JPH07249829A

JPH07249829A - 分布帰還型半導体レーザ

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Publication number: JPH07249829A
Application number: JP3944294A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Uomi; 和久魚見; Tomonobu Tsuchiya; 朋信土屋; Makoto Okai; 誠岡井; Atsushi Nakamura; 厚中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、広い温度範囲、例えば−４
０℃〜＋８５℃で安定に動作する光通信用分布帰還型半
導体レーザを提供することにある。【構成】歪量子井戸活性層５を有する分布帰還型半導
体レーザにおいて、活性層を構成する各量子井戸層の量
子井戸層膜厚、混晶組成歪量、あるいは歪量を変化させ
ることにより、各量子井戸層からの量子準位発光波長を
変化させ、さらに、井戸数、歪量、量子井戸膜厚等の構
造を適切に設定し、離調波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／
ｄＴが極めて小さな分布帰還型半導体レーザを得る。【効果】離調波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／ｄＴを極
めて小さくできるので、分布帰還型半導体レーザの安定
な広範囲温度動作に対して効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分布帰還型半導体レー
ザに係り、特に広い温度範囲、例えば−４０℃〜＋８５
℃で安定に動作する光通信用分布帰還型半導体レーザに
関する。

【０００２】

【従来の技術】来たるべく加入者系光通信システムの構
築に向けて、光伝送装置の低消費電力化、小型化、低価
格化は極めて重要である。この実現のためには広い環境
温度範囲、例えば−４０℃〜＋８５℃において、温度制
御を不要とする半導体レーザの開発が不可欠である。特
に単一縦モードで発振する分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ
の広温度範囲動作が待望されている。これに対して、活
性層に圧縮歪ＭＱＷ（多重量子井戸）構造を導入した
１．３μｍ帯ＤＦＢレーザの高温低電流動作が、第５４
回応用物理学会学術講演会講演予稿集２７ｐ−Ｈ−１２
（１９９３年９月）に示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、＋５℃〜＋８０℃の範囲の動作に限られて
おり、これは下記の問題に起因している。

【０００４】一般にＤＦＢレーザの発振波長λＬＤは、
媒質の屈折率ｎ、回折格子の周期Λを用いて次式で表さ
れる。

【０００５】

【数１】 λＬＤ＝２ｎΛ ……（１）一方、量子井戸活性層の光学利得のピーク波長λｇは量
子井戸膜厚、量子井戸組成等の量子井戸構造により、決
まる。従って、ＤＦＢレーザの発振波長λＬＤと光学利
得のピーク波長λｇの間には、いわゆる次式で表される
離調波長ΔＧが存在する。

【０００６】

【数２】 ΔＧ＝λＬＤ−λｇ ……（２）そこで、一般に、ΔＧが動作温度においてほぼ０になる
ように設定している。しかしながら、１．３μｍ帯、
１．５５μｍ帯等の長波長帯半導体レーザにおいては、
レーザ発振波長λＬＤの温度依存性ｄλＬＤ／ｄＴは約
０．１ｎｍ／℃、光学利得ピーク波長λｇの温度依存性
ｄλｇ／ｄＴは約０．４ｎｍ／℃と異なることから、離
調波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／ｄＴは約−０．３ｎｍ
／℃と有限の値を取る。従って、広い環境温度範囲、例
えば−４０℃〜＋８５℃の１２５℃を考えると、ΔＧは
動作温度範囲において４０ｎｍ近く変化することにな
る。

【０００７】以上の点を、１．３μｍ帯ＤＦＢレーザを
例に取り、図式的にまとめたのが、図２であり、これを
用いて従来技術の問題点を説明する。まず、図２（ａ）
では、室温（２５℃）において、ΔＧが０になるように
設定した場合であるが、８５℃でのΔＧが−１８ｎｍと
なり、レーザ発振波長と光学利得ピーク波長がずれるの
で、８５℃でのしきい電流が大幅に増大してしまう。こ
れにより、８５℃動作時の効率も低く、初期特性のみで
なく、動作電流の増大により、素子の信頼性の劣化を招
く。そこで、８５℃動作時にΔＧが０になるように設定
した場合が、図２（ｂ）である。この場合、８５℃での
しきい電流の劣化は無いが、一方−４０℃でのΔＧが＋
３８ｎｍとなり、光学利得のバンド幅から離れてしま
い、ＤＦＢ動作が困難となり、いわゆるＦＰ（Ｆａｂｒ
ｙ−Ｐｅｒｏｔ）モードからなるマルチ縦モード発振と
なってしまう。

【０００８】以上のように、従来のＤＦＢレーザでは、
歪量子井戸構造により低しきい化を図ったとしてして
も、−４０℃〜＋８５℃の広い環境温度範囲での動作を
実現することができなかった。

【０００９】本発明の目的は、広い温度範囲、例えば−
４０℃〜＋８５℃で安定に動作する光通信用分布帰還型
半導体レーザを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では多重量子井戸活性層の少なくとも１層の
量子井戸層の量子準位発光波長が他の量子井戸層の量子
準位発光波長と異なること、少なくとも１層の量子井戸
層の量子井戸膜厚が他の量子井戸層の量子井戸膜厚と異
なること、少なくとも１層の量子井戸層を形成する混晶
組成が他の量子井戸層を形成する混晶組成と異なるこ
と、歪量子井戸層から形成されている多重量子井戸構造
の少なくとも１層の歪量子井戸層の歪量が他の歪量子井
戸層の歪量と異なることのいずれかにより、達成され
る。特に、量子井戸層、歪量子井戸層の量子準位発光波
長の最大値と最小値の差が１５〜４５ｎｍであること、
量子井戸層、歪量子井戸層の最大量子井戸膜厚のと最小
量子井戸膜厚の差が１．０〜３．５ｎｍであること、量
子井戸層、歪量子井戸層の最大量子井戸膜厚が６ｎｍ、
最小量子井戸膜厚が４ｎｍであること、量子準位発光波
長が、正孔の注入側が電子の注入側よりも長波長である
こと、井戸数が４〜８であること、半導体基板がｐ型Ｉ
ｎＰ基板で、かつ上記活性層がメサストライプ状に形成
され、該メサストライプ状の活性領域の側面がｐ／ｎ／
ｐ型の電流ブロック層で埋め込まれていること、室温で
の離調波長ΔＧの値が−１０〜＋１０ｎｍ、かつκＬ
（κ：共振器の軸方向での屈折率の摂動による光の結合
定数をκ、Ｌ：共振器長）の値が０．８〜１．５である
こと、量子井戸層、歪量子井戸層がＩｎＧａＡｓＰ層、
あるいはＩｎＧａＡｌＡｓ層であることにより、達成さ
れる。

【００１１】

【作用】以下、本発明の作用について図３を用いて説明
する。同図（ａ）は各量子井戸層間で量子準位発光波長
を変化させるために、各量子井戸層の量子井戸膜厚を変
化させた例である。量子井戸→→の順に量子井戸
膜厚が厚くなっており、それに伴い、量子準位発光波長
は同図（ｂ）に示すように量子井戸→→の順に長
波長となっている。２５℃においては、同図（ｂ）に示
すように量子井戸からの発光強度が最も強い。一方、
８５℃においては、量子井戸、、からの発光はそ
れぞれ長波長シフトするが、高温では、フェルミ・ディ
ラック分布がぼけるので、高エネルギー側、すなわち短
波長側の量子井戸からの発光が増大し、量子井戸から
の発光が最も強くなる。その結果、図３（ｂ）に示すよ
うに２５℃から８５℃に温度を上げたときの発光ピーク
波長、すなわち光学利得ピーク波長λｇの温度依存性は
極めて小さくなる。この時の光学利得ピーク波長λｇの
温度依存性ｄλｇ／ｄＴは約０．１〜０．２ｎｍ／℃と
（従来：０．４ｎｍ／℃）小さくなり、その結果、離調
波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／ｄＴは約０．０〜−０．
１ｎｍ／℃と、従来に比べて１／３以下に抑制すること
ができた。これにより、図３（ｃ）に示したように、例
えば、室温（２５℃）において、ΔＧが０になるように
設定した場合でも、８５℃、−４０℃でのΔＧはそれぞ
れ−６ｎｍ、＋６ｎｍと極めて小さくなり、離調波長Δ
Ｇの温度依存性によるＤＦＢレーザの特性の悪化を小さ
く抑えることができ、その結果広い温度範囲、例えば−
４０℃〜＋８５℃で安定に動作する光通信用分布帰還型
半導体レーザを実現することができた。各量子井戸層の
混晶組成歪量の変化、歪量の変化により、各量子井戸層
間の量子準位発光波長を変化させても、全く同様に離調
波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／ｄＴを小さく抑制でき
る。

【００１２】さらに、本発明において、特に量子井戸
層、歪量子井戸層の量子準位発光波長の最大値と最小値
の差を１５〜４５ｎｍに設定すること、量子井戸層、歪
量子井戸層の最大量子井戸膜厚のと最小量子井戸膜厚の
差を１．０〜３．５ｎｍに設定すること、量子井戸層、
歪量子井戸層の最大量子井戸膜厚を６ｎｍ、最小量子井
戸膜厚を４ｎｍに設定することにより、離調波長ΔＧの
温度依存性ｄΔＧ／ｄＴは０〜−０．２ｎｍ／℃の範囲
に抑え込むことができる。又、正孔が注入される側の量
子井戸層の量子準位発光波長を、電子が注入される側よ
りも長波長にすると、高温において正孔の高エネルギー
側の量子井戸への注入効果が促進されるので、離調波長
ΔＧの温度依存性ｄΔＧ／ｄＴ抑制作用が大きくなる。
さらに、井戸数を４〜８に設定すると、高温での発振が
容易になるため、ｄΔＧ／ｄＴ抑制効果は大きい。又、
半導体基板がｐ型ＩｎＰ基板を用いてｐ／ｎ／ｐ型の電
流ブロック層で埋め込むと電流狭窄効果は大きく、高温
での発振が容易になるため、ｄΔＧ／ｄＴ抑制効果は大
きくなる。さらに、室温での離調波長ΔＧを−１０〜＋
１０ｎｍに設定し、κＬの値を０．８〜１．５とし高温
での発振が容易に保つと、＋８５℃でのΔＧは−１５ｎ
ｍ以上になるので、特性悪化は生じることはない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図４を用い
て説明する。

【００１４】（実施例１）図１は本発明をｐ型基板上
１．３μｍ帯分布帰還型半導体レーザに適用したもので
ある。同図（ａ），（ｂ）に示すように、有機金属気相
成長法により、ｐ−ＩｎＰ基板１上にｐ-ＩnＰクラッド
層２(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)
を成長した後、回折格子３を形成した。その後、有機金
属気相成長法により、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層
４、ＩnＧaＡsＰ系歪多重量子井戸活性層５、ｎ-ＩnＰ
クラッド層６（キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ
〜０．４μｍ)を成長する。この時、ＩnＧaＡsＰ系歪多
重量子井戸活性層５の歪量子井戸層１５ａ〜１５ｅの歪
量は約１．０％とし、図１（ｃ）の伝導帯のバンドダイ
アグラムに示したように、歪量子井戸層の層数は５であ
り、歪量子井戸膜厚はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層４
に近い側から、それぞれ、６．０ｎｍ、５．５ｎｍ、
５．０ｎｍ、４．５ｎｍ、４．０ｎｍであり、ＩｎＧａ
ＡｓＰ障壁層１６の膜厚は７ｎｍである。この時、最大
膜厚量子井戸層１５ａと最小膜厚量子井戸層１５ｅから
の量子準位発光波長の差は３０ｎｍである。回折格子３
のκＬは０．８〜１．５となるように、深さは１５〜３
０ｎｍに設定した。又、離調波長ΔＧが室温において−
１０〜＋１０ｎｍとなるように、回折格子３の周期は約
２０２ｎｍに設定した。

【００１５】その後ＣＶＤ法によりＳiＯ₂膜を被着しホ
トリソ工程を経た後、ＳiＯ₂膜をマスクとしてウェット
エッチングにより図中に示されるような変曲点の無い滑
らかな側面を有するメサストライプを形成する。また活
性層幅は１．３〜１．８μｍ、メサ深さは２.５〜３．
７μｍである。次に、ＳiＯ₂膜を被着したまま、有機金
属気相成長法により、メサストライプの側面をｐ-ＩnＰ
埋込層７(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５
〜１μｍ)、ｎ-ＩnＰ埋込層８(キャリア濃度〜２×１０
¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、ｐ-ＩnＰ埋込層９(キ
ャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ１〜３μｍ)、ｎ-
ＩnＰ層１０(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜
０.５μｍ)で埋め込んだ。以上のようにして埋め込んだ
構造においては、リ−ク電流の要因であるｎ-ｎ接続の
無い理想的なブロック層構造となった。次に、ＳiＯ₂膜
を除去した後、有機金属気相成長法によりｎ-ＩnＰ平坦
化層１１(キャリア濃度〜１．５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ
〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs（Ｐ）キャップ層１２(キャリ
ア濃度＞５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜０．３μｍ)で平坦
に埋め込んだ。以上の有機金属気相成長法において、ｎ
型不純物はＳｉ（但し、キャップ層１２のみＳｅ）、ｐ
型不純物はＺｎを用いた。その後ＳiＯ₂膜１３で電流狭
窄を行った後ｎ電極１４を形成、更に基板側を研磨して
ト−タル膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１７を蒸着
により形成し、素子化を行った。その後、共振器長１５
０〜４００μｍに劈開し、前端面に反射率１％の低反射
率膜２０、後端面に反射率８０％の高反射率膜２１を施
した。

【００１６】本実施例によるＤＦＢレ−ザでは、発振波
長１.３０μｍにおいて、室温でのしきい電流は５〜１
０mＡ、スロ−プ効率は０.４５〜０．６０mＷ／mＡが得
られ、室温においてのΔＧは典型的に−１０ｎｍから＋
１０ｎｍの範囲であった。又、８５℃でのしきい電流は
１５〜２５mＡ、スロ−プ効率０.３５〜０．４５mＷ／m
Ａの素子が高歩留りで得られ、６００Ｍｂｉｔ／ｓの変
調が十分に可能であった。さらに、−４０℃においても
安定にＤＦＢ発振し、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲に
おいて、副モード抑圧比は３５〜４５ｄＢを維持した。
又、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲におけるΔＧの変化
量は約１０ｎｍと極めて小さかった。（実施例２）図４は本発明をｐ型基板上１．５５μｍ帯
分布帰還型半導体レーザに適用したものである。同図
（ａ），（ｂ）に示すように、有機金属気相成長法によ
り、ｐ−ＩｎＰ基板１上にｐ-ＩnＰクラッド層２(キャ
リア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)を成長し
た後、アンドープＩnＧaＡsＰ系歪多重量子井戸活性層
１８、ｎ-ＩnＧａＡｓＰ光ガイド層１９(キャリア濃度
〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜０．２μｍ)を成長する。
この後、回折格子３を形成し、有機金属気相成長法によ
りｎ-ＩnＰクラッド層６(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃ
ｍ-³、厚さ〜０．４μｍ)を成長する。この時、アンド
ープＩnＧaＡsＰ系歪多重量子井戸活性層１８の歪量子
井戸層２２ａ〜２２ｄの量子井戸膜厚は５ｎｍとした。
又、図４（ｃ）の伝導帯のバンドダイアグラムに示した
ように、歪量子井戸層の層数は４であり、歪量子井戸層
の歪量はｐ-ＩnＰクラッド層２に近い側から、それぞ
れ、＋１．５％、＋１．４３％、＋１．３６％、＋１．
２９％であり、この歪量の変化と共に伝導帯でのエネル
ギーが変化する。ＩｎＧａＡｓＰ障壁層２３の膜厚は１
０ｎｍである。この時、最大膜厚量子井戸層２２ａと最
小膜厚量子井戸層２２ｄからの量子準位発光波長の差は
２５ｎｍである。回折格子３のκＬは０．８〜１．５と
なるように、深さは１５〜３０ｎｍに設定した。又、離
調波長ΔＧが室温において−１０〜＋１０ｎｍとなるよ
うに、回折格子３の周期は約２０１ｎｍに設定した。

