JPS641953B2 - - Google Patents
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- JPS641953B2 JPS641953B2 JP26302084A JP26302084A JPS641953B2 JP S641953 B2 JPS641953 B2 JP S641953B2 JP 26302084 A JP26302084 A JP 26302084A JP 26302084 A JP26302084 A JP 26302084A JP S641953 B2 JPS641953 B2 JP S641953B2
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、集積型半導体レーザに関し、特に
その横モード制御に関するものである。
その横モード制御に関するものである。
第５図は、例えば電子通信学会研究会OQE84
−53に示された２連集積型レーザの一例で、２連
内部ストライプレーザと称されたものの断面模式
図である。１はｐ−GaAs基板、２はｐ−Ａ
GaAs下クラツド層、３はＡGaAs活性層、４
はｎ−ＡGaAs上クラツド層、５はｎ−GaAs
電流阻止層、６はｎ−GaAsキヤツプ層、７はｎ
側電極、８はｐ側電極、９は第１の導波路、１０
は第２の導波路であり、２つの導波路９，１０の
幅はＷ、間隔はＳである。
−53に示された２連集積型レーザの一例で、２連
内部ストライプレーザと称されたものの断面模式
図である。１はｐ−GaAs基板、２はｐ−Ａ
GaAs下クラツド層、３はＡGaAs活性層、４
はｎ−ＡGaAs上クラツド層、５はｎ−GaAs
電流阻止層、６はｎ−GaAsキヤツプ層、７はｎ
側電極、８はｐ側電極、９は第１の導波路、１０
は第２の導波路であり、２つの導波路９，１０の
幅はＷ、間隔はＳである。
第６図は、第５図の従来例を変形した他の例を
示し、電流阻止層５を上クラツド層４上に設け、
該上クラツド層４と同じ結晶からなる埋込み層６
ａの全体を埋込んでいる。この構成はMO−
CVD法によれば実現可能であり、以下の説明は
この構造を基にして行なう。
示し、電流阻止層５を上クラツド層４上に設け、
該上クラツド層４と同じ結晶からなる埋込み層６
ａの全体を埋込んでいる。この構成はMO−
CVD法によれば実現可能であり、以下の説明は
この構造を基にして行なう。
次に動作について説明する。ｐ側電極８より流
れ込む電流は電流阻止層５により狭窄されるため
２つの導波路９，１０に集中する。活性層３に注
入されたキヤリアは、該活性層３内で発光再結合
し活性層３近傍に広がる。この時、上クラツド層
４が適度に薄いと、電流阻止層５のある部分では
光が一部吸収損失を受けるため、電流阻止層５の
ない２つの導波路９，１０に比べ、等価的な屈折
率が低下し、結果として光の導波路９，１０が形
成される。なお、上記の光吸収は、電流阻止層５
のバンドギヤツプが、活性層３で生じる光のエネ
ルギーより小さいことに基づいている。また、第
１及び第２の導波路９，１０の幅Ｗは等しい。
れ込む電流は電流阻止層５により狭窄されるため
２つの導波路９，１０に集中する。活性層３に注
入されたキヤリアは、該活性層３内で発光再結合
し活性層３近傍に広がる。この時、上クラツド層
４が適度に薄いと、電流阻止層５のある部分では
光が一部吸収損失を受けるため、電流阻止層５の
ない２つの導波路９，１０に比べ、等価的な屈折
率が低下し、結果として光の導波路９，１０が形
成される。なお、上記の光吸収は、電流阻止層５
のバンドギヤツプが、活性層３で生じる光のエネ
ルギーより小さいことに基づいている。また、第
１及び第２の導波路９，１０の幅Ｗは等しい。
ここで、２つの導波路９，１０の間隔、即ち両
者の中央間の間隔Ｓを小さくして、各導波路９，
１０の光が相互作用するようにすれば、通常の半
導体レーザと同様な増幅・帰還作用により発振が
生じた時、２つの導波路９，１０から成る２連レ
ーザは同一波長で発振する。これを位相同期発振
という。
者の中央間の間隔Ｓを小さくして、各導波路９，
１０の光が相互作用するようにすれば、通常の半
導体レーザと同様な増幅・帰還作用により発振が
生じた時、２つの導波路９，１０から成る２連レ
ーザは同一波長で発振する。これを位相同期発振
という。
第７図ａに、等価屈折率Neの分布、ｂに間隔
Ｓが小さい場合の２つの固有モードの電界分布、
ｃに導波光の伝搬定数βの間隔Ｓによる変化を示
す。同図ａでは２つの導波路の等価屈折率の値が
周辺部での値Ne0よりΔNeだけ大きいことを示
している。
Ｓが小さい場合の２つの固有モードの電界分布、
ｃに導波光の伝搬定数βの間隔Ｓによる変化を示
す。同図ａでは２つの導波路の等価屈折率の値が
周辺部での値Ne0よりΔNeだけ大きいことを示
