に
より回折格子（７）を形成し、同時に周期的に分入りさ
れた吸収層（６）を形成する。この回折格子（７）の形
成時に空気にさらされる血は酸化を極力抑えるためにＡ
Ｉを含んでいないツエが望ましい。この点で本例でばＧ
ａＡｓ吸収層（ム）とＩｎＧａＡｓＰガイドＰｔ ｆｆ
１ｌのみが空気にさらされるため、界面酸化の問題を減
らずことができる。吸収ＩＮ （６１のＧａＡｓ１ｔ＃
はｎタイプでもｐタイプでも良いが、本例ではｎ−Ｇａ
Ａｓ１ｍを示した。次に通常通りｐ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層（８）を形成する。このクラッド層（８）の屈折
率はＩｎＧａＡｓＰの屈折率より小さくする必要がある
。次で叶ＧａＡｓギャップ層（９）を介して一方の電極
（１０）を形成し、またｎ−ＧａＡｓ基板（１）の裏面
に他方の電極（１１）を形成してＤＦＢレーザ（１２）
を構成する。
れより小さいバンドギャップを有する吸収層となるＧａ
Ａｓｊｆｆｌを形成した後、ホログラフィック露光法に
より回折格子（７）を形成し、同時に周期的に分入りさ
れた吸収層（６）を形成する。この回折格子（７）の形
成時に空気にさらされる血は酸化を極力抑えるためにＡ
Ｉを含んでいないツエが望ましい。この点で本例でばＧ
ａＡｓ吸収層（ム）とＩｎＧａＡｓＰガイドＰｔ ｆｆ
１ｌのみが空気にさらされるため、界面酸化の問題を減
らずことができる。吸収ＩＮ （６１のＧａＡｓ１ｔ＃
はｎタイプでもｐタイプでも良いが、本例ではｎ−Ｇａ
Ａｓ１ｍを示した。次に通常通りｐ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層（８）を形成する。このクラッド層（８）の屈折
率はＩｎＧａＡｓＰの屈折率より小さくする必要がある
。次で叶ＧａＡｓギャップ層（９）を介して一方の電極
（１０）を形成し、またｎ−ＧａＡｓ基板（１）の裏面
に他方の電極（１１）を形成してＤＦＢレーザ（１２）
を構成する。
かかる構成によれば、活性層（３）からの光が周期的に
配列された吸収層（６）に吸収されることによって、そ
の部分でのレーザ利得が減少する。従ってＤＦＢレーザ
の長手方向に見たレーザ利得が周期的に変化し、屈折率
の虚数部が周期的に変化する。
配列された吸収層（６）に吸収されることによって、そ
の部分でのレーザ利得が減少する。従ってＤＦＢレーザ
の長手方向に見たレーザ利得が周期的に変化し、屈折率
の虚数部が周期的に変化する。
従って、ＤＦＢレーザとしての光の帰還は、回折格子（
７）による屈折率の実数部の周期的変化を利用した屈折
率型カップリングに加えて、屈折率の虚数部の周期的変
化を利用した利得型カップリングとなり、ブラック波長
付近の単−縦モード発厖が１、ＩＪ能となる。
７）による屈折率の実数部の周期的変化を利用した屈折
率型カップリングに加えて、屈折率の虚数部の周期的変
化を利用した利得型カップリングとなり、ブラック波長
付近の単−縦モード発厖が１、ＩＪ能となる。
ス、第１図の構成において、吸収層（６）としてｎタイ
プを用いた場合には、吸収層（６）が周期的な′市流狭
さく層として慟（。即ちガイド）＠ （５１とプロツり
屓（４）を充分薄くすると、活性層（３）に注入される
電流が周期的となり、周期的な利得分布が形成されるこ
とになり、周期的な吸収層（６）の効果を強め合うもの
である。
プを用いた場合には、吸収層（６）が周期的な′市流狭
さく層として慟（。即ちガイド）＠ （５１とプロツり
屓（４）を充分薄くすると、活性層（３）に注入される
電流が周期的となり、周期的な利得分布が形成されるこ
とになり、周期的な吸収層（６）の効果を強め合うもの
である。
第２図はＩｎＰ糸のＤＦＢレーザの例である。
１．３μｍ〜１．５μｍの波長領域ではＴｎＰ系となる
。
。
本例においては、ｎ−ＩｎＰ基板（２１）にｎ−ｒｎＰ
クラッド層（２２）を形成し、この上に活性層（２６）
のバンドギャップと等しいか、これより小ざいバンドギ
ャップを有するｐタイプ又はｎタイプ、本例ではｐ−１
ｎＧａＡｓＰ吸収１ｍ（２３）を成長せしめ、次にホロ
グラフィック露光法で回折格子（２４）を形成する。こ
れにより吸収１５（２３）は周期的に分割される。次で
、順次、ｎ−１ｎＧａＡｓＰガイド層（２５）、ｒｎＧ
ａＡｓＰ活性層（２６）及びｐ−１ｎＰクラツド！＠
（２７）を成長し、電極（２８）及び（２９）を形成し
てＤＦＢレーザ（３０）を構成する。なお、回折格子（
２４）、吸収層（２３）は活性１’１（２Ｂ）よりｐ側
に形成してもよい。
クラッド層（２２）を形成し、この上に活性層（２６）
のバンドギャップと等しいか、これより小ざいバンドギ
ャップを有するｐタイプ又はｎタイプ、本例ではｐ−１
ｎＧａＡｓＰ吸収１ｍ（２３）を成長せしめ、次にホロ
グラフィック露光法で回折格子（２４）を形成する。こ
れにより吸収１５（２３）は周期的に分割される。次で
、順次、ｎ−１ｎＧａＡｓＰガイド層（２５）、ｒｎＧ
ａＡｓＰ活性層（２６）及びｐ−１ｎＰクラツド！＠
（２７）を成長し、電極（２８）及び（２９）を形成し
てＤＦＢレーザ（３０）を構成する。なお、回折格子（
２４）、吸収層（２３）は活性１’１（２Ｂ）よりｐ側
に形成してもよい。
この構成の場合も、第１図で説明したと同様に周期的な
吸収層（２３）によりレーザ利得を周期的に変化させ、
屈折率の実数部に加えて、虚数部も周期的に変化し、単
−縦モード発振が可能となる。
吸収層（２３）によりレーザ利得を周期的に変化させ、
屈折率の実数部に加えて、虚数部も周期的に変化し、単
−縦モード発振が可能となる。
