JPS62295480A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS62295480A JPS62295480A JP61138266A JP13826686A JPS62295480A JP S62295480 A JPS62295480 A JP S62295480A JP 61138266 A JP61138266 A JP 61138266A JP 13826686 A JP13826686 A JP 13826686A JP S62295480 A JPS62295480 A JP S62295480A
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- Japan
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- semiconductor laser
- laser
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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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
-
- 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
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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】
３、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、とりわけ、回折
格子を有する分布帰還形の半導体レーザ装置に関するも
のである。
格子を有する分布帰還形の半導体レーザ装置に関するも
のである。
第２図および第３図はそれぞれアプライド′フィジック
ス オプ レターズｒＡｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔ
ｔ）第９６巻、第１／行（／ｑｔｒｓ年６月７日）１ａ
コｇ頁および昭和ＡＯ年秋期、応用物理学会予稿集／Ｐ
−Ｍ−６に記載された狭スペクトル線幅化を月差した半
導体レーザ装置を示し、図において、電極（／ｌ＞）、
（／ｂ）、基板（コ）、活性層（５ａ）、光導波路層（
ｓｂ’）、クラツト層（デ１、コンタクト層（’ ０
） 、反射端面（ｉ ｐ ）、埋込み層（ｌｓ）、（／
ｂ）からなり、第３図の場合はファプリーペローレーザ
Ｃ／２）に外部共振器（／３）を集積化した構造、第３
図の場合は分布帰還形レーザ（／コ）に外部共振器（１
３）を集積化した構造となっている。
ス オプ レターズｒＡｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔ
ｔ）第９６巻、第１／行（／ｑｔｒｓ年６月７日）１ａ
コｇ頁および昭和ＡＯ年秋期、応用物理学会予稿集／Ｐ
−Ｍ−６に記載された狭スペクトル線幅化を月差した半
導体レーザ装置を示し、図において、電極（／ｌ＞）、
（／ｂ）、基板（コ）、活性層（５ａ）、光導波路層（
ｓｂ’）、クラツト層（デ１、コンタクト層（’ ０
） 、反射端面（ｉ ｐ ）、埋込み層（ｌｓ）、（／
ｂ）からなり、第３図の場合はファプリーペローレーザ
Ｃ／２）に外部共振器（／３）を集積化した構造、第３
図の場合は分布帰還形レーザ（／コ）に外部共振器（１
３）を集積化した構造となっている。
以上の構成により、第一図、第３図いずれの構造におい
ても電極（／ａ）、（／ｂ）間に電流を流すことにより
、レーザ部（／コ）にてレーザー発振が生じる。発生し
たレーザ光の１部は外部共振器（／３）中和導かれ、反
射端面（ｉｑ）で反射されて再びレーザ（／２）中へも
どる。こうしてレーザ部（／コ）へ光帰還がかけられ、
スペクトル線幅の狭化を図ることができる。光帰還によ
るレーザスペクトル線幅の狭化についてはアイ・イー・
イー・イー・ジャーナル オブ ファンタム エレクト
ロニツクスｒＩＥＦＪ１．Ｔ。
ても電極（／ａ）、（／ｂ）間に電流を流すことにより
、レーザ部（／コ）にてレーザー発振が生じる。発生し
たレーザ光の１部は外部共振器（／３）中和導かれ、反
射端面（ｉｑ）で反射されて再びレーザ（／２）中へも
どる。こうしてレーザ部（／コ）へ光帰還がかけられ、
スペクトル線幅の狭化を図ることができる。光帰還によ
るレーザスペクトル線幅の狭化についてはアイ・イー・
イー・イー・ジャーナル オブ ファンタム エレクト
ロニツクスｒＩＥＦＪ１．Ｔ。
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、）第ＱＥ／を巻、
第６号（ｉｑざコ年６月）ｑ６／〜９り０頁に詳記され
ている。レーザ部（／コ）から外部共振器（１３）中へ
の光の導入は、第２図の場合、活性層（ｓａ）と光導波
路層（ｓｂ）との間での光の授受により行われ、第３図
の場合は、活性層（５ａ）と同一平面上に設けられた光
導波路層（ｓｂ）へ光が透過することにより行われる。
第６号（ｉｑざコ年６月）ｑ６／〜９り０頁に詳記され
ている。レーザ部（／コ）から外部共振器（１３）中へ
の光の導入は、第２図の場合、活性層（ｓａ）と光導波
路層（ｓｂ）との間での光の授受により行われ、第３図
の場合は、活性層（５ａ）と同一平面上に設けられた光
導波路層（ｓｂ）へ光が透過することにより行われる。
光導波路層（ｓｂ）は、光の吸収を少なくするために、
そのバンドギャップが活性層（ｓａ）のバンドギャップ
より大きい組成の層からなっている。レーザ発振は、レ
ーザ部ｃノ：１）に固有の発振モードと外部共振器（／
３）の共振モードが一致するような波長で起こる。
そのバンドギャップが活性層（ｓａ）のバンドギャップ
より大きい組成の層からなっている。レーザ発振は、レ
ーザ部ｃノ：１）に固有の発振モードと外部共振器（／
３）の共振モードが一致するような波長で起こる。
