JPH05190960A - 波長可変半導体レーザ - Google Patents
波長可変半導体レーザInfo
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- JPH05190960A JPH05190960A JP2203992A JP2203992A JPH05190960A JP H05190960 A JPH05190960 A JP H05190960A JP 2203992 A JP2203992 A JP 2203992A JP 2203992 A JP2203992 A JP 2203992A JP H05190960 A JPH05190960 A JP H05190960A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 波長可変範囲の広い波長可変レーザを提供す
る。 【構成】 ＴＴＧ−ＬＤや、ＤＢＲ−ＬＤ等の波長可変
レーザにおいてチューニング層として、ｎｉｐｉ構造や
タイプＩＩ半導体超格子を採用することにより、チュー
ニング層におけるキャリア寿命時間を増大し、それによ
って電流注入による屈折率変化量を増大し、波長可変範
囲を大幅に改善する。
る。 【構成】 ＴＴＧ−ＬＤや、ＤＢＲ−ＬＤ等の波長可変
レーザにおいてチューニング層として、ｎｉｐｉ構造や
タイプＩＩ半導体超格子を採用することにより、チュー
ニング層におけるキャリア寿命時間を増大し、それによ
って電流注入による屈折率変化量を増大し、波長可変範
囲を大幅に改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムへの応用
上重要な波長可変半導体レーザに関する。
上重要な波長可変半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信の技術は近年めざましい
進展を遂げており、２−５Ｇｂ／ｓで１００ｋｍを越す
長距離の伝送システムが、実用化に向けた開発段階に至
りつつある。なかでもコヒーレント光伝送システムにお
いては、高密度な周波数多重伝送が比較的容易であり、
将来の長距離大容量光伝送方式として注目を集めてい
る。そのようなシステムにおいては、送信側に発振周波
数の異なる複数の光源を準備し、受信側にそれらと同等
の周波数の光源を準備する必要がある。
進展を遂げており、２−５Ｇｂ／ｓで１００ｋｍを越す
長距離の伝送システムが、実用化に向けた開発段階に至
りつつある。なかでもコヒーレント光伝送システムにお
いては、高密度な周波数多重伝送が比較的容易であり、
将来の長距離大容量光伝送方式として注目を集めてい
る。そのようなシステムにおいては、送信側に発振周波
数の異なる複数の光源を準備し、受信側にそれらと同等
の周波数の光源を準備する必要がある。
【０００３】波長可変半導体レーザはそのようなシステ
ムにおいて、送信用光源としては、個々のレーザの周波
数間隔を一定にする上で有用である。一方、局発用光源
としては、送信側光源の周波数範囲をカバーするために
できる限り広い、波長可変範囲を有することが望まし
い。外部反射鏡などを用いない、単体の波長可変半導体
レーザとして素子内部に回折格子を作りつけた、分布帰
還型（ＤＦＢ），分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）をベー
スとした構造の素子が、近年多く検討されている。その
ような波長可変レーザの一例として２重導波路構造の波
長可変ＤＦＢ−ＬＤ（以下ＴＴＧ−ＬＤと略す）の断面
素子構造を図４に示す。このような素子は例えばＣ．
Ｆ．Ｊ．シャネン氏等により、１９９０年発行のＩＥＥ
プロシーディング誌、第１３７巻、Ｊ−１号、第６９ペ
ージから第７３ページに報告されている。素子作製方法
としては、はじめにｐ−ＩｎＰ基板１表面に回折格子
（図と垂直な方向に繰り返すように形成される）を形成
し、その上に１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層２、１．５５μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層
３、ｎ−ＩｎＰ層４、１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡ
ｓＰチューニング層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６を順次
成長した後、活性層部分の幅が２μｍ程度になるように
エッチングによってメサ構造を形成し、埋め込み成長を
行ってｎ−ＩｎＰ埋め込み層７を形成する。成長したウ
ェハ表面に絶縁膜８をパターニングし、成長表面に共通
電極９、チューニング電極１０、基板側にレーザ電極１
１を形成して所望の素子を得る。レーザ電極１１にプラ
