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JP4447222B2 - Distributed feedback semiconductor laser - Google Patents

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JP4447222B2
JP4447222B2 JP2003008535A JP2003008535A JP4447222B2 JP 4447222 B2 JP4447222 B2 JP 4447222B2 JP 2003008535 A JP2003008535 A JP 2003008535A JP 2003008535 A JP2003008535 A JP 2003008535A JP 4447222 B2 JP4447222 B2 JP 4447222B2
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medium
refractive index
groove
diffraction grating
semiconductor laser
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JP2003008535A
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滋一 奥村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/12Construction 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は分布帰還型半導体レーザに関するものであり、特に、波長多重通信システム等において光源として用いられる半導体レーザの発振域値電流値を周囲温度の変化に対して安定にするための構成に特徴のある分布帰還型半導体レーザに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の光通信システムの高速化、高機能化に伴い、その光源として、波長安定性に優れた半導体レーザが必要とされており、特に、波長多重通信用の光源としては、動的単一モード性に優れた分布帰還型半導体レーザが用いられている。
【0003】
この様な分布帰還型半導体レーザにおいては、安定した単一モード発振を実現するために、レーザ共振器内の光導波路に回折格子を備えており、特に、共振器内の中央付近のいずれかの位置にλ/4の位相シフト(λは波長)を有する回折格子を備えたλ/4シフトDFB半導体レーザでは安定した単一モード発振が実現できる。
【0004】
この様な半導体レーザは、一般に、周囲温度が上昇することにより発振閾値電流が上昇するが、これは温度が上昇するにしたがって活性層の利得が減少するためである。
【0005】
また、レーザ光を変調する回路としては、現在のところ、半導体レーザの発振閾値が変動する効果を考慮に入れた複雑な回路を設計する必要がある。
【0006】
この様な周囲温度の変化に対して発振閾値電流値を安定化するために、レーザ光の存在領域を屈折率の温度係数が負の半導体層と屈折率の温度係数が正の半導体層とを組み合わせることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−223787公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
近年のさらなる光通信容量の増大に伴って、光ファイバ通信は幹線系のみならず加入者系でもその需要が高まりつつあるが、加入者系で使用される半導体レーザは、幹線系よりもさらに周囲温度の変化が大きい過酷な条件下で使用されることになる。
【0009】
そのため、発振閾値電流値は周囲温度の変化により大きく変動することになるが、変調制御回路の単純化のためには周囲温度に対して閾値電流値の温度変化がより小さい半導体レーザが要求される。
【0010】
そこで、周囲温度に対して閾値電流値の変動の小さな半導体レーザとして上述した、屈折率の温度変化が負の導電性媒質を任意の層に導入することが提案されているが、このような層を含む積層構造を厚く形成することは現在の結晶成長技術では困難である。
【0011】
したがって、本発明は、比較的容易なプロセス技術により半導体レーザの発振域値電流値を周囲温度の変化に対して安定化することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
図1は本発明の原理的構成図であり、この図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記目的を達成するため、本発明は、分布帰還型半導体レーザにおいて、回折格子3を第1の媒質1と、第1の媒質1より屈折率が小さく且つ温度に対して屈折率の増加率が小さな第2の媒質2とにより構成したことを特徴とする。
【0013】
上記の屈折率特性の関係を有する第1の媒質1と第2の媒質2とを組み合わせて回折格子3を形成することによって、発振閾値電流値が周囲温度に対して変化の小さい半導体レーザを構成することができる。
【0014】
ここで、発振閾値電流値が周囲温度に依存しない半導体レーザとして以下の条件が必要とされる。
温度上昇と共に活性層の利得が減少するため、発振閾値利得を得るための電流値すなわち閾値電流値が増加するが、温度上昇に対する活性層の利得の減少は避けることができないものであるので、発振閾値電流値を安定に保つためには、温度上昇に対して発振閾値利得が減少しなければならない。
【0015】
温度が上昇するとある一定電流で得られる利得が減少するが、この構造である場合、同時に閾値利得gthが減少するため、理想的に構造を設計すると閾値電流値Ithは、周囲温度の変化に対してほぼ一定に保たれるので以下に説明する。
【0016】
レーザ発振閾値電流値Ithは近似的に以下の式(1)で表される。
th=(dwL/ηi )×{gth/〔Γβ(T)〕+Jg (T)}・・(1)
但し、
d :活性層厚(μm)
w :活性層幅(cm)
L :共振器長(cm)
ηi :内部微分量子効率
th:閾値利得(cm-1
Γ :光閉じ込め係数
β(T):微分利得係数(cm・μm/A)
g (T):媒質が透明になる電流密度(A/cm2 ・μm)
となる。
【0017】
この式(1)における微分利得係数β(T)は温度上昇に対して減少すること、及び、媒質が透明になる電流密度Jg (T)は温度上昇に対して増加することが知られているが、経験的に次式(2),(3)で表すことができる。
β(T)=1032exp(−T/T0 ) ・・・(2)
g (T)=0.098exp(T/T0 ) ・・・(3)
【0018】
ここで、温度上昇に対して式(1)のIthを温度変化に対して一定あるいは、変化を小さくするには、式(1)〜(3)より、
X(T)=gth/〔Γβ(T)〕+Jg (T) ・・・(4)
の値を温度Tに対して一定あるいは、変化量を小さく抑える必要がある。
【0019】
そのためには、閾値利得gthを温度上昇に対して減少させる必要がある。
即ち、κLを温度Tに対して増加させることにより閾値利得gthを減少させ、それによって、閾値電流値Ithを一定に保つことができるか、もしくは変動を通常構造と比較して小さくすることができる。
【0020】
しかしながら、第1の媒質1の性質をもつ2つの異なる屈折率を有する半導体からなる回折格子3は温度上昇に伴って両方の半導体とも屈折率が同じ割合で増加するため回折格子3の結合係数の変化はほとんどない。
【0021】
これに対して、上述の互いに異なった屈折率特性を有する第1の媒質1と第2の媒質2とから回折格子3を構成した場合、温度上昇に伴って第1の媒質1と第2の媒質2との屈折率差が増大する。
このため温度上昇に伴って、回折格子3の結合係数が増加する結果、結合係数κと共振器長Lの積κLが温度上昇によって増加するため、共振器損失に相当する成分が減少して閾値利得gthが減少する。
【0022】
この場合、温度上昇に伴い屈折率が増加する第1の媒質1の特性を有する半導体としては、GaAs、AlGaAs混晶、InP、InGaAs混晶、InGaAsP混晶等があり、半導体レーザを構成する材料の大半を占める。
【0023】
それに対して、温度変化に対する屈折率の上昇率が上記の半導体よりも小さいあるいは、減少する性質を持つ第2の媒質2の特性を有する半導体としては、HgCdTe混晶、GaInAsBi混晶、GaInPBi混晶、TlInGaP混晶、TlInGaAs混晶などが上げられる。
