JPS6360588A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6360588A JPS6360588A JP20536386A JP20536386A JPS6360588A JP S6360588 A JPS6360588 A JP S6360588A JP 20536386 A JP20536386 A JP 20536386A JP 20536386 A JP20536386 A JP 20536386A JP S6360588 A JPS6360588 A JP S6360588A
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- Japan
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- laser
- laser element
- wavelength
- refractive index
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- Pending
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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】
〔概要〕
分布帰還型（ＤＦＢ） レーザ素子から出射するレーザ
光の波長を制御可能にした半導体レーザにおいて、 ＤＦＢレーザ素子の傍らに、該レーザ素子と互いに側部
で光結合する第二のレーザ素子を設けることにより、 上記制御可能の範囲を拡大させたものである。
光の波長を制御可能にした半導体レーザにおいて、 ＤＦＢレーザ素子の傍らに、該レーザ素子と互いに側部
で光結合する第二のレーザ素子を設けることにより、 上記制御可能の範囲を拡大させたものである。
本発明は、ＤＦＢレーザ素子から出射するレーザ光の波
長を制御可能にした半導体レーザの構成に関す。
長を制御可能にした半導体レーザの構成に関す。
半導体レーザでは、光通信の信号源に用いるものとして
単一波長のレーザ光を出射するＤＦＢレーザがあるが、
通信容量の増大化に対応するため、更にその波長の制御
が可能であって然も制御可能範囲の広いものの開発が望
まれている。
単一波長のレーザ光を出射するＤＦＢレーザがあるが、
通信容量の増大化に対応するため、更にその波長の制御
が可能であって然も制御可能範囲の広いものの開発が望
まれている。
第３図は、ＤＦＢレーザ素子から出射するレーザ光の波
長を制御可能にした従来の半導体レーザの正面図と側断
面図である。
長を制御可能にした従来の半導体レーザの正面図と側断
面図である。
同図において、１１はｎ−ＩｎＰ基板、１２はＰＬ波長
１．２．ｃｒｍのＩｎＧａＡｓ Ｐガイド層、１３はＰ
Ｌ波長１．３ μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１４は
ｐ −１ｎＰ電流阻止層、１５はｎ−１ｎＰ電流阻止層
、１６はｐ−１ｎＰクラッド層、１７ａ 、１７ｂおよ
び１８は金泥電極である。
１．２．ｃｒｍのＩｎＧａＡｓ Ｐガイド層、１３はＰ
Ｌ波長１．３ μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１４は
ｐ −１ｎＰ電流阻止層、１５はｎ−１ｎＰ電流阻止層
、１６はｐ−１ｎＰクラッド層、１７ａ 、１７ｂおよ
び１８は金泥電極である。
このレーザは、電極１７ａに覆われた領域が、基板１１
とガイド層１２との界面にコルゲーション状の回折格子
１９を設けられてＤＦＢレーザ素子２０ａを形成し、電
極１７ｂに覆われた領域が波長制御素子２０ｂを形成し
ている。また活性層１３およびガイド層１２は、ＤＦＢ
レーザ素子２０ａおよび波長制御素子２０ｂを通した光
導波路を形成している。
とガイド層１２との界面にコルゲーション状の回折格子
１９を設けられてＤＦＢレーザ素子２０ａを形成し、電
極１７ｂに覆われた領域が波長制御素子２０ｂを形成し
ている。また活性層１３およびガイド層１２は、ＤＦＢ
レーザ素子２０ａおよび波長制御素子２０ｂを通した光
導波路を形成している。
ＤＦＢレーザ素子２０ａは、電極１７ａから電極１８に
向けて電流を流すと、電流はダブルへテロ接合をなす活
性層１３に集中する。そしてその電流を成る値（発振し
きい値電流）以上に大きくすると、レーザ発振を起こし
、回折格子１９の周期に倣った約１．３μｌの単一波長
のレーザ光を出射する。
向けて電流を流すと、電流はダブルへテロ接合をなす活
性層１３に集中する。そしてその電流を成る値（発振し
きい値電流）以上に大きくすると、レーザ発振を起こし
、回折格子１９の周期に倣った約１．３μｌの単一波長
のレーザ光を出射する。
波長制御素子２０ｂは、ＤＦＢレーザ素子２０ａと同様
に活性層１３がダブルへテロ接合をなす半導体レーザの
構成になっているが、電極１７ｂから電極１８に向けて
流す電流を発振しきい値電流より小さな値にする。即ち
、レーザ発振を起こさない状態で、その電流の変化によ
り活性層１３およびガイド層１２即ち上記光導波路にお
ける波長制御素子２０ｂ部分のキャリア密度換言すれば
屈折率を変化させることに使用する。
に活性層１３がダブルへテロ接合をなす半導体レーザの
構成になっているが、電極１７ｂから電極１８に向けて
流す電流を発振しきい値電流より小さな値にする。即ち
、レーザ発振を起こさない状態で、その電流の変化によ
り活性層１３およびガイド層１２即ち上記光導波路にお
ける波長制御素子２０ｂ部分のキャリア密度換言すれば
屈折率を変化させることに使用する。
この屈折率の変化は、上記先導波路の実効長さを変化さ
せることになり、ＤＦＢレーザ素子２０ａから出射する
レーザ光の波長を変化させる作用をする。
せることになり、ＤＦＢレーザ素子２０ａから出射する
レーザ光の波長を変化させる作用をする。
かくして本レーザは、ＤＦＢレーザ素子２０ａから出射
するレーザ光の波長を、波長制御素子２０ｂに流す電流
によって制御することが出来る。
するレーザ光の波長を、波長制御素子２０ｂに流す電流
によって制御することが出来る。
しかしながら上記構成のレーザは、波長制御素子２０ｂ
の電流を一杯に振らせても、ＤＦＢレーザＯ西 素子２１から出射するレーザ光の波長の変化が高々１０
形成度に留まり、波長の制御可能範囲が乏しい問題を有
する。
の電流を一杯に振らせても、ＤＦＢレーザＯ西 素子２１から出射するレーザ光の波長の変化が高々１０
形成度に留まり、波長の制御可能範囲が乏しい問題を有
する。
上記問題点は、第一のレーザ素子となるＤＦＢレーザ素
子と、ＤＦＢレーザ素子と互いに側部で光結合する第二
のレーザ素子とが同一基板上に設けられてなり、ＤＦＢ
レーザ素子から出射するレーザ光の波長が、第二のレー
ザ素子に通電する発振しきい値電流より小さな電流によ
り制御可能である本発明の半導体レーザによって解決さ
れる。
子と、ＤＦＢレーザ素子と互いに側部で光結合する第二
のレーザ素子とが同一基板上に設けられてなり、ＤＦＢ
レーザ素子から出射するレーザ光の波長が、第二のレー
ザ素子に通電する発振しきい値電流より小さな電流によ
り制御可能である本発明の半導体レーザによって解決さ
れる。
上記ＤＦＢレーザ素子は、第３図図示従来例のＤＦＢレ
ーザ素子２０ａに該当するもので、レーザ発振によりこ
の素子の回折格子の周期に倣った単一波長のレーザ光を
出射する。
ーザ素子２０ａに該当するもので、レーザ発振によりこ
の素子の回折格子の周期に倣った単一波長のレーザ光を
出射する。
また、上記第二のレーザ素子は、従来例の波長制御素子
２０ｂの場合と同様に、上記電流の変化により光導波路
の屈折率が変化する。
２０ｂの場合と同様に、上記電流の変化により光導波路
の屈折率が変化する。
そして、本レーザのＤＦＢレーザ素子は、第二のレーザ
素子と互いに側部で光結合しているため、光導波路の屈