スの電圧を印可すると、図中実線で示した通路で電流が
流れ、数十ｍＡの電流注入時にレーザ発振に至る。数−
１０ｍＷの光出力で動作させておき、チューニング電極
１０にプラスの電圧を印可すると、図中破線の通路で電
流が流れ、チューニング層中にキャリアがたまり、プラ
ズマ効果によって屈折率が低減して発振波長は短波長側
にシフトする。実際数ｍＷの光出力の動作条件のもとで
６０Å前後の波長可変特性が報告されている。
ムにおいて、送信用光源としては、個々のレーザの周波
数間隔を一定にする上で有用である。一方、局発用光源
としては、送信側光源の周波数範囲をカバーするために
できる限り広い、波長可変範囲を有することが望まし
い。外部反射鏡などを用いない、単体の波長可変半導体
レーザとして素子内部に回折格子を作りつけた、分布帰
還型（ＤＦＢ），分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）をベー
スとした構造の素子が、近年多く検討されている。その
ような波長可変レーザの一例として２重導波路構造の波
長可変ＤＦＢ−ＬＤ（以下ＴＴＧ−ＬＤと略す）の断面
素子構造を図４に示す。このような素子は例えばＣ．
Ｆ．Ｊ．シャネン氏等により、１９９０年発行のＩＥＥ
プロシーディング誌、第１３７巻、Ｊ−１号、第６９ペ
ージから第７３ページに報告されている。素子作製方法
としては、はじめにｐ−ＩｎＰ基板１表面に回折格子
（図と垂直な方向に繰り返すように形成される）を形成
し、その上に１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層２、１．５５μｍ波長組成のＩｎＧａＡｓＰ活性層
３、ｎ−ＩｎＰ層４、１．３μｍ波長組成のＩｎＧａＡ
ｓＰチューニング層５、ｐ−ＩｎＰクラッド層６を順次
成長した後、活性層部分の幅が２μｍ程度になるように
エッチングによってメサ構造を形成し、埋め込み成長を
行ってｎ−ＩｎＰ埋め込み層７を形成する。成長したウ
ェハ表面に絶縁膜８をパターニングし、成長表面に共通
電極９、チューニング電極１０、基板側にレーザ電極１
１を形成して所望の素子を得る。レーザ電極１１にプラ
スの電圧を印可すると、図中実線で示した通路で電流が
流れ、数十ｍＡの電流注入時にレーザ発振に至る。数−
１０ｍＷの光出力で動作させておき、チューニング電極
１０にプラスの電圧を印可すると、図中破線の通路で電
流が流れ、チューニング層中にキャリアがたまり、プラ
ズマ効果によって屈折率が低減して発振波長は短波長側
にシフトする。実際数ｍＷの光出力の動作条件のもとで
６０Å前後の波長可変特性が報告されている。
【０００４】一方ＤＢＲ半導体レーザでも、回折格子を
有するＤＢＲ領域に、活性領域とは独立に電流を注入で
きるようにしておくと、ＤＢＲの共振周波数条件を変化
させることが可能であり、発振波長を変化できる。特に
活性領域と独立に位相調整領域を形成した３電極構造の
ＤＢＲ−ＬＤではＤＢＲ領域への電流注入による数−１
０Å程度の波長の間を連続的に波長制御でき、全体とし
て数十Ａの波長範囲をカバーすることができる。
有するＤＢＲ領域に、活性領域とは独立に電流を注入で
きるようにしておくと、ＤＢＲの共振周波数条件を変化
させることが可能であり、発振波長を変化できる。特に
活性領域と独立に位相調整領域を形成した３電極構造の
ＤＢＲ−ＬＤではＤＢＲ領域への電流注入による数−１
０Å程度の波長の間を連続的に波長制御でき、全体とし
て数十Ａの波長範囲をカバーすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような波長可変レ
ーザを周波数多重伝送方式に適用する場合、１つの素子
で可能な限り広い波長範囲、例えば１００Å以上の波長
範囲に渡って任意の波長で動作できることが望ましい。
しかしながら従来例においては、注入電流量を増加して
いってもある電流以上では、それ以上波長が変化せず、
最大数十−１００Åの波長可変範囲の動作にとどまって
いた。
ーザを周波数多重伝送方式に適用する場合、１つの素子
で可能な限り広い波長範囲、例えば１００Å以上の波長
範囲に渡って任意の波長で動作できることが望ましい。
しかしながら従来例においては、注入電流量を増加して
いってもある電流以上では、それ以上波長が変化せず、
最大数十−１００Åの波長可変範囲の動作にとどまって
いた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段は以下のとおりである。 （１）半導体基板上に発光再結合する活性層と、この活
性層に平行に形成されたチューニング層とを有し、前記
活性層およびチューニング層に独立に電流を注入できる
ような電極が形成された２重導波構造分布帰還型の波長
可変半導体レーザにおいて、前記チューニング層が異な
る導電型の半導体多層膜よりなることを特徴とする波長
可変半導体レーザ。