但し、これらの材料は、上記に列挙した第1の媒質1の特性を有する半導体より屈折率が大きい。
また、第2の媒質2の特性を有する非導電性の誘電体材料としては、ベンゾシクロブテン(BCB)が温度上昇に対して屈折率が減少することが知られている。
【0024】
また、回折格子3の構成において、周囲温度の変化に対してより安定化するためには、第1の媒質1が温度に対して屈折率が増加する材料からなり、且つ、第2の媒質2が温度に対して屈折率が減少する材料からなることが望ましい。
【0025】
素子構造としては、溝4を設けた導電性媒質からなる第1の媒質1と、溝4を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなる第2の媒質2から構成した回折格子3が活性層を含むメサ構造の上に位置し、回折格子3を構成する第2の媒質2の両脇に、第1の媒質1と同じ屈折率特性を有する導電性媒質を設けるとともに、第1の媒質1と同じ屈折率特性を有する導電性媒質上に電極を設けても良い。
【0026】
或いは、溝4を設けた導電性媒質からなる第1の媒質1と、溝4を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなる第2の媒質2から構成した回折格子3が活性層を含むメサ構造の上に位置し、回折格子3を構成する第2の媒質2の両脇が、第1の媒質1で完全に埋め込まれるとともに、第2の媒質2の両脇を埋め込む第1の媒質1の上方に電極を設けても良い。
なお、この場合の電極は、第1の媒質1上にコンタクト用半導体層を介して設ければ良い。
【0027】
さらには、溝4を設けた導電性媒質からなる第1の媒質1と、溝4を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなる第2の媒質2から構成した回折格子3、活性層上に設けられたリッジ構造の両側に位置するように設けても良い。
【0028】
なお、第2の媒質2としては、ベンゾシクロブテン(BCB)、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、或いは、フッ化リチウム(LiF)のいずれかが望ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
ここで、図2乃至図4を参照して、本発明の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザを説明する。
図2(a)及び(b)参照
図2(a)は、本発明の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの光軸方向からみた正面図であり、図2(b)は図2(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った回折格子の概略的断面図である。
【0030】
まず、n型InP基板11上に有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いて、厚さが、例えば、200nmのn型InPクラッド層12、厚さが、例えば、50nmのi型InGaAsPSCH層13、厚さが、例えば、20nmのi型InGaAsP活性層14、厚さが、例えば、50nmのi型InGaAsPSCH層15、及び、厚さが、例えば、200nmのp型InPクラッド層16を順次堆積させる。
【0031】
次いで、厚さが、例えば、0.3μmのSiO2 膜を堆積させたのち、エッチングすることによって幅が、例えば、1.5μmのSiO2 膜パターン(図示を省略)を形成し、このSiO2 膜パターンをマスクとしてn型InP基板11に達するまでメサエッチングする。
【0032】
次いで、SiO2 膜パターンをそのまま選択成長マスクとして用いてMOCVD法によって、p型InP埋込層17及び厚さが、例えば、100nmのn型InP電流ブロック層18を順次成長させてメサ側面を埋め込む。
次いで、SiO2 膜パターンを除去したのち、再び、MOCVD法を用いてp型InP層19を表面が平坦になるまで、例えば、200nmの厚さに堆積させる。
【0033】
次いで、レジストを塗布し、レーザ中央部に幅が、例えば、10μmで、240nm周期で120nmのラインアンドスペースの回折格子パターンを露光し、現像することによってレジストパターン(図示を省略)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてp型InP層19の露出部を例えば、10nm深さにエッチングすることによって、溝20を形成する。
なお、この場合、溝20の中央部近傍に位相シフト領域21を設ける。
【0034】
次いで、レジストパターンを除去したのち、溝形成部をSiO2 パターン(図示を省略)で被覆し、このSiO2 パターンを選択成長マスクとして、再び、MOCVD法により厚さが、例えば、50nmのp型InGaAsコンタクト層22を堆積させる。
【0035】
次いで、溝形成部に設けたSiO2 パターンを除去したのち、ベンゾシクロブテン(BCB)を溝形成部に厚さが、例えば、200nmの厚さにコーティングして、p型InP層19とBCB層23とからなる回折格子24を形成し、次いで、p型InGaAsコンタクト層22上にp側電極25を設けるとともに、n型InP基板11の裏面にn側電極26を形成する。
最後に、200μmの共振器長に劈開したのち、光軸に垂直な端面に反射防止膜27を形成することによって本発明の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの基本構成が完成する。
【0036】
この本発明の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザにおいては、絶縁体であるBCBを用いているので、BCBの両側から電流を流す構造を採用している。
なお、BCBをクラッド層に用いること自体は、非特許文献(Japanese Journal of Applied Physics,vol.41,p.L249−251,2002)に記載されている。
【0037】
図3参照
図3は、上記の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザのκLの温度依存性に関する計算結果を示したものである。
回折格子24を構成するInPは温度上昇に対して約3×10-4〔K-1〕の変化率で増加するが、BCB(300℃における屈折率は1.545)は温度上昇に対する変化率は約−3.0×10-5〔K-1〕で、温度上昇とともに減少するので、温度上昇とともに、両者の屈折率差が大きくなり、それによって、結合係数κも大きくなるので積κLが温度とともに上昇する。
【0038】
図4参照
図4は、上記の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの閾値電流値Ithの温度変化の計算結果を示したもので、InP系の半導体のみで回折格子を形成した従来例に比べ、閾値電流値Ithの変化量が小さいことがわかる。
【0039】
この本発明の第1の実施の形態においては、回折格子部分を活性層部分のメサ幅と比較して広くとっているので、光の電界分布がp側電極部分にかかることはなく、したがって、p側電極がレーザ特性に悪影響を与えることがない。
【0040】
但し、回折格子形成部分を広く取りすぎるとp型InGaAsコンタクト層の面積が狭くなり素子抵抗が増大するといった問題が生じる。
逆に、素子抵抗の低減のためにp型InGaAsコンタクト層部分を広くすると光の電界分布がp型InGaAsコンタクト層にかかりレーザ特性が劣化するという問題が生ずる。
【0041】
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態の分布帰還型半導体レーザを説明するが、回折格子の幅及び近傍の構成が異なるだけで、他は上記の第1の実施の形態と同様であるので、相違点のみ説明する。
図5(a)及び(b)参照
図5(a)は、本発明の第2の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの光軸方向からみた正面図であり、図5(b)は図5(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った回折格子の概略的断面図である。
【0042】