以上のような従来の外部共振器集積形の半導体レーザ装
置は、外部共振器を形成するために、通常のレーザ作製
プロセスに加えて、光導波路を設けるという余分のプロ
セスが必要とされる。またレーザ動作時においても注入
電流あるいは周囲温度の変動により、レーザ部の発振モ
ードと外部共振器の共振モードとのずれが生じ、モード
ホッピング等の不安定性が生じるなどの問題点があった
。
置は、外部共振器を形成するために、通常のレーザ作製
プロセスに加えて、光導波路を設けるという余分のプロ
セスが必要とされる。またレーザ動作時においても注入
電流あるいは周囲温度の変動により、レーザ部の発振モ
ードと外部共振器の共振モードとのずれが生じ、モード
ホッピング等の不安定性が生じるなどの問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、作製プロセスが比較的簡単で、モード安定性
にすぐれた狭スペクトルの半導体レーザ装冒を得ること
を目的とする。
たもので、作製プロセスが比較的簡単で、モード安定性
にすぐれた狭スペクトルの半導体レーザ装冒を得ること
を目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、活性層が量子井戸
構造により構成され、回折格子を備えた分布帰還形レー
ザ構造でなり、その電流注入領域をし ザの一部分に限
定したものである。
構造により構成され、回折格子を備えた分布帰還形レー
ザ構造でなり、その電流注入領域をし ザの一部分に限
定したものである。
この発明においては、量子井戸構造の低吸収性により、
レーザ活性層と外部共振器部光導波路をと外部共振器部
の共振モードが常にブラッグ波長で一致し、常に安定し
たモードでの発振が得られる。
レーザ活性層と外部共振器部光導波路をと外部共振器部
の共振モードが常にブラッグ波長で一致し、常に安定し
たモードでの発振が得られる。
第７図はこの発明の一実施例を示し、図において、下部
電極（／ｂ）が設けられている基板（コ）の上面から順
に、バッファ層（３）、下部クラッド層［ｌＩｌ、量子
井戸構造）、バリア層ｆ６）、回折格子（／り）を施さ
れたガイド層（り１が形成されている。誘電体層（／／
）の中央突条部内は、サフリラット°層（ｒｌ、上部ク
ラッド層（９ａ’）、キャップ層（ｌｏａ）ｉｐらなっ
ている。ここで上部電極（ｉｌｌ’＞は、図に示される
ように、レーザの端面近傍の領域（／コミ）にのみ設け
られていて、電流注入は領域（ｌコミ）のみに限られ領
域（ｚ３ａ）は電流非注入部である。
電極（／ｂ）が設けられている基板（コ）の上面から順
に、バッファ層（３）、下部クラッド層［ｌＩｌ、量子
井戸構造）、バリア層ｆ６）、回折格子（／り）を施さ
れたガイド層（り１が形成されている。誘電体層（／／
）の中央突条部内は、サフリラット°層（ｒｌ、上部ク
ラッド層（９ａ’）、キャップ層（ｌｏａ）ｉｐらなっ
ている。ここで上部電極（ｉｌｌ’＞は、図に示される
ように、レーザの端面近傍の領域（／コミ）にのみ設け
られていて、電流注入は領域（ｌコミ）のみに限られ領
域（ｚ３ａ）は電流非注入部である。
光の横方向の閉じ込め構造としてはリッジ導波路構造が
とられている。
とられている。
以上の構成により、電極ｒ／ａ）、（／ｂ）間に電流を
流すと量子井戸層（ｓ）のうち領域（／Ｊａ）部分かく
して生じたレーザ光は、量子井戸層１ｙｌ Ｋ沿って領
域（／コミ）に連続した領域（／３ａ）部分へと伝播す
る。ここで量子井戸層＜ｓｌの低損失性２５瓢ら、電流
注入の行われていない領域（１３ａ）部分でも光はほと
んど吸収されることなく内部へと伝播していく。この光
は、領域（／３ａ）部を伝播中、回折格子（ｉｑ）Ｖｃ
より反射をうけ、領域（／Ｊａ’）部ヘともどっていく
。こうして、領域（／、２ａ）へ光帰還がかかり、線幅
の狭化を達成することができる。ここで、量子井戸層（
５）は、領域（ｉ２ａ）部では活性層として、領域（／
３ａ）部では光導波路層として機能することになる。し
たがって、第２図および第３図に示した従来の技術のよ
うに、活性層（ｓａ）と異なる組成の光導波路層（ｓｂ
）を設ける必要がない。
流すと量子井戸層（ｓ）のうち領域（／Ｊａ）部分かく
して生じたレーザ光は、量子井戸層１ｙｌ Ｋ沿って領
域（／コミ）に連続した領域（／３ａ）部分へと伝播す
る。ここで量子井戸層＜ｓｌの低損失性２５瓢ら、電流
注入の行われていない領域（１３ａ）部分でも光はほと
んど吸収されることなく内部へと伝播していく。この光
は、領域（／３ａ）部を伝播中、回折格子（ｉｑ）Ｖｃ
より反射をうけ、領域（／Ｊａ’）部ヘともどっていく
。こうして、領域（／、２ａ）へ光帰還がかかり、線幅
の狭化を達成することができる。ここで、量子井戸層（
５）は、領域（ｉ２ａ）部では活性層として、領域（／
３ａ）部では光導波路層として機能することになる。し
たがって、第２図および第３図に示した従来の技術のよ
うに、活性層（ｓａ）と異なる組成の光導波路層（ｓｂ
）を設ける必要がない。
また、外部共振器に相当する領域（ｉ３ａ）部で反射さ
れる光は、レーザ全体に施された回折格子五 （／り）の次数、ピッチできるため、常にレーザ発振部
の領域（／Ｉａ）と同期することになる。したがって、
第λ図、第３図に示した従来の半導体レーザ装置のよう
なモード不安定性は解消される。
れる光は、レーザ全体に施された回折格子五 （／り）の次数、ピッチできるため、常にレーザ発振部
の領域（／Ｉａ）と同期することになる。したがって、
第λ図、第３図に示した従来の半導体レーザ装置のよう
なモード不安定性は解消される。
なお、回折格子（／り）のピッチは、発振波長が利得ピ
ークよりも長波長になるように設定することにより領域
（／３ａ）部における量子井戸層（５）中での光の吸収
を減少させることができる。
ークよりも長波長になるように設定することにより領域
（／３ａ）部における量子井戸層（５）中での光の吸収
を減少させることができる。
なお上記実施例では、レーザの横方向の閉じ込め構造と
してリッジ導波路構造がとられているが、これは、Ｓ
Ａ ８ （８ｅｌｆ Ａｌｉｇｎｅｄ ８ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ）構造や、ＣＳ Ｐ （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ５ｕ
ｂｓｔｒａｔｅ Ｐｌａｎｅｒ）構造、ＢＨ（Ｂｕｒｉ
ｅｃｌ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）構造など
を採用してもよい。また、量子井戸構造は、単一量子井
戸であっても多重量子井戸であってもよい。また縦方向
の光閉じ込めを良くするために８ＴＥＰ ８ＣＨｒＳＴ
ＥＰ８ｅｐｅｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅ
ｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）やＧ’ＲＩＮＳＣＨ（Ｇ
ｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ ５ｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆ
ｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒ−ｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
１等の構造をとり入れてもよく、界面特性をよくするた
めに活性層の両側または片側に超格子バッファ層を設け
てもよい。さらに、領域（／コミ）と（ｉ、ｔａ ）に
おける回折効率に差をつけてもよい。
してリッジ導波路構造がとられているが、これは、Ｓ
Ａ ８ （８ｅｌｆ Ａｌｉｇｎｅｄ ８ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ）構造や、ＣＳ Ｐ （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ５ｕ
ｂｓｔｒａｔｅ Ｐｌａｎｅｒ）構造、ＢＨ（Ｂｕｒｉ
ｅｃｌ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）構造など
を採用してもよい。また、量子井戸構造は、単一量子井
戸であっても多重量子井戸であってもよい。また縦方向
の光閉じ込めを良くするために８ＴＥＰ ８ＣＨｒＳＴ
ＥＰ８ｅｐｅｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅ
ｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）やＧ’ＲＩＮＳＣＨ（Ｇ
ｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ ５ｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆ
ｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒ−ｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
１等の構造をとり入れてもよく、界面特性をよくするた
めに活性層の両側または片側に超格子バッファ層を設け
てもよい。さらに、領域（／コミ）と（ｉ、ｔａ ）に
おける回折効率に差をつけてもよい。
以上のように、この発明によれば、量子井戸構造を用い
ているためレーザ部の活性層と光帰還のための光導波路
層を同一の層により形成することができ、作製プロセス
が簡略化される。また、素子全体に回折格子が施されて
いるのでレーザ部と光帰還部との間で常にモードのマツ
チングがとれモード不安定性が生じることはないなどの
効果がある。
ているためレーザ部の活性層と光帰還のための光導波路
層を同一の層により形成することができ、作製プロセス
が簡略化される。また、素子全体に回折格子が施されて
いるのでレーザ部と光帰還部との間で常にモードのマツ
チングがとれモード不安定性が生じることはないなどの
効果がある。
第７図はこの発明の一実施例の斜視図、第２図および第
３図はそれぞれ従来の半導体レーザ装置の斜視図である
。 （／ａ）、（／ｂ）・・電極、（ｙｌ・・量子井戸層、
（ｌり）Φ・回折格子。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 １７・・ 回折＃子
３図はそれぞれ従来の半導体レーザ装置の斜視図である
。 （／ａ）、（／ｂ）・・電極、（ｙｌ・・量子井戸層、
（ｌり）Φ・回折格子。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 １７・・ 回折＃子
Claims (8)
- （１）回折格子を有する分布帰還形半導体レーザにおい
て、量子井戸構造でなる活性層を備え、電流注入領域を
レーザの１部分に限定したことを特徴とする半導体レー
ザ装置。 - （２）活性層を単一量子井戸構造とした特許請求の範囲
第１項記載の半導体レーザ装置。 - （３）活性層を多重量子井戸構造とした特許請求の範囲
第１項記載の半導体レーザ装置。 - （４）水平横方向の光閉じ込め構造をリツジ導波路構造
とした特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - （５）水平横方向の光閉じ込め構造をＳＡＳ構造とした
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - （６）水平横方向の光閉じ込め構造をＣＳＰ構造とした
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - （７）活性層の少なくとも片端に超格子バッファ層を設
けた特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - （８）電流注入領域と電流非注入領域の回折格子による
光の回折効率に差をつけた特許請求の範囲第１項記載の
半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138266A JPS62295480A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61138266A JPS62295480A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62295480A true JPS62295480A (ja) | 1987-12-22 |
Family
ID=15217911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61138266A Pending JPS62295480A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62295480A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122188A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| KR20040043243A (ko) * | 2002-11-16 | 2004-05-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법 |
| DE102014106209B3 (de) * | 2014-05-05 | 2015-08-27 | Nanoplus Nanosystems And Technologies Gmbh | Interbandkaskadenlaser sowie Verfahren zur Herstellung eines Interbandkaskadenlasers umfassend ein Rückkopplungselement |
| CN105490164A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 华中科技大学 | 一种分布反馈激光器 |
| CN105846312A (zh) * | 2015-01-12 | 2016-08-10 | 南京大学（苏州）高新技术研究院 | 一种单片集成两段式dfb半导体激光器及阵列 |
| JP2018518053A (ja) * | 2015-06-05 | 2018-07-05 | ザ ガバメント オブ ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ，アズ リプレゼンテッド バイ ザ セクレタリー オブ ザ ネイビー | 損失を低減するための低フィルファクタのトップコンタクトを有するインターバンドカスケードレーザ |
-
1986
- 1986-06-16 JP JP61138266A patent/JPS62295480A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122188A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| KR20040043243A (ko) * | 2002-11-16 | 2004-05-24 | 엘지이노텍 주식회사 | 레이저 다이오드 및 레이저 다이오드의 제조 방법 |
| DE102014106209B3 (de) * | 2014-05-05 | 2015-08-27 | Nanoplus Nanosystems And Technologies Gmbh | Interbandkaskadenlaser sowie Verfahren zur Herstellung eines Interbandkaskadenlasers umfassend ein Rückkopplungselement |
| EP2942848A1 (de) | 2014-05-05 | 2015-11-11 | nanoplus GmbH Nanosystems and Technologies | Halbleiterlaser sowie verfahren zur herstellung eines halbleiterlasers umfassend ein rückkopplungselement |
| JP2015228494A (ja) * | 2014-05-05 | 2015-12-17 | ナノプラス ナノシステムズ アンド テクノロジーズ ゲーエムベーハーｎａｎｏｐｌｕｓ Ｎａｎｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザ、および帰還素子を含む半導体レーザの製造方法 |
| US9397480B2 (en) | 2014-05-05 | 2016-07-19 | Nanoplus Nanosystems And Technologies Gmbh | Semiconductor laser and method for producing a semiconductor laser comprising a feedback element |
| CN105846312A (zh) * | 2015-01-12 | 2016-08-10 | 南京大学（苏州）高新技术研究院 | 一种单片集成两段式dfb半导体激光器及阵列 |
| JP2018518053A (ja) * | 2015-06-05 | 2018-07-05 | ザ ガバメント オブ ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ，アズ リプレゼンテッド バイ ザ セクレタリー オブ ザ ネイビー | 損失を低減するための低フィルファクタのトップコンタクトを有するインターバンドカスケードレーザ |
| CN105490164A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 华中科技大学 | 一种分布反馈激光器 |
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