めの手段は以下のとおりである。 （１）半導体基板上に発光再結合する活性層と、この活
性層に平行に形成されたチューニング層とを有し、前記
活性層およびチューニング層に独立に電流を注入できる
ような電極が形成された２重導波構造分布帰還型の波長
可変半導体レーザにおいて、前記チューニング層が異な
る導電型の半導体多層膜よりなることを特徴とする波長
可変半導体レーザ。
【０００７】（２）半導体基板上に発光再結合する活性
層と、この活性層に平行に形成されたチューニング層と
を有し、前記活性層およびチューニング層に独立に電流
を注入できるような電極が形成された２重導波構造分布
帰還型の波長可変半導体レーザにおいて、前記チューニ
ング層が異なる組成の半導体多層膜よりなり、その隣あ
う半導体層の伝導帯下端のエネルギーの低い層において
価電子帯上端のエネルギーも低いことを特徴とする波長
可変半導体レーザ。
層と、この活性層に平行に形成されたチューニング層と
を有し、前記活性層およびチューニング層に独立に電流
を注入できるような電極が形成された２重導波構造分布
帰還型の波長可変半導体レーザにおいて、前記チューニ
ング層が異なる組成の半導体多層膜よりなり、その隣あ
う半導体層の伝導帯下端のエネルギーの低い層において
価電子帯上端のエネルギーも低いことを特徴とする波長
可変半導体レーザ。
【０００８】（３）半導体基板上に活性層と、この活性
層よりも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相
制御層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形
成され、それぞれに独立に電流を注入することのできる
電極が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体
レーザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反
射層のうちの少なくとも一方が異なる導電型の半導体多
層膜よりなることを特徴とする波長可変半導体レーザ。
層よりも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相
制御層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形
成され、それぞれに独立に電流を注入することのできる
電極が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体
レーザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反
射層のうちの少なくとも一方が異なる導電型の半導体多
層膜よりなることを特徴とする波長可変半導体レーザ。
【０００９】（４）半導体基板上に活性層と、この活性
層よりも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相
制御層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形
成され、それぞれに独立に電流を注入することのできる
電極が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体
レーザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反
射層のうちの少なくとも一方が異なる組成の半導体多層
膜よりなり、その隣あう半導体層の内で伝導帯下端のエ
ネルギーの低い層において価電子帯上端のエネルギーも
低いことを特徴とする波長可変半導体レーザ。
層よりも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相
制御層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形
成され、それぞれに独立に電流を注入することのできる
電極が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体
レーザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反
射層のうちの少なくとも一方が異なる組成の半導体多層
膜よりなり、その隣あう半導体層の内で伝導帯下端のエ
ネルギーの低い層において価電子帯上端のエネルギーも
低いことを特徴とする波長可変半導体レーザ。
【００１０】
【作用】従来例として示したＴＴＧ−ＬＤを例にとっ
て、本発明の作用を説明する。ＴＴＧ−ＬＤにおいては
チューニング層に電流を注入して、そこでのキャリア密
度を増加させることにより、光の電界が感ずる屈折率を
低下させて波長を短波長にシフトさせる。波長変化量
は、チューニング層での光閉じこめ量（光の電界とチュ