上記の第1の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの製造工程と全く同様に、i型InGaAsP活性層含むストライプ状メサの両脇をp型InP埋込層17及びn型InP電流ブロック層18で埋め込んだのち、SiO2 膜パターンを除去して、再び、MOCVD法を用いてp型InP層19を例えば、300nmの厚さに堆積させる。
【0043】
次いで、レジストを塗布し、レーザ中央部に幅が、例えば、10μmで、240nm周期で120nmのラインアンドスペースの回折格子パターンを露光し、現像することによってレジストパターン(図示を省略)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてp型InP層19の露出部を例えば、10nm深さにエッチングすることによって、溝20を形成する。
なお、この場合も、溝20の中央部近傍に位相シフト領域21を設ける。
【0044】
次いで、レジストパターンを除去したのち、溝形成部をSiO2 パターン(図示を省略)で被覆し、このSiO2 パターンを選択成長マスクとして、再び、MOCVD法により厚さが、例えば、150nmのp型InP層28及び厚さが、例えば、50nmのp型InGaAsコンタクト層22を順次堆積させる。
【0045】
次いで、溝形成部に設けたSiO2 パターンを除去したのち、BCBを溝形成部に厚さが、例えば、200nmの厚さにコーティングして、p型InP層19とBCB層23とからなる回折格子24を形成し、次いで、p型InGaAsコンタクト層22上にp側電極25を設けるとともに、n型InP基板11の裏面にn側電極26を形成する。
最後に、200μmの共振器長に劈開したのち、光軸に垂直な端面に反射防止膜27を形成することによって本発明の第2の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの基本構成が完成する。
【0046】
この本発明の第2の実施の形態においては、素子抵抗を低減するために回折格子部分を狭くしているが、回折格子形成部分の両脇にp型InP層を厚く形成しているので光の電界分布がp側電極にかかることがなく、レーザ特性が劣化することがない。
【0047】
次に、図6を参照して本発明の第3の実施の形態の分布帰還型半導体レーザを説明する。
図6(a)及び(b)参照
図6(a)は、本発明の第3の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの光軸方向からみた正面図であり、図6(b)は図6(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った回折格子の概略的断面図である。
【0048】
まず、n型InP基板31上にMOCVD法を用いて、厚さが、例えば、200nmのn型InPクラッド層32、厚さが、例えば、50nmのi型InGaAsPSCH層33、厚さが、例えば、20nmのi型InGaAsP活性層34、厚さが、例えば、50nmのi型InGaAsPSCH層35、厚さが、200nmのp型InPクラッド層36、厚さが、例えば、5.2μmのp型InP層37、及び、厚さが、例えば、50nmのp型InGaAsコンタクト層38を順次堆積させる。
【0049】
次いで、厚さが、例えば、0.3μmのSiO2 膜を堆積させたのち、エッチングすることによって幅が、例えば、3.0μmのSiO2 膜パターン(図示を省略)を形成し、このSiO2 膜パターンをマスクとしてp型InP層37を5μmの深さにエッチングしてリッジ39を形成する。
【0050】
次いで、SiO2 膜パターンを除去したのち、レジストを塗布し、リッジ39の両脇に、240nm周期で120nmのラインアンドスペースの回折格子パターンを露光し、現像することによってレジストパターン(図示を省略)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてp型InP層37の露出部を例えば、10nm深さにエッチングすることによって、溝40を形成する。
なお、この場合も、溝40の中央部近傍に位相シフト領域41を設ける。
【0051】
次いで、レジストパターンを除去したのち、BCBを溝形成部に厚さが、例えば、200nmの厚さにコーティングして、p型InP層37とBCB層42とからなる回折格子43を形成し、次いで、p型InGaAsコンタクト層38上にp側電極44を設けるとともに、n型InP基板31の裏面にn側電極45を形成する。
最後に、200μmの共振器長に劈開したのち、光軸に垂直な端面に反射防止膜46を形成することによって本発明の第3の実施の形態の分布帰還型半導体レーザの基本構成が完成する。
【0052】
この第3の実施の形態においては、リッジ構造を採用しているので、埋込ヘテロ構造と比較して、少ないプロセス技術で作製できるという利点がある。
なお、光の電界分布はリッジの両側に拡がり回折格子を影響を受けて分布帰還型半導体レーザとなる。
【0053】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、温度に対して屈折率が低下する材料としてBCBをとりあげたが、BCBに限られるものではなく、ポリスチレンやPMMA等の有機材料、或いは、フッ化リチウム等の誘電体を替りに用いても良いものである。
【0054】
また、上記の各実施の形態においては、活性層をInGaAsPバルク層で構成しているが、MQW(多重量子井戸構造)活性層を用いても良いものである。
【0055】
また、上記の各実施の形態においては、光通信用光源を前提としているのでInGaAsP/InP系で半導体レーザを構成しているが、InGaAsP/InP系に限られるものではなく、AlGaAs/GaAs系等の他の化合物半導体を用いても良いものである。
【0056】
また、上記の第3の実施の形態においては、リッジを形成してから回折格子用の溝を形成しているが、上記の第2の実施の形態のように、回折格子用の溝を形成してからリッジを選択成長させても良いものである。
【0057】
また、上記の第1及び第2の実施の形態においては、回折格子用の溝を形成してからp型InGaAsコンタクト層或いはp型InP層を選択成長させているが、上記の第3の実施の形態と同様に、全体の層構造を成長させたのちp型InP層19に達する凹部を形成し、この凹部の表面に回折格子用の溝を形成しても良いものである。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、回折格子を、InP等の第1の媒質と、第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度に対して屈折率の増加率が小さなBCB等の第2の媒質とにより構成しているので、周囲温度の変化に対して発振閾値電流値Ithが安定な半導体レーザを得ることができ、それによって、変調制御用回路の回路構成を単純化することができ、ひいては、光通信システムの低コスト化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1実施の形態の分布帰還型半導体レーザの構成説明図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるκLの温度依存性の説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における発振閾値電流値の温度依存性の説明図である。
【図5】本発明の第2実施の形態の分布帰還型半導体レーザの構成説明図である。
【図6】本発明の第3実施の形態の分布帰還型半導体レーザの構成説明図である。
【符号の説明】
1 第1の媒質
2 第2の媒質
3 回折格子
4 溝
11 n型InP基板
12 n型InPクラッド層
13 i型InGaAsPSCH層
14 i型InGaAsP活性層
15 i型InGaAsPSCH層
16 p型InPクラッド層
17 p型InP埋込層
18 n型InP電流ブロック層
19 p型InP層
20 溝
21 位相シフト領域
22 p型InGaAsコンタクト層
23 BCB層
24 回折格子
25 p側電極
26 n側電極
27 反射防止膜
28 p型InP層
31 n型InP基板
32 n型InPクラッド層
33 i型InGaAsPSCH層
34 i型InGaAsP活性層
35 i型InGaAsPSCH層
36 p型InPクラッド層
37 p型InP層
38 p型InGaAsコンタクト層
39 リッジ
40 溝
41 位相シフト領域
42 BCB層
43 回折格子
44 p側電極
45 n側電極