上述せる本発明によれば、ＤＦＢレーザにおいて、活性
層近傍に活性層のバンドギャップと等しいか又はこれよ
り小さいバンドギャップを有する光の吸収層を有するこ
とにより、活性層を傷つけることなく、屈折率の虚数部
に周期豹変ＩＭを与えることができ、極めて安定な単−
縦モード発振のＤＦＢレーザを実現することができる。
層近傍に活性層のバンドギャップと等しいか又はこれよ
り小さいバンドギャップを有する光の吸収層を有するこ
とにより、活性層を傷つけることなく、屈折率の虚数部
に周期豹変ＩＭを与えることができ、極めて安定な単−
縦モード発振のＤＦＢレーザを実現することができる。
図面のＩｆｆ）車な説明
第１図は本発明によるＤＦＢレーザの一実施例を示す断
面図、第２図は本発明によるＤＦＢレーザの他の実施例
を示す断面図である。
面図、第２図は本発明によるＤＦＢレーザの他の実施例
を示す断面図である。
（１）は基板、（２）はクラッド層、（３）は活性層、
（４）はブロック層、（５）はガイド層、（６）は吸収
層、（７）は回折格子、（８）はクラッド層、（１０）
、 （１１）は電極である。
（４）はブロック層、（５）はガイド層、（６）は吸収
層、（７）は回折格子、（８）はクラッド層、（１０）
、 （１１）は電極である。
Claims (1)
- クラッド層、活性層、ガイド層及び吸収層が積層されて
なる分布帰還型半導体レーザにおいて、上記吸収層のバ
ンドギャップが上記活性層のバンドギャップと等しいか
、小さいことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61016337A JPS62173786A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61016337A JPS62173786A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62173786A true JPS62173786A (ja) | 1987-07-30 |
Family
ID=11913600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61016337A Pending JPS62173786A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62173786A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240984A (ja) * | 1988-07-30 | 1990-02-09 | Tokyo Univ | 半導体分布帰還型レーザ装置 |
| JPH03145780A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| US5093835A (en) * | 1989-06-30 | 1992-03-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| US5325379A (en) * | 1992-01-20 | 1994-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Tunable laser diode |
| EP0614254A1 (en) * | 1993-03-01 | 1994-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Gain-coupling distributed feedback semiconductor laser and method of producing the same |
| EP1162708A1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-12 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser device |
| KR100324203B1 (ko) * | 1999-09-18 | 2002-02-16 | 오길록 | 순수 이득결합 분포 궤환형 반도체 레이저 및 그 제조방법 |
| JP2002111125A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Fujitsu Ltd | 分布帰還型半導体レーザ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60132380A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-15 | Hitachi Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-01-28 JP JP61016337A patent/JPS62173786A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60132380A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-15 | Hitachi Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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