ーニング層との重なりの大きさ）とチューニング層にお
ける屈折率変化量との積に比例する。チューニング層へ
の光閉じこめ量をあまり大きくしてしまうと、活性層へ
の光閉じこめ量がそのぶん減少し、しきい値電流が上昇
してしまう。一方、屈折率変化量は注入キャリア密度、
すなわちチューニング電流密度とチューニング層でのキ
ャリア寿命時間の積に比例する。従来例に示したような
通常の半導体層の場合、注入電流を増加して、キャリア
密度を増加させると、キャリア寿命時間が短くなり、屈
折率の変化は、比較的低注入時に飽和してしまう。
て、本発明の作用を説明する。ＴＴＧ−ＬＤにおいては
チューニング層に電流を注入して、そこでのキャリア密
度を増加させることにより、光の電界が感ずる屈折率を
低下させて波長を短波長にシフトさせる。波長変化量
は、チューニング層での光閉じこめ量（光の電界とチュ
ーニング層との重なりの大きさ）とチューニング層にお
ける屈折率変化量との積に比例する。チューニング層へ
の光閉じこめ量をあまり大きくしてしまうと、活性層へ
の光閉じこめ量がそのぶん減少し、しきい値電流が上昇
してしまう。一方、屈折率変化量は注入キャリア密度、
すなわちチューニング電流密度とチューニング層でのキ
ャリア寿命時間の積に比例する。従来例に示したような
通常の半導体層の場合、注入電流を増加して、キャリア
密度を増加させると、キャリア寿命時間が短くなり、屈
折率の変化は、比較的低注入時に飽和してしまう。
【００１１】そこで本発明ではチューニング層として、
１００Å前後の導電型の異なる半導体薄膜層を交互に積
層した、いわゆるｎｉｐｉ構造とし、そこでは図１
（ｂ）にエネルギーバンド構造を示すように空間的に間
接遷移となるため、キャリア寿命時間が通常の半導体層
に比べて、大幅に長くなる。したがって、ＴＴＧ−ＬＤ
の波長可変範囲を大きく改善できる。同様に、図２にエ
ネルギーバンド構造を示すように、電子に対するポテン
シャル井戸と正孔に対するポテンシャル井戸が異なる半
導体層に形成されるような、いわゆるタイプIIの超格子
構造を用いてチューニング層を形成してもキャリア寿命
時間を長くでき、したがって波長可変範囲を大きくする
ことができる。
１００Å前後の導電型の異なる半導体薄膜層を交互に積
層した、いわゆるｎｉｐｉ構造とし、そこでは図１
（ｂ）にエネルギーバンド構造を示すように空間的に間
接遷移となるため、キャリア寿命時間が通常の半導体層
に比べて、大幅に長くなる。したがって、ＴＴＧ−ＬＤ
の波長可変範囲を大きく改善できる。同様に、図２にエ
ネルギーバンド構造を示すように、電子に対するポテン
シャル井戸と正孔に対するポテンシャル井戸が異なる半
導体層に形成されるような、いわゆるタイプIIの超格子
構造を用いてチューニング層を形成してもキャリア寿命
時間を長くでき、したがって波長可変範囲を大きくする
ことができる。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を示す図面を参照して、本発明
をより詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実
施例であるＴＴＧ−ＬＤの素子断面図を示す。このよう
な素子を作製するには以下のようにすればよい。ｐ−Ｉ
ｎＰ基板１上に回折格子を形成し、その上に発光波長
１．３μｍ組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２（厚さ
０．１μｍ）、ＭＱＷ活性層３（ＩｎＧａＡｓウェル層
７０Ａ，１．３μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰバリア層１００
Ａを５層成長）、ｎ−ＩｎＰ層４（厚さ０．１μｍ）、
チューニング層５（１．３μｍ組成のｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ，ノンドープＩｎＧａＡｓＰ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰを
１００Åずつ１０周期、総厚０．３μｍ）、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層６（厚さ２μｍ）を順次積層する。チューニ
ング層でのｎｉｐｉ構造のドーピング濃度は７×１０18
ｃｍ-3とした。成長後、幅１．５μｍのメサストライプ
を形成し、それ以外の領域全体にｎ−ＩｎＰ埋め込み層
７を成長する。その後、図に示すように絶縁膜をパター
ニングし、共通電極９、チューニング電極１０、レーザ
電極１１を形成して所望の素子を得る。
をより詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実
施例であるＴＴＧ−ＬＤの素子断面図を示す。このよう