46 反射防止膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed feedback semiconductor laser, and is particularly characterized in a configuration for stabilizing an oscillation range current value of a semiconductor laser used as a light source in a wavelength division multiplexing communication system or the like against changes in ambient temperature. The present invention relates to a distributed feedback semiconductor laser.
[0002]
[Prior art]
With the recent increase in speed and functionality of optical communication systems, semiconductor lasers with excellent wavelength stability are required as the light source. In particular, as a light source for wavelength multiplexing communication, a dynamic single mode is required. A distributed feedback semiconductor laser excellent in performance is used.
[0003]
In such a distributed feedback semiconductor laser, in order to realize stable single mode oscillation, a diffraction grating is provided in the optical waveguide in the laser resonator, and in particular, any of the ones near the center in the resonator. A stable single mode oscillation can be realized with a λ / 4 shift DFB semiconductor laser provided with a diffraction grating having a phase shift of λ / 4 (λ is a wavelength) at a position.
[0004]
In such a semiconductor laser, the oscillation threshold current generally increases as the ambient temperature rises, because the gain of the active layer decreases as the temperature rises.
[0005]
In addition, as a circuit for modulating laser light, it is currently necessary to design a complicated circuit taking into account the effect that the oscillation threshold of the semiconductor laser varies.
[0006]
In order to stabilize the oscillation threshold current value against such a change in ambient temperature, the laser light existing region is divided into a semiconductor layer having a negative refractive index temperature coefficient and a semiconductor layer having a positive refractive index temperature coefficient. It is proposed to combine them (for example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-223787 A
[Problems to be solved by the invention]
With the recent increase in optical communication capacity, the demand for optical fiber communication is increasing not only in the trunk line system but also in the subscriber line. However, semiconductor lasers used in the subscriber line are more peripheral than the trunk line system. It will be used under severe conditions with large temperature changes.
[0009]
For this reason, the oscillation threshold current value largely fluctuates due to the change in the ambient temperature. However, in order to simplify the modulation control circuit, a semiconductor laser whose temperature change in the threshold current value is smaller than the ambient temperature is required. .
[0010]
Therefore, it has been proposed to introduce a conductive medium having a negative refractive index change as described above as a semiconductor laser having a small variation in the threshold current value with respect to the ambient temperature. It is difficult to form a thick laminated structure including the current crystal growth technique.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the oscillation region current value of a semiconductor laser against changes in ambient temperature by a relatively easy process technique.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
In order to achieve the above object, in the distributed feedback semiconductor laser of the present invention, the diffraction grating 3 has a refractive index smaller than that of the first medium 1 and the first medium 1 and has a refractive index with respect to temperature. It is characterized by comprising the second medium 2 with a small increase rate.
[0013]
By forming the diffraction grating 3 by combining the first medium 1 and the second medium 2 having the above refractive index characteristic relationship, a semiconductor laser whose oscillation threshold current value is small with respect to the ambient temperature is configured. can do.
[0014]
Here, the following conditions are required for a semiconductor laser whose oscillation threshold current value does not depend on the ambient temperature.
Since the gain of the active layer decreases as the temperature rises, the current value for obtaining the oscillation threshold gain, that is, the threshold current value increases. However, since the decrease in the gain of the active layer with respect to the temperature rise cannot be avoided, the oscillation In order to keep the threshold current value stable, the oscillation threshold gain must decrease with increasing temperature.
[0015]
When the temperature rises, the gain obtained at a certain current decreases. However, in this structure, the threshold gain g th decreases at the same time. Therefore, when the structure is ideally designed, the threshold current value I th changes with the ambient temperature. Will be described below.
[0016]
The laser oscillation threshold current value I th is approximately expressed by the following formula (1).
I th = (dwL / η i ) × {g th / [Γβ (T)] + J g (T)} (1)
However,
d: Active layer thickness (μm)
w: active layer width (cm)
L: Resonator length (cm)
η i : Internal differential quantum efficiency g th : Threshold gain (cm −1 )
Γ: optical confinement coefficient β (T): differential gain coefficient (cm · μm / A)
J g (T): Current density at which the medium becomes transparent (A / cm 2 · μm)
It becomes.
[0017]
It is known that the differential gain coefficient β (T) in this equation (1) decreases with increasing temperature, and the current density J g (T) at which the medium becomes transparent increases with increasing temperature. However, this can be empirically expressed by the following equations (2) and (3).
β (T) = 1032exp (−T / T 0 ) (2)
J g (T) = 0.098exp (T / T 0 ) (3)
[0018]
Here, in order to make I th of the equation (1) constant or small with respect to the temperature change with respect to the temperature rise, from the equations (1) to (3),
X (T) = g th / [Γβ (T)] + J g (T) (4)
Must be constant with respect to the temperature T, or the amount of change must be kept small.
[0019]
For this purpose, it is necessary to reduce the threshold gain g th with respect to the temperature rise.
That is, by increasing κL with respect to the temperature T, the threshold gain g th can be decreased, whereby the threshold current value I th can be kept constant, or the variation can be reduced compared to the normal structure. Can do.
[0020]
However, the diffraction grating 3 made of a semiconductor having two different refractive indexes having the properties of the first medium 1 increases the refractive index of both semiconductors at the same rate as the temperature rises. There is little change.
[0021]
On the other hand, when the diffraction grating 3 is composed of the first medium 1 and the second medium 2 having different refractive index characteristics as described above, the first medium 1 and the second medium 2 increase as the temperature rises. The difference in refractive index with the medium 2 increases.
Therefore, as the temperature rises, the coupling coefficient of the diffraction grating 3 increases. As a result, the product κL of the coupling coefficient κ and the resonator length L increases as the temperature rises. The gain g th decreases.
[0022]
In this case, as the semiconductor having the characteristics of the first medium 1 whose refractive index increases as the temperature rises, there are GaAs, AlGaAs mixed crystal, InP, InGaAs mixed crystal, InGaAsP mixed crystal, etc., and materials constituting the semiconductor laser Of the majority.
[0023]
On the other hand, examples of the semiconductor having the characteristics of the second medium 2 having the property of increasing the refractive index with respect to the temperature change smaller or lower than those of the above semiconductor include HgCdTe mixed crystal, GaInAsBi mixed crystal, and GaInPBi mixed crystal. , TlInGaP mixed crystal, TlInGaAs mixed crystal and the like.
However, these materials have a higher refractive index than the semiconductors having the characteristics of the first medium 1 listed above.
As a non-conductive dielectric material having the characteristics of the second medium 2, it is known that benzocyclobutene (BCB) has a refractive index that decreases with increasing temperature.
[0024]
In addition, in the configuration of the diffraction grating 3, in order to further stabilize against changes in the ambient temperature, the first medium 1 is made of a material whose refractive index increases with respect to the temperature, and the second medium 2. Is preferably made of a material whose refractive index decreases with temperature.
[0025]
As an element structure, a diffraction grating 3 composed of a first medium 1 made of a conductive medium provided with a groove 4 and a second medium 2 made of a non-conductive medium provided so as to bury at least the groove 4 is active. A conductive medium having the same refractive index characteristic as that of the first medium 1 is provided on both sides of the second medium 2 constituting the diffraction grating 3 and located on the mesa structure including the layers, and the first medium The electrode may be provided on a conductive medium having the same refractive index characteristic as 1.
[0026]
Alternatively, the diffraction grating 3 composed of the first medium 1 made of a conductive medium provided with the grooves 4 and the second medium 2 made of a nonconductive medium provided so as to at least fill the grooves 4 includes an active layer. The first medium which is located on the mesa structure and is completely embedded with the first medium 1 on both sides of the second medium 2 constituting the diffraction grating 3 and also embedded on both sides of the second medium 2 An electrode may be provided above 1.
Note that the electrode in this case may be provided on the first medium 1 via a contact semiconductor layer.
[0027]
Further, the diffraction grating 3 composed of the first medium 1 made of a conductive medium provided with the groove 4 and the second medium 2 made of a non-conductive medium provided so as to fill at least the groove 4, on the active layer It may be provided so as to be located on both sides of the ridge structure provided in the.