している。
同図ｃによると、間隔Ｓの減少に伴い、単一導
波路元来の伝搬定数β0が、対称モードの伝搬定
数β0bと反対称モードの伝搬定数β0aとに分離し、
間隔がScになると、遂にはβ0aがK0Ne0より小さ
くなり、反対称モードが伝搬し得なくなることが
判る。ここに、K0＝2π／λ、λは発振波長、Sc
は反対称モードがカツトオフ（遮断）される間隔
である。
波路元来の伝搬定数β0が、対称モードの伝搬定
数β0bと反対称モードの伝搬定数β0aとに分離し、
間隔がScになると、遂にはβ0aがK0Ne0より小さ
くなり、反対称モードが伝搬し得なくなることが
判る。ここに、K0＝2π／λ、λは発振波長、Sc
は反対称モードがカツトオフ（遮断）される間隔
である。
このように、従来の位相同期２連レーザは、２
つの導波路が同等で同じ伝搬定数βoを持つよう
に構成されているので、対称モードのみが伝搬す
るようにするためには間隔Ｓを非常に小さくする
ことが必要で、現在の加工技術では製作が困難で
ある等の問題点があつた。また、間隔が広い場合
には２つのモードの伝搬定数がほぼ等しく、両方
のモードが伝搬するため、構造の不均一や動作条
件によつてはレーザの遠視野像が一定しないとい
う欠点があつた。
つの導波路が同等で同じ伝搬定数βoを持つよう
に構成されているので、対称モードのみが伝搬す
るようにするためには間隔Ｓを非常に小さくする
ことが必要で、現在の加工技術では製作が困難で
ある等の問題点があつた。また、間隔が広い場合
には２つのモードの伝搬定数がほぼ等しく、両方
のモードが伝搬するため、構造の不均一や動作条
件によつてはレーザの遠視野像が一定しないとい
う欠点があつた。
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、比較的広い間隔Ｓにおいて反
対称モードを遮断して対称モードのみを選択的に
伝搬させ得るとともに、反対称モードが遮断され
ていない条件下でも対称モードで発振することの
できる集積型半導体レーザを得ることを目的とし
ている。
になされたもので、比較的広い間隔Ｓにおいて反
対称モードを遮断して対称モードのみを選択的に
伝搬させ得るとともに、反対称モードが遮断され
ていない条件下でも対称モードで発振することの
できる集積型半導体レーザを得ることを目的とし
ている。
この発明に係る位相同期集積型半導体レーザ
は、２つの導波路の導波路幅Ｗ、等価屈折率差
ΔNe等を変化させることによつて、各導波路の
伝搬定数を変化させ、かつ伝搬定数の大きい方の
導波路の導波光に対する利得が高くなるようにし
たものである。
は、２つの導波路の導波路幅Ｗ、等価屈折率差
ΔNe等を変化させることによつて、各導波路の
伝搬定数を変化させ、かつ伝搬定数の大きい方の
導波路の導波光に対する利得が高くなるようにし
たものである。
この発明においては、各導波路の単体としての
伝搬定数が異なるため、集積化した場合の固有モ
ードの伝搬定数の差がより大きくなり、逆位相の
電界分布を持つ１次モードが遮断される間隔Sc
が大きくなる。また、元来の伝搬定数の大きい方
の導波路に、より強い同位相の電界分布を持つ０
次モードに対するモード利得が大きくなる。
伝搬定数が異なるため、集積化した場合の固有モ
ードの伝搬定数の差がより大きくなり、逆位相の
電界分布を持つ１次モードが遮断される間隔Sc
が大きくなる。また、元来の伝搬定数の大きい方
の導波路に、より強い同位相の電界分布を持つ０
次モードに対するモード利得が大きくなる。
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
第１図において、第６図と同一符号は同一又は
相当部分を示し、１９は電流阻止層５に挟まれ
た、幅がW1の第１の導波路、２０は幅がW2の第
２の導波路（W2＞W1）である。
相当部分を示し、１９は電流阻止層５に挟まれ
た、幅がW1の第１の導波路、２０は幅がW2の第
２の導波路（W2＞W1）である。
次に作用効果について説明する。電流阻止層５
による電流狭窄、活性層３へのキヤリア注入によ
る発振、及び２つの導波路１９，２０の結合によ
る位相同期発振については従来例の場合と同じで
ある。
による電流狭窄、活性層３へのキヤリア注入によ
る発振、及び２つの導波路１９，２０の結合によ
る位相同期発振については従来例の場合と同じで
ある。
第２図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ本実施例における
等価屈折率分布、固有モードの電界分布、伝搬定
数の導波路間隔による変化を示したものである。
２つの導波路１９，２０の幅にW2＞W1の関係が
あるため、第２図ｃに示すように各導波路１９，
２０の単体としての伝搬定数はβ2＞β1となる。導
波路間隔Ｓの減少に従い結合が増加しβ1とβ2の差