な素子を作製するには以下のようにすればよい。ｐ−Ｉ
ｎＰ基板１上に回折格子を形成し、その上に発光波長
１．３μｍ組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２（厚さ
０．１μｍ）、ＭＱＷ活性層３（ＩｎＧａＡｓウェル層
７０Ａ，１．３μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰバリア層１００
Ａを５層成長）、ｎ−ＩｎＰ層４（厚さ０．１μｍ）、
チューニング層５（１．３μｍ組成のｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ，ノンドープＩｎＧａＡｓＰ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰを
１００Åずつ１０周期、総厚０．３μｍ）、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層６（厚さ２μｍ）を順次積層する。チューニ
ング層でのｎｉｐｉ構造のドーピング濃度は７×１０18
ｃｍ-3とした。成長後、幅１．５μｍのメサストライプ
を形成し、それ以外の領域全体にｎ−ＩｎＰ埋め込み層
７を成長する。その後、図に示すように絶縁膜をパター
ニングし、共通電極９、チューニング電極１０、レーザ
電極１１を形成して所望の素子を得る。
【００１３】チューニング層のエネルギーバンド構造を
図１（ｂ）に示すように、電子に対するポテンシャル井
戸と正孔に対するポテンシャル井戸とが空間的に分離さ
れており、空間的間接遷移となることから、チューニン
グ層におけるキャリア寿命時間が長くなる。簡単な計算
によれば通常のバルク半導体層に比べて数倍から１０倍
程度延びることが示され、その分波長可変範囲も広がる
ことが期待される。
図１（ｂ）に示すように、電子に対するポテンシャル井
戸と正孔に対するポテンシャル井戸とが空間的に分離さ
れており、空間的間接遷移となることから、チューニン
グ層におけるキャリア寿命時間が長くなる。簡単な計算
によれば通常のバルク半導体層に比べて数倍から１０倍
程度延びることが示され、その分波長可変範囲も広がる
ことが期待される。
【００１４】以上のようにして作製したＴＴＧ−ＬＤに
おいて特性を測定したところ、発振しきい値電流２５ｍ
Ａ，光出力３０ｍＷ以上が得られ、チューニング電流を
０から２５ｍＡまで流すことにより、最大１２０Ａの波
長変化が実現できた。１２０Åの可変波長範囲内で１３
ＭＨｚ以下のスペクトル線幅で動作した。
おいて特性を測定したところ、発振しきい値電流２５ｍ
Ａ，光出力３０ｍＷ以上が得られ、チューニング電流を
０から２５ｍＡまで流すことにより、最大１２０Ａの波
長変化が実現できた。１２０Åの可変波長範囲内で１３
ＭＨｚ以下のスペクトル線幅で動作した。
【００１５】図２は本発明の第２の実施例のＴＴＧ−Ｌ
Ｄに採用したチューニング層のエネルギーバンド構造図
である。ここではチューニング層として波長組成１．３
μｍのＩｎＧａＡｓＰ、波長組成１．２５μｍのＧａＡ
ｓＳｂをそれぞれ１００Å、１２周期、総厚０．２４μ
ｍ成長した。これらの半導体層では図に示すように電子
と正孔に対するポテンシャル井戸が空間的に分離されて
おり、第１の実施例と同様にキャリア寿命時間が長くな
ることから、波長可変範囲を広くとることができた。第
１の実施例とほぼ同等の特性を得た。
Ｄに採用したチューニング層のエネルギーバンド構造図
である。ここではチューニング層として波長組成１．３
μｍのＩｎＧａＡｓＰ、波長組成１．２５μｍのＧａＡ
ｓＳｂをそれぞれ１００Å、１２周期、総厚０．２４μ
ｍ成長した。これらの半導体層では図に示すように電子
と正孔に対するポテンシャル井戸が空間的に分離されて
おり、第１の実施例と同様にキャリア寿命時間が長くな
ることから、波長可変範囲を広くとることができた。第
１の実施例とほぼ同等の特性を得た。
【００１６】図３は本発明の第３の実施例である電極分
割ＤＢＲ−ＬＤの光共振方向の素子断面図である。基板
１上に部分的に回折格子１６を形成し、そのうえにまず
第１の実施例に示したと同様なＭＱＷ活性層３を積層
し、部分的にエッチングし、除去した後に、活性層を除
去した領域に選択的にチューニング層５を形成した。チ
ューニング層５は第１の実施例に示したのと同様なｎｉ
ｐｉ構造とした。その後全面にクラッド層６を成長し、
横モード制御のための埋め込み構造に加工した。成長層
表面に電極を分割して形成し、図に示すように活性領域
２１、位相制御領域２２、ＤＢＲ領域２３の３つの領域
に分割した。それぞれの領域の長さを６００μｍ，２０
０μｍ，６００μｍとなるように素子を切りだし、特性
を評価した。このような素子において発振しきい値電流
２０ｍＡ、光出力４０ｍＷ以上の特性を得た。光出力５
ｍＷ以上の条件で波長可変特性を測定したところ、１３