[0028]
The second medium 2 is preferably benzocyclobutene (BCB), polystyrene, polymethyl methacrylate (PMMA), or lithium fluoride (LiF).
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Here, the distributed feedback semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
2A and 2B, FIG. 2A is a front view seen from the optical axis direction of the distributed feedback semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic sectional drawing of the diffraction grating along the dashed-dotted line which connects AA 'in 2 (a).
[0030]
First, an n-type InP clad layer 12 having a thickness of, for example, 200 nm and an i-type InGaAsPSCH layer having a thickness of, for example, 50 nm are formed on the n-type InP substrate 11 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). 13. An i-type InGaAsP active layer 14 having a thickness of, for example, 20 nm, an i-type InGaAsPSCH layer 15 having a thickness of, for example, 50 nm, and a p-type InP cladding layer 16 having a thickness of, for example, 200 nm are sequentially deposited. Let
[0031]
Then, thickness of, for example, after depositing a SiO 2 film of 0.3 [mu] m, width by etching, for example, to form a 1.5μm of SiO 2 film pattern (not shown), the SiO 2 Mesa etching is performed until the n-type InP substrate 11 is reached using the film pattern as a mask.
[0032]
Next, a p-type InP buried layer 17 and an n-type InP current blocking layer 18 having a thickness of, for example, 100 nm are sequentially grown by MOCVD using the SiO 2 film pattern as it is as a selective growth mask to bury the mesa side surface. .
Next, after removing the SiO 2 film pattern, the p-type InP layer 19 is again deposited to a thickness of, for example, 200 nm using the MOCVD method until the surface becomes flat.
[0033]
Next, a resist is applied, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing and developing a 120 nm line-and-space diffraction grating pattern with a width of, for example, 10 μm and a period of 240 nm at the center of the laser, Using this resist pattern as a mask, the exposed portion of the p-type InP layer 19 is etched to a depth of, for example, 10 nm, thereby forming the groove 20.
In this case, the phase shift region 21 is provided near the center of the groove 20.
[0034]
Next, after removing the resist pattern, the groove forming portion is covered with a SiO 2 pattern (not shown). Using this SiO 2 pattern as a selective growth mask, the p-type having a thickness of, for example, 50 nm is again formed by MOCVD. An InGaAs contact layer 22 is deposited.
[0035]
Next, after removing the SiO 2 pattern provided in the groove forming portion, the p-type InP layer 19 and the BCB layer are coated with benzocyclobutene (BCB) to a thickness of, for example, 200 nm. Next, a p-side electrode 25 is provided on the p-type InGaAs contact layer 22, and an n-side electrode 26 is formed on the back surface of the n-type InP substrate 11.
Finally, after cleaving to a resonator length of 200 μm, the antireflection film 27 is formed on the end face perpendicular to the optical axis, thereby completing the basic configuration of the distributed feedback semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. .
[0036]
Since the distributed feedback semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention uses the BCB which is an insulator, a structure in which a current flows from both sides of the BCB is employed.
Note that the use of BCB for the cladding layer itself is described in a non-patent document (Japan Journal of Applied Physics, vol. 41, p. L249-251, 2002).
[0037]
3. FIG. 3 FIG. 3 shows a calculation result regarding the temperature dependence of κL of the distributed feedback semiconductor laser of the first embodiment.
InP constituting the diffraction grating 24 increases at a change rate of about 3 × 10 −4 [K −1 ] with respect to the temperature rise, but BCB (refractive index at 300 ° C. is 1.545) has a change rate with respect to the temperature rise. Is approximately −3.0 × 10 −5 [K −1 ], and decreases with increasing temperature. As the temperature increases, the difference in refractive index between the two increases, thereby increasing the coupling coefficient κ, so that the product κL is Rise with temperature.
[0038]
FIG. 4 shows the calculation result of the temperature change of the threshold current value I th of the distributed feedback semiconductor laser of the first embodiment described above. The diffraction grating is formed only by the InP-based semiconductor. compared with the conventional example, it can be seen that the amount of change in the threshold current value I th is small.
[0039]
In the first embodiment of the present invention, since the diffraction grating portion is wider than the mesa width of the active layer portion, the electric field distribution of light does not reach the p-side electrode portion. The p-side electrode does not adversely affect the laser characteristics.
[0040]
However, if the diffraction grating forming portion is too wide, there is a problem that the area of the p-type InGaAs contact layer is reduced and the element resistance is increased.
Conversely, if the p-type InGaAs contact layer portion is widened to reduce the device resistance, there arises a problem that the electric field distribution of light is applied to the p-type InGaAs contact layer and the laser characteristics deteriorate.
[0041]
Next, a distributed feedback semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, except that the width of the diffraction grating and the configuration in the vicinity thereof are different. Since this is the same as the embodiment, only the differences will be described.
FIG. 5A is a front view seen from the optical axis direction of the distributed feedback semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic sectional drawing of the diffraction grating along the dashed-dotted line which connects AA 'in 5 (a).
[0042]
Just like the manufacturing process of the distributed feedback semiconductor laser of the first embodiment, the p-type InP buried layer 17 and the n-type InP current blocking layer 18 are provided on both sides of the stripe-shaped mesa including the i-type InGaAsP active layer. Then, the SiO 2 film pattern is removed, and the p-type InP layer 19 is again deposited to a thickness of, for example, 300 nm by using the MOCVD method.
[0043]
Next, a resist is applied, and a resist pattern (not shown) is formed by exposing and developing a 120 nm line-and-space diffraction grating pattern with a width of, for example, 10 μm and a period of 240 nm at the center of the laser, Using this resist pattern as a mask, the exposed portion of the p-type InP layer 19 is etched to a depth of, for example, 10 nm, thereby forming the groove 20.
In this case as well, the phase shift region 21 is provided near the center of the groove 20.