折率が第二のレーザ素子の先導波路の屈折率の変化に作
用されて変化する。このことは、このＤＦＢレーザ素子
において、上記屈折率を一定にして回折格子の周期を変
化させたことに相当するので、出射するレーザ光の波長
を変化させるように作用し、然も波長の変化範囲を従来
例の場合より広くなる。
素子と互いに側部で光結合しているため、光導波路の屈
折率が第二のレーザ素子の先導波路の屈折率の変化に作
用されて変化する。このことは、このＤＦＢレーザ素子
において、上記屈折率を一定にして回折格子の周期を変
化させたことに相当するので、出射するレーザ光の波長
を変化させるように作用し、然も波長の変化範囲を従来
例の場合より広くなる。
即ち、従来例のレーザでは、レーザ光を出射するＤＦＢ
レーザ素子２０ａの光導波路の屈折率を変化させること
なしに波長を変化させているので、波長の変化範囲が広
くなり得なかったのである。
レーザ素子２０ａの光導波路の屈折率を変化させること
なしに波長を変化させているので、波長の変化範囲が広
くなり得なかったのである。
かくして本レーザは、出射するレーザ光の制御可能範囲
が従来例のレーザより拡大されて、例えば光通信の容量
増大に対応可能なものとなる。
が従来例のレーザより拡大されて、例えば光通信の容量
増大に対応可能なものとなる。
以下、本発明による半導体レーザの実施例について第１
図および第２図を用い説明する。
図および第２図を用い説明する。
第１図は実施例の正面図（ａｌと側断面図（′ｂ）、第
２図は実施例における光結合を示す部分断面図である。
２図は実施例における光結合を示す部分断面図である。
第１図において、ＡはＤＦＢレーザ素子（第一のレーザ
素子）、Ｂは波長制御素子（第二のレーザ素子）、１は
ｎ−ＩｎＰ基板、２ａおよび２ｂは素子ＡおよびＢにそ
れぞれ属するＰＬ波長１．２μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐガ
イド層、３ａおよび３ｂは素子ＡおよびＢにそれぞれ厘
するＰＬ波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐ活性層、４
はｐ −ＩｎＰ電流阻止層、５はｎ −ＩｎＰ電流阻止
層、６はｐ−１ｎＰクラッド層、７ａおよび７ｂは素子
ＡおよびＢにそれぞれ属する金属電極、８は素子Ａおよ
びＢに共通する金属電極、９ａおよび９ｂは素子Ａおよ
びＢにそれぞれ属する回折格子である。
素子）、Ｂは波長制御素子（第二のレーザ素子）、１は
ｎ−ＩｎＰ基板、２ａおよび２ｂは素子ＡおよびＢにそ
れぞれ属するＰＬ波長１．２μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐガ
イド層、３ａおよび３ｂは素子ＡおよびＢにそれぞれ厘
するＰＬ波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓ Ｐ活性層、４
はｐ −ＩｎＰ電流阻止層、５はｎ −ＩｎＰ電流阻止
層、６はｐ−１ｎＰクラッド層、７ａおよび７ｂは素子
ＡおよびＢにそれぞれ属する金属電極、８は素子Ａおよ
びＢに共通する金属電極、９ａおよび９ｂは素子Ａおよ
びＢにそれぞれ属する回折格子である。
活性層３ａおよび３ｂは、共に厚さ約０．１５μｍ、幅
約１．５μｍ１長さ約３００μｍである。また、ガイド
層２ａおよび２ｂは、共に厚さ約０．１μｍで、幅と長
さがそれぞれ相接する活性層３ａまたは３ｂに等しく、
基板１との界面が回併格子９ａおよび９ｂを形成してい
る。そして、活性層３ａおよびガイド層２ａが素子Ａの
光導波路を、また、活性層３ｂおよびガイド層２ｂが素
子Ｂの光導波路を形成し、両光導波路の側面が互いに平
行に対向してその間隙が約４μｍであって、第２図に示
す如く素子Ａの光導波路からのしみ出し光１０ａ （！
：素子Ｂの光導波路からのしみ出し光１０ｂとがオーバ
ラップして、素子Ａと素子Ｂとが互いに側部で光結合す
るようになっている。
約１．５μｍ１長さ約３００μｍである。また、ガイド
層２ａおよび２ｂは、共に厚さ約０．１μｍで、幅と長
さがそれぞれ相接する活性層３ａまたは３ｂに等しく、
基板１との界面が回併格子９ａおよび９ｂを形成してい
る。そして、活性層３ａおよびガイド層２ａが素子Ａの
光導波路を、また、活性層３ｂおよびガイド層２ｂが素
子Ｂの光導波路を形成し、両光導波路の側面が互いに平
行に対向してその間隙が約４μｍであって、第２図に示
す如く素子Ａの光導波路からのしみ出し光１０ａ （！
：素子Ｂの光導波路からのしみ出し光１０ｂとがオーバ
ラップして、素子Ａと素子Ｂとが互いに側部で光結合す
るようになっている。
回折格子９ａおよび９ｂは、導波方向に約０．２μｍの
周期を有するコルゲーション状をなし、通常のＤＦＢレ
ーザの場合と同様な方法によって同時に形成したもので
ある。
周期を有するコルゲーション状をなし、通常のＤＦＢレ
ーザの場合と同様な方法によって同時に形成したもので
ある。
従って、素子Ａの活性層３ａを通る縦断面および素子Ｂ
の活性層３ｂを過る縦断面は同じになり、共に第１図の
側断面図（ｂｌにより示される。
の活性層３ｂを過る縦断面は同じになり、共に第１図の
側断面図（ｂｌにより示される。
ＤＦＢレーザ素子素子対第３図図示従来例のＤＦＢレー
ザ素子２０ａに該当するもので、電極７ａから電極８に
向けて電流を流すと、電流はダブルへテロ接合をなす活
性Ｎ３ａに集中する。そしてその電流を発振しきい値電
流以上に大きくすると、レーザ発振を起こし、回折格子
９ａの周期に倣って約１．３μｍの単一波長のレーザ光
を出射する。
ザ素子２０ａに該当するもので、電極７ａから電極８に
向けて電流を流すと、電流はダブルへテロ接合をなす活
性Ｎ３ａに集中する。そしてその電流を発振しきい値電
流以上に大きくすると、レーザ発振を起こし、回折格子
９ａの周期に倣って約１．３μｍの単一波長のレーザ光
を出射する。
波長制御素子Ｂは、ＤＦＢレーザ素子素子対象形で同じ
構成になっているが従来例の波長制御素子２０ｂに相当
するもので、電極７ｂから電極８に向けて流す電流を発
振しきい値電流より小さな値にする。即ち、レーザ発振
を起こさない状態で、その電流の変化により活性層３ａ
およびガイドＪｉｆ２ａ即ちこの素子の光導波路のキャ
リア密度換言すれば屈折率を変化させることに使用する
。
構成になっているが従来例の波長制御素子２０ｂに相当
するもので、電極７ｂから電極８に向けて流す電流を発
振しきい値電流より小さな値にする。即ち、レーザ発振
を起こさない状態で、その電流の変化により活性層３ａ
およびガイドＪｉｆ２ａ即ちこの素子の光導波路のキャ
リア密度換言すれば屈折率を変化させることに使用する
。
そして、ＤＦＢレーザ素子素子対波長制御素子Ｂと互い
に側部で光結合しているため、光導波路の屈折率が波長
制御素子Ｂの光導波路の屈折率の変化に作用されて変化
する。このことは、ＤＦＢレーザ素子素子対いて、表面
導波路の屈折率を一定にして回折格子の周期を変化させ
たことに相当するので、出射するレーザ光の波長を変化
させるように作用する。
に側部で光結合しているため、光導波路の屈折率が波長
制御素子Ｂの光導波路の屈折率の変化に作用されて変化
する。このことは、ＤＦＢレーザ素子素子対いて、表面
導波路の屈折率を一定にして回折格子の周期を変化させ
たことに相当するので、出射するレーザ光の波長を変化
させるように作用する。
かくしてレーザ光の波長は、波長制御素子Ｂの電流の上
昇に伴って短くなり、その電流を零から発振しきい値電
流の近くまで振らせると約２５人変化した。
昇に伴って短くなり、その電流を零から発振しきい値電
流の近くまで振らせると約２５人変化した。
この変化量は、本レーザにおける波長の制御可能範囲と
なり、先に述べた従来例における高々１０人に比して極
めて大きなものである。
なり、先に述べた従来例における高々１０人に比して極
めて大きなものである。
なお上記実施例では、波長制御素子Ｂに回折格子９ｂを
設けたが、この回折格子９ｂが無くとも良いことは、本
発明の原理からして容易に理解出来る。
設けたが、この回折格子９ｂが無くとも良いことは、本
発明の原理からして容易に理解出来る。
以上説明したように本発明の構成によれば、ＤＦＢレー
ザ素子から出射するレーザ光の波長を制御可能にした半
導体レーザにおいて、波長の制御可能範囲を拡大させる
ことが出来て、例えば光通信の容量増大に対応可能な半
導体レーザの提供を可能にさせる効果がある。
ザ素子から出射するレーザ光の波長を制御可能にした半
導体レーザにおいて、波長の制御可能範囲を拡大させる
ことが出来て、例えば光通信の容量増大に対応可能な半
導体レーザの提供を可能にさせる効果がある。
第１図は本発明実施例の正面図と側断面図、第２図は実
施例における光結合を示す部分断面図、 第３図は従来例の正面図と側断面図、 である。 図において、 ＡはＤＦＢレーザ素子（第一のレーザ素子）Ｂは波長制
御素子（第二のレーザ素子）、１．１１は基板、 ２ａ、２ｂ、１２はガイド層、 ３ａ、 ３ｂ、１３は活性層、 ４．５．１４．１５は電流阻止層、 ６．１６はクラッド層、 ７ａ、 ７ｂ、 ８．１７ａ 、 １７ｂ 、 １８は
電極、９ａ、 ９ｂ、１９は回折格子、 １０ａ 、１０ｂはしみ出し光、 ２０ａは従来例のＤＦＢレーザ素子、 ２０ｂは従来例の波長制御素子、 である。
施例における光結合を示す部分断面図、 第３図は従来例の正面図と側断面図、 である。 図において、 ＡはＤＦＢレーザ素子（第一のレーザ素子）Ｂは波長制
御素子（第二のレーザ素子）、１．１１は基板、 ２ａ、２ｂ、１２はガイド層、 ３ａ、 ３ｂ、１３は活性層、 ４．５．１４．１５は電流阻止層、 ６．１６はクラッド層、 ７ａ、 ７ｂ、 ８．１７ａ 、 １７ｂ 、 １８は
電極、９ａ、 ９ｂ、１９は回折格子、 １０ａ 、１０ｂはしみ出し光、 ２０ａは従来例のＤＦＢレーザ素子、 ２０ｂは従来例の波長制御素子、 である。
Claims (1)
- 分布帰還型である第一のレーザ素子と、第一のレーザ素
子と互いに側部で光結合する第二のレーザ素子とが同一
基板上に設けられてなり、第一のレーザ素子から出射す
るレーザ光の波長が、第二のレーザ素子に通電する発振
しきい値電流より小さな電流により制御可能であること
を特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20536386A JPS6360588A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20536386A JPS6360588A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360588A true JPS6360588A (ja) | 1988-03-16 |
Family
ID=16505617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20536386A Pending JPS6360588A (ja) | 1986-09-01 | 1986-09-01 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6360588A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287692A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子 |
-
1986
- 1986-09-01 JP JP20536386A patent/JPS6360588A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287692A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子 |
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