０Ａの波長可変範囲、および８ＭＨｚ以下のスペクトル
線幅を得た。もちろん上記のような電極分割ＤＢＲ−Ｌ
Ｄにおいて第２の実施例と同様な超格子構造のチューニ
ング層を採用しても同様の波長可変特性が期待できる。
割ＤＢＲ−ＬＤの光共振方向の素子断面図である。基板
１上に部分的に回折格子１６を形成し、そのうえにまず
第１の実施例に示したと同様なＭＱＷ活性層３を積層
し、部分的にエッチングし、除去した後に、活性層を除
去した領域に選択的にチューニング層５を形成した。チ
ューニング層５は第１の実施例に示したのと同様なｎｉ
ｐｉ構造とした。その後全面にクラッド層６を成長し、
横モード制御のための埋め込み構造に加工した。成長層
表面に電極を分割して形成し、図に示すように活性領域
２１、位相制御領域２２、ＤＢＲ領域２３の３つの領域
に分割した。それぞれの領域の長さを６００μｍ，２０
０μｍ，６００μｍとなるように素子を切りだし、特性
を評価した。このような素子において発振しきい値電流
２０ｍＡ、光出力４０ｍＷ以上の特性を得た。光出力５
ｍＷ以上の条件で波長可変特性を測定したところ、１３
０Ａの波長可変範囲、および８ＭＨｚ以下のスペクトル
線幅を得た。もちろん上記のような電極分割ＤＢＲ−Ｌ
Ｄにおいて第２の実施例と同様な超格子構造のチューニ
ング層を採用しても同様の波長可変特性が期待できる。
【００１７】なお本発明の実施例においては波長１μｍ
帯の素子について示したが、用いる半導体材料はもちろ
んこれに限るものではなく、ＧａＡｌＡｓ系など、他の
材料系を用いて、何等差し支えない。また横モード制御
の構造として、メサストライプを形成し、埋め込み成長
を行う埋め込み構造のものを示したが、もちろんこのよ
うな構造、製法に限るものではなく、選択成長によって
チューニング層、活性層を形成する方法等でも何等差し
支えない。さらに実施例のＴＴＧ−ＬＤにおいては回折
格子上にガイド層２、活性層３を成長したが、回折格子
上にチューニング層を直接成長する方法でもなんら差し
支えない。またｎｉｐｉ構造としてはヘテロ構造のｎｉ
ｐｉ、それに格子歪を導入したもの、あるいは数原子層
の領域にシート的に不純物を導入する、いわゆるδドー
プの構造を採用してもなんら差し支えない。
帯の素子について示したが、用いる半導体材料はもちろ
んこれに限るものではなく、ＧａＡｌＡｓ系など、他の
材料系を用いて、何等差し支えない。また横モード制御
の構造として、メサストライプを形成し、埋め込み成長
を行う埋め込み構造のものを示したが、もちろんこのよ
うな構造、製法に限るものではなく、選択成長によって
チューニング層、活性層を形成する方法等でも何等差し
支えない。さらに実施例のＴＴＧ−ＬＤにおいては回折
格子上にガイド層２、活性層３を成長したが、回折格子
上にチューニング層を直接成長する方法でもなんら差し
支えない。またｎｉｐｉ構造としてはヘテロ構造のｎｉ
ｐｉ、それに格子歪を導入したもの、あるいは数原子層
の領域にシート的に不純物を導入する、いわゆるδドー
プの構造を採用してもなんら差し支えない。
【００１８】
【発明の効果】以上に述べたように、波長可変レーザに
おけるチューニング層としてｎｉｐｉ構造や、タイプＩ
Ｉ超格子を採用することにより、チューニング層におけ
るキャリア寿命時間を長くすることができ、それにより
波長可変範囲を大幅に改善することができた。
おけるチューニング層としてｎｉｐｉ構造や、タイプＩ
Ｉ超格子を採用することにより、チューニング層におけ
るキャリア寿命時間を長くすることができ、それにより
波長可変範囲を大幅に改善することができた。
【図１】請求項１に記載した発明によるＴＴＧ半導体レ
ーザの素子断面図（ａ）、およびチューニング層のエネ
ルギーバンド構造図（ｂ）である。
ーザの素子断面図（ａ）、およびチューニング層のエネ
ルギーバンド構造図（ｂ）である。
【図２】請求項２に記載した発明によるＴＴＧ半導体レ
ーザ素子のチューニング層のエネルギーバンド構造図で
ある。
ーザ素子のチューニング層のエネルギーバンド構造図で
ある。
【図３】請求項３及び４に記載した発明に相当する波長
可変ＤＢＲ−ＬＤの素子断面図である。
可変ＤＢＲ−ＬＤの素子断面図である。
【図４】従来例のＴＴＧ−ＬＤの素子断面図である。
１ 基板 ２ ガイド層 ３ 活性層 ４ ｎ−ＩｎＰ層 ５ チューニング層 ６ クラッド層 ７ 埋め込み層 ８ 絶縁膜 ９ 共通電極 １０ チューニング電極 １１ レーザ電極 １５ ｎｉｐｉチューニング層 １６ 回折格子 ２１ 活性領域 ２２ 位相制御領域 ２３ ＤＢＲ領域
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に発光再結合する活性層
と、この活性層に平行に形成されたチューニング層とを
有し、前記活性層およびチューニング層に独立に電流を
注入できるような電極が形成された２重導波構造分布帰