[0044]
Next, after removing the resist pattern, the groove forming portion is covered with a SiO 2 pattern (not shown), and using this SiO 2 pattern as a selective growth mask, the thickness is again p-type, for example, 150 nm by MOCVD. An InP layer 28 and a p-type InGaAs contact layer 22 having a thickness of, for example, 50 nm are sequentially deposited.
[0045]
Next, after removing the SiO 2 pattern provided in the groove forming portion, BCB is coated on the groove forming portion to a thickness of, for example, 200 nm, and the diffraction consisting of the p-type InP layer 19 and the BCB layer 23 is performed. A lattice 24 is formed, and then a p-side electrode 25 is provided on the p-type InGaAs contact layer 22 and an n-side electrode 26 is formed on the back surface of the n-type InP substrate 11.
Finally, after cleaving to a resonator length of 200 μm, the antireflection film 27 is formed on the end face perpendicular to the optical axis, thereby completing the basic configuration of the distributed feedback semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. .
[0046]
In the second embodiment of the present invention, the diffraction grating portion is narrowed to reduce the element resistance. However, since the p-type InP layers are formed thick on both sides of the diffraction grating formation portion, The electric field distribution is not applied to the p-side electrode, and the laser characteristics are not deteriorated.
[0047]
Next, a distributed feedback semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a front view of the distributed feedback semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention as seen from the optical axis direction, and FIG. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the diffraction grating along the alternate long and short dash line connecting AA ′ in FIG.
[0048]
First, using an MOCVD method on an n-type InP substrate 31, an n-type InP clad layer 32 having a thickness of, for example, 200 nm, an i-type InGaAsPSCH layer 33 having a thickness of, for example, 50 nm, and a thickness of, for example, 20-nm i-type InGaAsP active layer 34, thickness of, for example, 50-nm i-type InGaAsPSCH layer 35, 200-nm thickness of p-type InP cladding layer 36, thickness of, eg, 5.2 μm, p-type InP layer 37 and a p-type InGaAs contact layer 38 having a thickness of 50 nm, for example, are sequentially deposited.
[0049]
Then, thickness of, for example, after depositing a SiO 2 film of 0.3 [mu] m, width by etching, for example, to form a 3.0μm of SiO 2 film pattern (not shown), the SiO 2 Using the film pattern as a mask, the p-type InP layer 37 is etched to a depth of 5 μm to form a ridge 39.
[0050]
Next, after removing the SiO 2 film pattern, a resist is applied, a 120 nm line-and-space diffraction grating pattern is exposed on both sides of the ridge 39 at a cycle of 240 nm, and developed to form a resist pattern (not shown). Then, using this resist pattern as a mask, the exposed portion of the p-type InP layer 37 is etched to a depth of, for example, 10 nm to form the groove 40.
Also in this case, the phase shift region 41 is provided in the vicinity of the center of the groove 40.
[0051]
Next, after removing the resist pattern, the BCB is coated on the groove forming portion to a thickness of, for example, 200 nm to form the diffraction grating 43 including the p-type InP layer 37 and the BCB layer 42, and then The p-side electrode 44 is provided on the p-type InGaAs contact layer 38, and the n-side electrode 45 is formed on the back surface of the n-type InP substrate 31.
Finally, after cleaving to a resonator length of 200 μm, an antireflection film 46 is formed on the end face perpendicular to the optical axis, thereby completing the basic configuration of the distributed feedback semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention. .
[0052]
In the third embodiment, since the ridge structure is adopted, there is an advantage that it can be manufactured with less process technology as compared with the buried heterostructure.
The electric field distribution of light spreads on both sides of the ridge and is influenced by the diffraction grating, so that a distributed feedback semiconductor laser is obtained.
[0053]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments, and various modifications can be made.
For example, in each of the above embodiments, BCB is taken as a material whose refractive index decreases with respect to temperature. However, the material is not limited to BCB, but is an organic material such as polystyrene or PMMA, or lithium fluoride. Alternatively, the dielectric may be used instead.
[0054]
In each of the above embodiments, the active layer is formed of an InGaAsP bulk layer. However, an MQW (multiple quantum well structure) active layer may be used.
[0055]
In each of the above embodiments, since a light source for optical communication is assumed, a semiconductor laser is configured with an InGaAsP / InP system. However, the semiconductor laser is not limited to an InGaAsP / InP system, but an AlGaAs / GaAs system or the like. Other compound semiconductors may be used.
[0056]
In the third embodiment, the diffraction grating groove is formed after the ridge is formed. However, as in the second embodiment, the diffraction grating groove is formed. Then, the ridge may be selectively grown.
[0057]
In the first and second embodiments, the p-type InGaAs contact layer or the p-type InP layer is selectively grown after the diffraction grating groove is formed. Similarly to the embodiment, after the entire layer structure is grown, a recess reaching the p-type InP layer 19 may be formed, and a groove for the diffraction grating may be formed on the surface of the recess.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, the diffraction grating includes a first medium such as InP and a second medium such as BCB that has a refractive index smaller than that of the first medium and that has a smaller increase in refractive index with respect to temperature. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor laser having a stable oscillation threshold current value I th with respect to changes in the ambient temperature, thereby simplifying the circuit configuration of the modulation control circuit, and consequently This greatly contributes to the cost reduction of the communication system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of a distributed feedback semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the temperature dependence of κL in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of temperature dependence of an oscillation threshold current value according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of a distributed feedback semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of a distributed feedback semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st medium 2 2nd medium 3 Diffraction grating 4 Groove 11 N-type InP substrate 12 n-type InP clad layer 13 i-type InGaAsPSCH layer 14 i-type InGaAsP active layer 15 i-type InGaAsPSCH layer 16 p-type InP clad layer 17 p N-type InP buried layer 18 n-type InP current blocking layer 19 p-type InP layer 20 groove 21 phase shift region 22 p-type InGaAs contact layer 23 BCB layer 24 diffraction grating 25 p-side electrode 26 n-side electrode 27 antireflection film 28 p-type InP layer 31 n-type InP substrate 32 n-type InP clad layer 33 i-type InGaAsPSCH layer 34 i-type InGaAsP active layer 35 i-type InGaAsPSCH layer 36 p-type InP clad layer 37 p-type InP layer 38 p-type InGaAs contact layer 39 ridge 40 groove 41 Phase shift region 42 BCB layer 43 Diffraction grating 44 p-side electrode 45 n-side electrode 46 antireflection film

Claims (7)

溝を設けた導電性媒質からなる第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率の増加率が小さな第2の媒質から構成した回折格子が活性層を含むメサ構造の上に位置し、前記回折格子を構成する第2の媒質の両脇に、前記第1の媒質と同じ屈折率特性を有する導電性媒質を設けるとともに、前記第1の媒質と同じ屈折率特性を有する導電性媒質上に電極を設けたことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and a non-conductive medium provided so as to at least fill the groove, and has a refractive index smaller than that of the first medium and with respect to a rise in temperature. The diffraction grating composed of the second medium having a small increase rate is positioned on the mesa structure including the active layer, and has the same refraction as the first medium on both sides of the second medium constituting the diffraction grating. A distributed feedback semiconductor laser comprising a conductive medium having a refractive index characteristic and an electrode provided on a conductive medium having the same refractive index characteristic as that of the first medium. 溝を設けた導電性媒質からなる第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率の増加率が小さな第2の媒質から構成した回折格子が活性層を含むメサ構造の上に位置し、前記回折格子を構成する第2の媒質の両脇が、前記第1の媒質で完全に埋め込まれるとともに、前記第2の媒質の両脇を埋め込む第1の媒質の上方に電極を設けたことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and a non-conductive medium provided so as to at least fill the groove, and has a refractive index smaller than that of the first medium and with respect to a rise in temperature. A diffraction grating composed of a second medium having a small increase rate is positioned on a mesa structure including an active layer, and both sides of the second medium constituting the diffraction grating are completely covered by the first medium. A distributed feedback semiconductor laser characterized in that it is embedded and an electrode is provided above the first medium embedded on both sides of the second medium. 溝を設けた導電性媒質からなる第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率の増加率が小さな第2の媒質から構成した回折格子が、活性層上に設けられたリッジ構造の両側に位置することを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and a non-conductive medium provided so as to at least fill the groove, and has a refractive index smaller than that of the first medium and with respect to a rise in temperature. A distributed feedback semiconductor laser, characterized in that diffraction gratings composed of a second medium with a small increase rate are positioned on both sides of a ridge structure provided on an active layer. 溝を設けた導電性媒質からなるとともに温度の上昇に対して屈折率が増加する第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率が減少する第2の媒質から構成した回折格子が活性層を含むメサ構造の上に位置し、前記回折格子を構成する第2の媒質の両脇に、前記第1の媒質と同じ屈折率特性を有する導電性媒質を設けるとともに、前記第1の媒質と同じ屈折率特性を有する導電性媒質上に電極を設けたことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and having a refractive index that increases with an increase in temperature , and a non-conductive medium provided so as to bury at least the groove and refracted from the first medium. A diffraction grating composed of a second medium having a small refractive index and a refractive index decreasing with increasing temperature is positioned on the mesa structure including the active layer, and is located on both sides of the second medium constituting the diffraction grating. A distributed feedback type characterized in that a conductive medium having the same refractive index characteristic as that of the first medium is provided and an electrode is provided on the conductive medium having the same refractive index characteristic as that of the first medium. Semiconductor laser. 溝を設けた導電性媒質からなるとともに温度の上昇に対して屈折率が増加する第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率が減少する第2の媒質から構成した回折格子が活性層を含むメサ構造の上に位置し、前記回折格子を構成する第2の媒質の両脇が、前記第1の媒質で完全に埋め込まれるとともに、前記第2の媒質の両脇を埋め込む第1の媒質の上方に電極を設けたことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and having a refractive index that increases with an increase in temperature , and a non-conductive medium provided so as to bury at least the groove and refracted from the first medium. A diffraction grating composed of a second medium having a small refractive index and a refractive index decreasing with increasing temperature is positioned on the mesa structure including the active layer, and is located on both sides of the second medium constituting the diffraction grating. However, the distributed feedback semiconductor laser is characterized in that an electrode is provided above the first medium that is completely embedded in the first medium and that embeds both sides of the second medium. 溝を設けた導電性媒質からなるとともに温度の上昇に対して屈折率が増加する第1の媒質と、前記溝を少なくとも埋め込むように設けた非導電性媒質からなるとともに前記第1の媒質より屈折率が小さく且つ温度の上昇に対して屈折率が減少する第2の媒質から構成した回折格子が、活性層上に設けられたリッジ構造の両側に位置することを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。A first medium made of a conductive medium provided with a groove and having a refractive index that increases with an increase in temperature , and a non-conductive medium provided so as to bury at least the groove and refracted from the first medium. A distributed feedback semiconductor laser characterized in that a diffraction grating composed of a second medium having a small refractive index and a refractive index decreasing with increasing temperature is located on both sides of a ridge structure provided on the active layer . 前記第2の媒質が、ベンゾシクロブテン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、或いは、フッ化リチウムのいずれかからなることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の分布帰還型半導体レーザ。  7. The distributed feedback semiconductor laser according to claim 4, wherein the second medium is made of any one of benzocyclobutene, polystyrene, polymethyl methacrylate, or lithium fluoride. .
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