【００１７】その後、実施例１と同様のメサストライプ
を形成した後、有機金属気相成長法により、メサストラ
イプの側面をｐ-ＩnＰ埋込層７(キャリア濃度〜１×１
０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、ｎ-ＩnＰ埋込層８
(キャリア濃度〜２．５×１０¹ ⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１
μｍ)、ｐ-ＩnＰ埋込層９(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃ
ｍ-³、厚さ１〜３μｍ)、ｎ-ＩnＰ層１０(キャリア濃度
〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜０.３μｍ)で埋め込んだ。
次に、ＳiＯ₂膜を除去した後、有機金属気相成長法によ
りｎ-ＩnＰ平坦化層１１(キャリア濃度〜２．０×１０
¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs（Ｐ）キャッ
プ層１２(キャリア濃度＞７×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜
０．３μｍ)で平坦に埋め込んだ。その後ＳiＯ₂膜１３
で電流狭窄を行った後ｎ電極１４を形成、更に基板側を
研磨してト−タル膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１
７を蒸着により形成し素子化を行った。その後、共振器
長１５０〜３５０μｍに劈開し、前端面に反射率１％の
低反射率膜２０、後端面に反射率９０％の高反射率膜２
１を施した。

【００１８】本実施例によるＤＦＢレ−ザでは、発振波
長１.５５μｍにおいて、室温でのしきい電流は５〜９m
Ａ、スロ−プ効率は０.３８〜０．５５mＷ／mＡが得ら
れ、室温においてのΔＧは典型的に−１０ｎｍから＋１
０ｎｍの範囲であった。又、８５℃でのしきい電流は１
３〜２５mＡ、スロ−プ効率０.３３〜０．４０mＷ／mＡ
の素子が高歩留りで得られ、６００Ｍｂｉｔ／ｓの変調
が十分に可能であった。さらに、−４０℃においても安
定にＤＦＢ発振し、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲にお
いて、副モード抑圧比は３８〜４５ｄＢを維持した。
又、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲におけるΔＧの変化
量は１０ｎｍ以下と極めて小さかった。

【００１９】以上の実施例では半導体レ−ザへの適用に
ついて説明したが、本発明は、他の波長帯の半導体レー
ザについても適用可能であることは自明である。又、ｎ
型半導体基板状に形成したＤＦＢレーザ、活性層をＩｎ
ＧａＡｌＡｓ系の量子井戸構造で形成したＤＦＢレー
ザ、リッジ型等の他のストライプ構造を有したＤＦＢレ
ーザについても、適用可能であることはいうまでもな
い。さらに、歪量子井戸層の歪量が＋０．５％〜＋１．
８％、あるいは−２．０％〜−０．７％の範囲内のＤＦ
Ｂレーザ、井戸数が４〜８のＤＦＢレーザでも、ほぼ同
様の効果が得られた。さらに、本実施例では、単体の半
導体レーザ素子への適用に行いて説明したが、光インタ
コネクト、波長多重通信などに使用する半導体レーザア
レイについても、適用可能であることはいうまでもな
い。

【００２０】

【発明の効果】本発明では、各量子井戸層の量子井戸層
膜厚、混晶組成歪量、あるいは歪量を変化させることに
より、各量子井戸層からの量子準位発光波長を変化させ
ることができるので、離調波長ΔＧの温度依存性ｄΔＧ
／ｄＴが極めて小さなＤＦＢレーザを提供できる。従っ
て、広い温度範囲、例えば−４０℃〜＋８５℃での光通
信用分布帰還型半導体レーザの安定動作に対して効果が
ある。さらに、井戸数、歪量、量子井戸膜厚等の構造を
適切に設定することにより、その離調波長ΔＧの温度依
存性ｄΔＧ／ｄＴの低減の度合いは大きく、尚一層のＤ
ＦＢレーザの広範囲温度動作に対して効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)は本発明の実施例を表す構造図、(b)は(a)
のＡ−Ａ’線光軸方向断面図、(c)は量子井戸活性層の
伝導帯のバンドダイアグラム。

【図２】従来技術によるＤＦＢレーザの離調波長の温度
依存性を示す図。

【図３】本発明の手段と作用を示す図。

【図４】(a)は本発明の実施例を表す構造図、(b)は(a)
のＡ−Ａ’線光軸方向断面図、(c)は量子井戸活性層の
伝導帯のバンドダイアグラム。

【符号の説明】

１…ｐ-ＩnＰ基板、２…ｐ-ＩnＰクラッド層、３…回折
格子、４、１９…光ガイド層、５、１８…歪量子井戸活
性層、６…ｎ-ＩnＰクラッド層、７…ｐ-ＩnＰ埋込層、
８…ｎ-ＩnＰ埋込層、９…ｐ-ＩnＰ層、１１…ｎ-ＩnＰ
平坦化層、１２…ｎ-ＩnＧaＡsＰキャップ層、１３…Ｓ
iＯ₂膜、１４…ｎ電極、１７…ｐ電極、１６、２３…障
壁層、１５ａ〜１５ｅ、２２ａ〜２２ｄ…歪量子井戸
層。

フロントページの続き (72)発明者中村厚東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に、少なくとも光を発生する
活性層、光を閉じ込めるクラッド層と共振器の軸方向に
屈折率の摂動を有する分布帰還型半導体レーザにおい
て、上記活性層が少なくとも２層の量子井戸層を有し、
少なくとも１層の量子井戸層の量子準位発光波長が他の
量子井戸層の量子準位発光波長と異なることを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザ。
【請求項２】半導体基板上に、少なくとも光を発生する
活性層、光を閉じ込めるクラッド層と共振器の軸方向に
屈折率の摂動を有する分布帰還型半導体レーザにおい
て、上記活性層が少なくとも２層の量子井戸層を有し、
少なくとも１層の量子井戸層の量子井戸膜厚が他の量子
井戸層の量子井戸膜厚と異なることを特徴とする分布帰
還型半導体レーザ。
【請求項３】半導体基板上に、少なくとも光を発生する
活性層、光を閉じ込めるクラッド層と共振器の軸方向に
屈折率の摂動を有する分布帰還型半導体レーザにおい
て、上記活性層が少なくとも２層の量子井戸層を有し、
少なくとも１層の量子井戸層を形成する混晶組成が他の
量子井戸層を形成する混晶組成と異なることを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の分布帰還
型半導体レーザにおいて、上記量子井戸層の格子定数が
上記半導体基板の格子定数と異なる歪量子井戸層を有
し、歪量子井戸層の歪量が＋０．５％〜＋１．８％、あ
るいは−２．０％〜−０．７％であることを特徴とする
分布帰還型半導体レーザ。
【請求項５】半導体基板上に、少なくとも光を発生する
活性層、光を閉じ込めるクラッド層と共振器の軸方向に
屈折率の摂動を有する分布帰還型半導体レーザにおい
て、上記活性層が少なくとも２層の歪量子井戸層を有
し、少なくとも１層の歪量子井戸層の歪量が他の歪量子
井戸層の歪量と異なることを特徴とする分布帰還型半導
体レーザ。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の分布帰還
型半導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子井戸
層の量子準位発光波長の最大値と最小値の差が１５〜４
５ｎｍであることを特徴とする分布帰還型半導体レー
ザ。
【請求項７】請求項１、２又は４に記載の分布帰還型半
導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子井戸層の
最大量子井戸膜厚のと最小量子井戸膜厚の差が１．０〜
３．５ｎｍであることを特徴とする分布帰還型半導体レ
ーザ。
【請求項８】請求項１、２又は４に記載の分布帰還型半
導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子井戸層の
最大量子井戸膜厚が６ｎｍ、最小量子井戸膜厚が４ｎｍ
であることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の分布帰還
型半導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子井戸
層の量子準位発光波長が、正孔の注入側が電子の注入側
よりも長波長であることを特徴とする分布帰還型半導体
レーザ。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の分布帰
還型半導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子井
戸層の井戸数が４〜８であることを特徴とする分布帰還
型半導体レーザ。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の分布
帰還型半導体レーザにおいて、上記半導体基板がｐ型Ｉ
ｎＰ基板で、かつ上記活性層がメサストライプ状に形成
され、該メサストライプ状の活性領域の側面がｐ／ｎ／
ｐ型の電流ブロック層で埋め込まれていることを特徴と
する分布帰還型半導体レーザ。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の分布
帰還型半導体レーザにおいて、レーザ発振波長をλＬ
Ｄ、しきい電流の０．９倍の注入電流での光学利得ピー
ク波長をλｇ、共振器の軸方向での屈折率の摂動による
光の結合定数をκ，共振器長をＬと定義したときに、室
温での（λＬＤ−λｇ）の値が−１０〜＋１０ｎｍ、か
つκＬの値が０．８〜１．５であることを特徴とする分
布帰還型半導体レーザ。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の分布
帰還型半導体レーザにおいて、上記量子井戸層、歪量子
井戸層がＩｎＧａＡｓＰ層、あるいはＩｎＧａＡｌＡｓ
層であり、かつレーザ発振波長が１．２５〜１．６０μ
ｍであることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。