還型の波長可変半導体レーザにおいて、前記チューニン
グ層が異なる導電型の半導体多層膜よりなることを特徴
とする波長可変半導体レーザ。 - 【請求項２】 半導体基板上に発光再結合する活性層
と、この活性層に平行に形成されたチューニング層とを
有し、前記活性層およびチューニング層に独立に電流を
注入できるような電極が形成された２重導波構造分布帰
還型の波長可変半導体レーザにおいて、前記チューニン
グ層が異なる組成の半導体多層膜よりなり、その隣あう
半導体層の伝導帯下端のエネルギーの低い層において価
電子帯上端のエネルギーも低いことを特徴とする波長可
変半導体レーザ。 - 【請求項３】 半導体基板上に活性層と、この活性層よ
りも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相制御
層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形成さ
れ、それぞれに独立に電流を注入することのできる電極
が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体レー
ザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反射層
のうちの少なくとも一方が異なる導電型の半導体多層膜
よりなることを特徴とする波長可変半導体レーザ。 - 【請求項４】 半導体基板上に活性層と、この活性層よ
りも遷移エネルギーの大きな半導体層からなる位相制御
層と、回折格子を有する分布ブラッグ反射層とが形成さ
れ、それぞれに独立に電流を注入することのできる電極
が形成された分布ブラッグ反射型の波長可変半導体レー
ザにおいて、前記位相制御層および分布ブラッグ反射層
のうちの少なくとも一方が異なる組成の半導体多層膜よ
りなり、その隣あう半導体層の内で伝導帯下端のエネル
ギーの低い層において価電子帯上端のエネルギーも低い
ことを特徴とする波長可変半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203992A JPH05190960A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 波長可変半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203992A JPH05190960A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 波長可変半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190960A true JPH05190960A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12071807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2203992A Withdrawn JPH05190960A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 波長可変半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568311A (en) * | 1994-05-30 | 1996-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wavelength tunable semiconductor laser device |
| JP2010109237A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Anritsu Corp | 光位相制御素子および半導体発光素子 |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP2203992A patent/JPH05190960A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568311A (en) * | 1994-05-30 | 1996-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wavelength tunable semiconductor laser device |
| JP2010109237A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Anritsu Corp | 光位相制御素子および半導体発光素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |