JPS63318185A - 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
- JPS63318185A JPS63318185A JP15346287A JP15346287A JPS63318185A JP S63318185 A JPS63318185 A JP S63318185A JP 15346287 A JP15346287 A JP 15346287A JP 15346287 A JP15346287 A JP 15346287A JP S63318185 A JPS63318185 A JP S63318185A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- light wave
- inp
- wave path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
- H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- 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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は分布帰還型半導体レーザ、特に面発光分布帰還
型半導体レーザに関する。
型半導体レーザに関する。
（従来の技術）
単一モード光ファイバーを用いた大容口、長距離伝送を
目的とする光通信システムでは、光ファイバーの波長分
散に因るパルス幅の広がりが、伝送帯域上問題となる。
目的とする光通信システムでは、光ファイバーの波長分
散に因るパルス幅の広がりが、伝送帯域上問題となる。
そのため高速変調時に於いても縦単一モードのスペクト
ラムで発振する動的単一モード（ＤＳＭ）レーザとして
分布帰還型半導体レーザが提案されている。
ラムで発振する動的単一モード（ＤＳＭ）レーザとして
分布帰還型半導体レーザが提案されている。
また高密度光情報処理用光源として、半導体塞板に対し
て垂直方向に発光し、２次元アレイ状に集積が可能であ
る面発光型半導体レーザが提案されている。
て垂直方向に発光し、２次元アレイ状に集積が可能であ
る面発光型半導体レーザが提案されている。
また更に面発光分布帰還型半導体レーザが提案されてい
る（電子通信学会−技術報告、１９８７年１月、０ＱＥ
８６−１５２参照）。この半導体レーザは、第８図に斜
視図を示すように構成される。即ち、活性層１３及び２
次のコラゲーション１２を有する導波路層１８を第１ク
ラッド層１４と第２クラッド層１１で挟みこむ構造を有
している。またレーザの其本構造としてＴＪＳ構造を用
い、電流は電極１９から亜鉛を拡散することによりｐ型
となった領域１７を通り活性層１３に注入される。動作
は、２次のコラゲーションを有する導波路８１８により
２次の回折効果の分布帰還型の発振を行い、同時に２次
のコラゲーションを有する導波路層１８の１次の回折効
果によりレーザ発振光の一部を半導体基板に垂直方向に
取出している。
る（電子通信学会−技術報告、１９８７年１月、０ＱＥ
８６−１５２参照）。この半導体レーザは、第８図に斜
視図を示すように構成される。即ち、活性層１３及び２
次のコラゲーション１２を有する導波路層１８を第１ク
ラッド層１４と第２クラッド層１１で挟みこむ構造を有
している。またレーザの其本構造としてＴＪＳ構造を用
い、電流は電極１９から亜鉛を拡散することによりｐ型
となった領域１７を通り活性層１３に注入される。動作
は、２次のコラゲーションを有する導波路８１８により
２次の回折効果の分布帰還型の発振を行い、同時に２次
のコラゲーションを有する導波路層１８の１次の回折効
果によりレーザ発振光の一部を半導体基板に垂直方向に
取出している。
（発明が解決しようとする問題点）
上記の面発光分布帰還型半導体レーザでは、レーザ発振
を行うための帰還を１次のコラゲーションと比べての結
合定数（に）の小ざい２次のコラゲーションに頼ってい
る。そのため１次のコラゲーションを有する分布帰還型
半導体レーザと比べて発振しきい電流値が高い欠点が有
った。
を行うための帰還を１次のコラゲーションと比べての結
合定数（に）の小ざい２次のコラゲーションに頼ってい
る。そのため１次のコラゲーションを有する分布帰還型
半導体レーザと比べて発振しきい電流値が高い欠点が有
った。
また結合定数（に）が小さいため共振軸方向にレーザ光
が漏れ易く半導体基板に垂直方向に光を取出す効率が低
い欠点が有った。
が漏れ易く半導体基板に垂直方向に光を取出す効率が低
い欠点が有った。
［発明の構成］
（問題を解決するための手段）
本発明は、共振軸方向に対して１次のコラゲーションを
有する導波路層を有し、かつ該共振軸方向に光強度分布
が存在する分布帰還型半導体レーザにおいて、光強度分
布が強い領域にのみ２次のコラゲーションを具備するこ
とを特徴とする半導体レーザである。
有する導波路層を有し、かつ該共振軸方向に光強度分布
が存在する分布帰還型半導体レーザにおいて、光強度分
布が強い領域にのみ２次のコラゲーションを具備するこ
とを特徴とする半導体レーザである。
（作 用）
一般に分布帰還型半導体レーザでは、ブラッグ波長にお
いて単一軸モード発振させるために、１次のコラゲーシ
ョンに共振器の中央部に位相シフトを設けている。この
際、１次のコラゲーションを有する導波路層の結合定数
（に）と共振器の長さくＬ）の積（にＬ）が大きい場合
、共］辰器内部の光強度は第７図に示すように共振器の
中央部で強く端面近傍で弱い。この傾向はにＬが増加す
るに従って著しくなる。
いて単一軸モード発振させるために、１次のコラゲーシ
ョンに共振器の中央部に位相シフトを設けている。この
際、１次のコラゲーションを有する導波路層の結合定数
（に）と共振器の長さくＬ）の積（にＬ）が大きい場合
、共］辰器内部の光強度は第７図に示すように共振器の
中央部で強く端面近傍で弱い。この傾向はにＬが増加す
るに従って著しくなる。
従って、光強度の強い領域に２次のコラゲーションを設
けることにより、効率良く光を半導体基体に垂直方向に
取出すことが出来る。
けることにより、効率良く光を半導体基体に垂直方向に
取出すことが出来る。
また１次のコラゲーションを有する導波路層の結合定数
（に〉は２次のコラゲーションを有する導波路層の結合
定数（に）より大きいため、発振しきい電流値を低く抑
えることができ、かつ共軸方向にレーザ光が漏れ難いた
め、半導体基板に対して垂直方向に光を取出す効率が良
くすることができる。
（に〉は２次のコラゲーションを有する導波路層の結合
定数（に）より大きいため、発振しきい電流値を低く抑
えることができ、かつ共軸方向にレーザ光が漏れ難いた
め、半導体基板に対して垂直方向に光を取出す効率が良
くすることができる。
′（実施例）
以下、本発明をＩｎＰ／ＩｎＧａＡＳＰ半導体を用いた
埋め込み型半導体レーザを例にとり説明する。
埋め込み型半導体レーザを例にとり説明する。
本実施例の半導体レーザは、第１図に共振器方向の光軸
上の縦断面図、第２図に斜視図を示すように構成される
。即ち、第１の導電形の第１クラッド層８．１次のコラ
ゲーション７を有する第１の導電形の第１導波路層６．
１次のコラゲーションに対応するブラッ波長に対して利
得を有する活性層５．２次のコラゲーション１を中央部
に有する第２の導電形の第２導波路層４、第２の導電形
の第２クラッド層３を積層した構造を成す。そして、こ
れらの各積層は、ストライプ状にして、その両側を第１
、第２の埋め込みＪｆｉ３０．３１で埋め込んでなる。
上の縦断面図、第２図に斜視図を示すように構成される
。即ち、第１の導電形の第１クラッド層８．１次のコラ
ゲーション７を有する第１の導電形の第１導波路層６．
１次のコラゲーションに対応するブラッ波長に対して利
得を有する活性層５．２次のコラゲーション１を中央部
に有する第２の導電形の第２導波路層４、第２の導電形
の第２クラッド層３を積層した構造を成す。そして、こ
れらの各積層は、ストライプ状にして、その両側を第１
、第２の埋め込みＪｆｉ３０．３１で埋め込んでなる。
図中、２．９は電極で１、電極２は光取出し口３３を有
する。
する。
次にこの半導体レーザの製造方法を説明する。
まず第３図に示すように、第１の導電形の第１クラッド
層８を兼ねるＩｎＰ桔板上板上振器中央部にλ／４の位
相シフト３５のおる１次のコラゲーション７を形成する
。
層８を兼ねるＩｎＰ桔板上板上振器中央部にλ／４の位
相シフト３５のおる１次のコラゲーション７を形成する
。
次に第４図に示すように、液相成長法を用いて、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡＳＰから成る厚さ０．２ｕｔｎの導波路層６
．ＩｎＧａＡｓＰから成る厚さ０．１１Ｊ！ｎノ活性層
５．ｐ−ＩｎＧａＡｓＰから成る厚さ０．２１ｔｔｎの
導波路層４を形成する。この際、導波路層６には、第１
クラッド層８に形成されたコラゲーション７の形状が反
映される。
ｎＧａＡＳＰから成る厚さ０．２ｕｔｎの導波路層６
．ＩｎＧａＡｓＰから成る厚さ０．１１Ｊ！ｎノ活性層
５．ｐ−ＩｎＧａＡｓＰから成る厚さ０．２１ｔｔｎの
導波路層４を形成する。この際、導波路層６には、第１
クラッド層８に形成されたコラゲーション７の形状が反
映される。
次にプラズマＣＶＤ法を用い導波路層４上に厚さ０６２
卯の５ｉ０２絶縁ＩＩｕ３２を形成し、続いてフォトレ
ジスト工程により共振器中央部の領域の８１０２膜を除
去する。次に前記ＳｉＯ２膜をマスクとして共振器中央
部にのみ２次のコラゲーションを形成し、第４図に示す
構造を１ｑる。
卯の５ｉ０２絶縁ＩＩｕ３２を形成し、続いてフォトレ
ジスト工程により共振器中央部の領域の８１０２膜を除
去する。次に前記ＳｉＯ２膜をマスクとして共振器中央
部にのみ２次のコラゲーションを形成し、第４図に示す
構造を１ｑる。
５ｉＯ２１を剥離した後に液相成長法を用いて、第５図
に示すように、導波路層４上にｐ−■ｎ′Ｐから成る厚
さ２期のクラッド層３を成長する。
に示すように、導波路層４上にｐ−■ｎ′Ｐから成る厚
さ２期のクラッド層３を成長する。
この侵、再度プラズマＣＶＤ法を用いＳ ｉ Ｏ２膜を
形成し、フォトレジスト工程により幅５麿のストライプ
状にＳ ｉ ０２１Ｗ４を残す。このストライプ状の５
ｉ０２膜をマスクとし、化学エツチングによりクラッド
層３、導波路層４．８および活性層５をストライプ状に
残すように他を除去する。
形成し、フォトレジスト工程により幅５麿のストライプ
状にＳ ｉ ０２１Ｗ４を残す。このストライプ状の５
ｉ０２膜をマスクとし、化学エツチングによりクラッド
層３、導波路層４．８および活性層５をストライプ状に
残すように他を除去する。
この後、更に液相成長法を用いて、１）−ＩｎＰから成
る埋め込み１５３０．ｎ−１ｎＰから成る埋め込み層３
１を成長し、ストライプ状領域の両側を埋め込む。
る埋め込み１５３０．ｎ−１ｎＰから成る埋め込み層３
１を成長し、ストライプ状領域の両側を埋め込む。
更にｎ側電極２、ｎ側電極９を形成し、フォトレジスト
工程によりｎ側電極２の一部を除去してレーザ光の取出
し口３３形成する。以上の工程により、第２図に示す本
実施例の面発光分布帰還型半導体レーザを得る。
工程によりｎ側電極２の一部を除去してレーザ光の取出
し口３３形成する。以上の工程により、第２図に示す本
実施例の面発光分布帰還型半導体レーザを得る。
上述の実施例では異なる導波路層３．４にそれぞれ１次
のコラゲーション７と２次のコラゲーション１を作成し
たが、第６図に示すように、１つの導波路層６に１次の
コラゲーション７と、光強度の強い領域に２次のコラゲ
ーション１の双方を形成してもよい。
のコラゲーション７と２次のコラゲーション１を作成し
たが、第６図に示すように、１つの導波路層６に１次の
コラゲーション７と、光強度の強い領域に２次のコラゲ
ーション１の双方を形成してもよい。
また第６図に示す実施例では導波路層６が活性層５の下
側に有るが、活性層５の上側に１次のコラゲーション７
と２次のコラゲーション１とを形成した導波路層６を設
けても良い。
側に有るが、活性層５の上側に１次のコラゲーション７
と２次のコラゲーション１とを形成した導波路層６を設
けても良い。
更に上述の実施例では、ＩｎＰ系の半導体レーザで説明
したが、ＧａＡｓＷの他の半導体を用いても本発明を実
施できる。また１次のコラゲーションの中央部に形成し
たλ／４位相シフトは、上述の実施例で用いたコラゲー
ションの位相をずらす代りに、中央部の導波路層の幅を
変えることにより中央部の伝搬定数を変え等価的に位相
をずらすようにしても良い。
したが、ＧａＡｓＷの他の半導体を用いても本発明を実
施できる。また１次のコラゲーションの中央部に形成し
たλ／４位相シフトは、上述の実施例で用いたコラゲー
ションの位相をずらす代りに、中央部の導波路層の幅を
変えることにより中央部の伝搬定数を変え等価的に位相
をずらすようにしても良い。
［発明の効果］
本発明によれば、発振しきい電流値が低く、且つ半導体
基板に対して垂直方向に効率良く発光する面発光分布帰
還型半導体レーザを作成することができる。
基板に対して垂直方向に効率良く発光する面発光分布帰
還型半導体レーザを作成することができる。
第１図は本発明の面発光分布帰還型半導体レーザの縦断
面図、第２図は本発明の半導体レーザ装置の斜視図、第
３図乃至第５図は本発明の面発光分布帰還型半導体レー
ザの製作プロセスを説明す半導体レーザの共振器内部の
電界分布を示す図、第８図は従来のＴＪＳ形面光面発光
分布帰還型半導体レーザ視図である。 １・・・２次のコラゲーション、２・・・電極、３・・
・第２クラッド層、 ４・・・第２導波路層、 ５・・・活性層、 ６・・・第１導波路層、 ７・・・１次のコラゲーション、 ８・・・第２クラッド層、９・・・電極、１０・・・オ
ーミック層、 １１・・・第２クラッド層、 ３０・・・埋め込み層、 ３１・・・埋め込み層、 ３２・・・光取出し口。
面図、第２図は本発明の半導体レーザ装置の斜視図、第
３図乃至第５図は本発明の面発光分布帰還型半導体レー
ザの製作プロセスを説明す半導体レーザの共振器内部の
電界分布を示す図、第８図は従来のＴＪＳ形面光面発光
分布帰還型半導体レーザ視図である。 １・・・２次のコラゲーション、２・・・電極、３・・
・第２クラッド層、 ４・・・第２導波路層、 ５・・・活性層、 ６・・・第１導波路層、 ７・・・１次のコラゲーション、 ８・・・第２クラッド層、９・・・電極、１０・・・オ
ーミック層、 １１・・・第２クラッド層、 ３０・・・埋め込み層、 ３１・・・埋め込み層、 ３２・・・光取出し口。
Claims (1)
- 共振軸方向に対して１次のコラゲーシヨンを有する導波
路層を有し、かつ該共振軸方向に光強度分布が存在する
分布帰還型半導体レーザにおいて、光強度分布が強い領
域にのみ２次のコラゲーシヨンを具備することを特徴と
する分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15346287A JPS63318185A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15346287A JPS63318185A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318185A true JPS63318185A (ja) | 1988-12-27 |
Family
ID=15563089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15346287A Pending JPS63318185A (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 分布帰還型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63318185A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018009538A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Forelux Inc. | Grating based optical transmitter |
| US10386581B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-08-20 | Forelux Inc. | Grating based optical transmitter |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP15346287A patent/JPS63318185A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10386581B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-08-20 | Forelux Inc. | Grating based optical transmitter |
| WO2018009538A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Forelux Inc. | Grating based optical transmitter |
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