は大きくなるが、元々のβ1とβ2とに差があるの
で、一定のＳに対する２つの固有モードの伝搬定
数（β2−β1）は、従来例の場合より大きい。ま
た、固有モードの電界分布を同図ｂに示してお
り、β2に対応するモードは、幅の広い第２の導波
路２０に強い電界を持つ０次モード、β1に対応す
るモードは、幅の狭い第１はの導波路１９に逆位
相の強い電界を持つ１次モードである。
等価屈折率分布、固有モードの電界分布、伝搬定
数の導波路間隔による変化を示したものである。
２つの導波路１９，２０の幅にW2＞W1の関係が
あるため、第２図ｃに示すように各導波路１９，
２０の単体としての伝搬定数はβ2＞β1となる。導
波路間隔Ｓの減少に従い結合が増加しβ1とβ2の差
は大きくなるが、元々のβ1とβ2とに差があるの
で、一定のＳに対する２つの固有モードの伝搬定
数（β2−β1）は、従来例の場合より大きい。ま
た、固有モードの電界分布を同図ｂに示してお
り、β2に対応するモードは、幅の広い第２の導波
路２０に強い電界を持つ０次モード、β1に対応す
るモードは、幅の狭い第１はの導波路１９に逆位
相の強い電界を持つ１次モードである。
このように本実施例では、（β2−β1）の差が大
きいことにより、１次モードが遮断される間隔
Scは従来例の時より大きくでき、本半導体レー
ザの製造を容易にすることができる。
きいことにより、１次モードが遮断される間隔
Scは従来例の時より大きくでき、本半導体レー
ザの製造を容易にすることができる。
更に、W2＞W1であるため、同じ電流密度であ
つても幅の広い第２の導波路２０の方が導波光に
対する利得が高い。このことは、第２の導波路２
０に強い電界を有する０次モードに対するモード
利得が、１次モードに対するモード利得より高く
なることを意味し、０次モードの発振が優勢とな
る。
つても幅の広い第２の導波路２０の方が導波光に
対する利得が高い。このことは、第２の導波路２
０に強い電界を有する０次モードに対するモード
利得が、１次モードに対するモード利得より高く
なることを意味し、０次モードの発振が優勢とな
る。
次に、この発明の他の実施例を第３図に示す。
第６図と同一符号は同一又は相当部分を示し、４
ａは一方の導波路部に活性層３の近傍まで溝を設
けた上クラツド層、６ｂは該上クラツド層４ａよ
り屈折率が低く（Ａ組成比が高く）、抵抗率が
若干高いｎ−ＡGaAs埋込み層である。２９は
第２の導波路１０より小さい等価屈折率を持つ、
第１の導波路である。
第６図と同一符号は同一又は相当部分を示し、４
ａは一方の導波路部に活性層３の近傍まで溝を設
けた上クラツド層、６ｂは該上クラツド層４ａよ
り屈折率が低く（Ａ組成比が高く）、抵抗率が
若干高いｎ−ＡGaAs埋込み層である。２９は
第２の導波路１０より小さい等価屈折率を持つ、
第１の導波路である。
第４図に、第３図の実施例における上記第２図
と同様の説明図を示す。第１の導波路２９では、
屈折率の低い埋込み層６ｂが影響してその等価屈
折率が下がるため、第４図ａに示すような屈折率
分布となる。これにより第２図の場合と同様に、
第４図ｃに示すようにβ2＞β1となり、上記実施例
と同様に１次モードの遮断される間隔Scを大き
くできる。
と同様の説明図を示す。第１の導波路２９では、
屈折率の低い埋込み層６ｂが影響してその等価屈
折率が下がるため、第４図ａに示すような屈折率
分布となる。これにより第２図の場合と同様に、
第４図ｃに示すようにβ2＞β1となり、上記実施例
と同様に１次モードの遮断される間隔Scを大き
くできる。
更に、埋込み層６ｂと上クラツド層４ａとの抵
抗率の差により、電流は抵抗の低い第２の導波路
１０の方へ多く流れ、結果的に第２の導波路１０
の利得が高くなる。従つて、上記実施例で説明し
た通り０次モード発振が優勢となる。
抗率の差により、電流は抵抗の低い第２の導波路
１０の方へ多く流れ、結果的に第２の導波路１０
の利得が高くなる。従つて、上記実施例で説明し
た通り０次モード発振が優勢となる。
このように、本実施例は上記実施例と同様の効
果を奏する。
果を奏する。
なお、これらの実施例では、ＡGaAs／
GaAsレーザについて説明したが、ＡGaAsを
InPに、GaAsをInGaAsPにそれぞれ置換えた
InGaAsP／InPレーザでも上記２つの実施例と同
様の効果を奏する。
GaAsレーザについて説明したが、ＡGaAsを
InPに、GaAsをInGaAsPにそれぞれ置換えた
InGaAsP／InPレーザでも上記２つの実施例と同
様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る集積型半導体レ
ーザによれば、２つの導波路の伝搬定数が異なる
ようにし、かつ、より大きい伝搬定数を持つ導波
路の利得が高くなるように構成したので、逆位相
で発振する固有モードを遮断できる導波路間隔を
広くでき、その製造が容易となり、また同位相で
発振する固有モードでの発振を優勢にできるとい
う効果がある。
ーザによれば、２つの導波路の伝搬定数が異なる
ようにし、かつ、より大きい伝搬定数を持つ導波
路の利得が高くなるように構成したので、逆位相
で発振する固有モードを遮断できる導波路間隔を
広くでき、その製造が容易となり、また同位相で
発振する固有モードでの発振を優勢にできるとい
う効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による集積型半導
体レーザの断面図、第２図は該レーザにおける等
価屈折率分布、２連導波路の固有モードの電界分
布、及び伝搬定数の導波路間隔による変化を示す
図、第３図及び第４図は各々この発明の他の実施
例の断面図及びその説明図、第５図は従来の２連
集積型レーザの断面図、第６図はその変形例を示
す断面図、第７図は従来構造における等価屈折率
分布、２連導波路の固有モードの電界分布、及び
伝搬定数の導波路間隔による変化を示す図であ
る。 １０，１９，２０，２９……導波路。なお図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。
体レーザの断面図、第２図は該レーザにおける等
価屈折率分布、２連導波路の固有モードの電界分
布、及び伝搬定数の導波路間隔による変化を示す
図、第３図及び第４図は各々この発明の他の実施
例の断面図及びその説明図、第５図は従来の２連
集積型レーザの断面図、第６図はその変形例を示
す断面図、第７図は従来構造における等価屈折率
分布、２連導波路の固有モードの電界分布、及び
伝搬定数の導波路間隔による変化を示す図であ
る。 １０，１９，２０，２９……導波路。なお図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２つの導波路を隣接して設けた位相同期集積
型半導体レーザにおいて、各導波路は相互に異な
る単体としての伝搬定数を有することを特徴とす
る集積型半導体レーザ。 ２ 上記２つの導波路は異なる幅を有することに
より異なる伝搬定数を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の集積型半導体レーザ。 ３ 上記２つの導波路は異なる等価屈折率を有す
ることにより異なる伝搬定数を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の集積型半導体
レーザ。 ４ 単体としての伝搬定数が大きい第２の導波路
における利得は、第１の導波路の利得より大きい
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の集
積型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26302084A JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26302084A JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141191A JPS61141191A (ja) | 1986-06-28 |
| JPS641953B2 true JPS641953B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=17383764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26302084A Granted JPS61141191A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 集積型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61141191A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08107254A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-23 | Xerox Corp | マルチ波長レーザダイオードアレイ |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP26302084A patent/JPS61141191A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61141191A (ja) | 1986-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |