JPS63276289A - 半導体レ−ザおよびその使用方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその使用方法Info
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- B82—NANOTECHNOLOGY
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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】
〔産業上の利用分野〕
乙の発明は、例えば光通信等で使用する複数の波長で発
光する半導体レーザお、よびその使用方法に関するもの
である。
光する半導体レーザお、よびその使用方法に関するもの
である。
第６図は、例えばＥ １ｅｃｔｒｏｎ、 Ｌ ｅｔｔ、
、 ｖｏｌ、 １８． Ｎ。
、 ｖｏｌ、 １８． Ｎ。
１．ｐ、１８（１≦）８２）に示された従来の多波長発
振型の半導体レーザの構造を示す断面図である。
振型の半導体レーザの構造を示す断面図である。
この図において、１はｎ−Ｉ ｎ Ｐからなる基板、２
はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、３はＧ ａｘｌｌ
ｎ＋−ｘｉＡ ｓ、１１） Ｉ−ｙｌからなる活性層、
４はｎ ・−Ｉ ｎＰからなるクラッド層、５はＧ ａ
ｘ２１ ｎｌ−，２Ａ ｓｙ。
はｎ−ＩｎＰからなるクラッド層、３はＧ ａｘｌｌ
ｎ＋−ｘｉＡ ｓ、１１） Ｉ−ｙｌからなる活性層、
４はｎ ・−Ｉ ｎＰからなるクラッド層、５はＧ ａ
ｘ２１ ｎｌ−，２Ａ ｓｙ。
ｔ’＋−ｙ２からなる活性層、６【まｎ−１ｎＰからな
るクラッド層、７はＺｎ拡故ｐ１領域、８は絶縁膜、９
はｎ−電楕、１０ａ、１０ｂｔ’ｊｐ−電極、ａ、 ｂ
は発光部である。
るクラッド層、７はＺｎ拡故ｐ１領域、８は絶縁膜、９
はｎ−電楕、１０ａ、１０ｂｔ’ｊｐ−電極、ａ、 ｂ
は発光部である。
次にこの半導体レーザの製造工程について説明する。
まず、ｎ−ＩｎＰからなる基板１に、クラッド層２とな
るｎ−ＩｎＰ層、活性層３となるＧａｘｌｌ ｎ５−Ｘ
ＩＡ ５ｙｔＰ １−２１層、クラッド層４となるｎ−
ＩｎＰ層、活性層５となるＧ ａｘｉｌｎｔ−ｘ＊Ａ
ｓ、、ＨＰ １−ｙｌ１層、さらにクラッド層６となる
ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。
るｎ−ＩｎＰ層、活性層３となるＧａｘｌｌ ｎ５−Ｘ
ＩＡ ５ｙｔＰ １−２１層、クラッド層４となるｎ−
ＩｎＰ層、活性層５となるＧ ａｘｉｌｎｔ−ｘ＊Ａ
ｓ、、ＨＰ １−ｙｌ１層、さらにクラッド層６となる
ｎ−ＩｎＰ層を成長させる。
次に、その一部をクラッド層４となるＢ−１ｎＰ層まで
エツチングを行った後、エツチングを行った部分と行オ
）ない部分に、それぞれクラッド層２となるｎ −Ｉ
ｎＰ Ｊｆｉ 、およびクラッドＴｆ！Ｊ４となるｎ−
ＩｎＰ層まで達ずろようにＺｎを熱拡散させ、Ｚｎ拡散
ｐ１領域７を形成する。
エツチングを行った後、エツチングを行った部分と行オ
）ない部分に、それぞれクラッド層２となるｎ −Ｉ
ｎＰ Ｊｆｉ 、およびクラッドＴｆ！Ｊ４となるｎ−
ＩｎＰ層まで達ずろようにＺｎを熱拡散させ、Ｚｎ拡散
ｐ１領域７を形成する。
次に、表面に絶縁膜８を形成し、それぞれの拡散部表面
に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極１０ａ、
１０ｂを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形
成することにより、第６図に示した半導体レーザが得ら
れる。
に窓あけを行う。そして、この部分にｐ−電極１０ａ、
１０ｂを形成し、さらに基板１の裏面にｎ−電極９を形
成することにより、第６図に示した半導体レーザが得ら
れる。
次に動作について説明する。
ｐ−電極１０ａがプラス、ｎ−電極９がマイナスになる
ように電圧を印加して電流を注入すると、Ｅｘ ａｇｌ
１ ｎｌ−ＸＩ Ａ １ｉｙｌ Ｐ １−ｙｌからな
る活性層３ ｏ）Ｚ、 ｎ拡散ｐ′領域７による接合部
分（発光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作
られた反射向（共振器）内でレーザ発振が起こり、レー
ザ光が紙面と垂直な方向に取り出される。。
ように電圧を印加して電流を注入すると、Ｅｘ ａｇｌ
１ ｎｌ−ＸＩ Ａ １ｉｙｌ Ｐ １−ｙｌからな
る活性層３ ｏ）Ｚ、 ｎ拡散ｐ′領域７による接合部
分（発光部ａ）で発光し、この後、紙面と平行な面に作
られた反射向（共振器）内でレーザ発振が起こり、レー
ザ光が紙面と垂直な方向に取り出される。。
同様にｐｍ極１０ｂがプラス、ｎ−電極９がマイナスに
なるように電圧を印加して電流を注入すると、Ｇ ａＸ
２ Ｉ ｎｌ−ｘｌＡ ＄ｙｔＰ 、−Ｂからなる活性
層５ （１） Ｚ ｎ拡散ｐ＋領域７による接合部分く
発光部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂直な方向に取
り出される。。
なるように電圧を印加して電流を注入すると、Ｇ ａＸ
２ Ｉ ｎｌ−ｘｌＡ ＄ｙｔＰ 、−Ｂからなる活性
層５ （１） Ｚ ｎ拡散ｐ＋領域７による接合部分く
発光部ｂ）で発光し、レーザ光が紙面と垂直な方向に取
り出される。。
この半導体レーザでは、活性層３と活性層５の組成が違
うため、それぞれ異なった波長でレーザ光ｖｉする。し
たがって、１個の半導体レーザチップで２つの波長のレ
ーザ光が得られる。
うため、それぞれ異なった波長でレーザ光ｖｉする。し
たがって、１個の半導体レーザチップで２つの波長のレ
ーザ光が得られる。
上記のような従来の半導体レーザは、２つの波長のレー
ザ光の発光部ａ、ｂの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるために７字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
ザ光の発光部ａ、ｂの位置が異なっているため、外部の
光ファイバ等に光を結合させるために７字状の光結合器
などを使用しなければならず、結合効率も低いという問
題点があった。
この発明りよ、かかる問題点を解決するためになされた
もので、外部の光ファイバ等との結合が容易であり、い
ずれの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長
発振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを
目的とする。
もので、外部の光ファイバ等との結合が容易であり、い
ずれの波長に対しても高い結合効率を実現できる多波長
発振型の半導体レーザおよびその使用方法を得ることを
目的とする。
この発明に係る半導体レーザは、単一共振器内における
レーザ光の伝ｉＮｌ向の同一光路上にエネルギー準位の
構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備えるとともに
、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独立に電流の注
入が可能な電極構成としたものである。
レーザ光の伝ｉＮｌ向の同一光路上にエネルギー準位の
構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備えるとともに
、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独立に電流の注
入が可能な電極構成としたものである。
また、この発明に係る半導体レーザの使用方法は、単一
共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、
エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層
を備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれ
に独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レー
・ザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、し・−ザ発
振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部か
ら共振器の一端向を介して電流が注入されている量子井
戸活性層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射
結合させ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させる
ものである。
共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、
エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層
を備えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれ
に独立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レー
・ザの量子井戸活性層の少なくとも１つに、し・−ザ発
振が起こるしきい値未満の電流を注入しておき、外部か
ら共振器の一端向を介して電流が注入されている量子井
戸活性層のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射
結合させ、この光と波長の等しいレーザ光を出射させる
ものである。
この発明の半導体レーザにおいては、電流を注入する量
子井戸活性層毎に固有の波長で発光してレーザ発振し、
いずれのレーザ光も共振器端面の一点から出射される。
子井戸活性層毎に固有の波長で発光してレーザ発振し、
いずれのレーザ光も共振器端面の一点から出射される。
また、この発明の半導体レーザの使用方法においては、
共振器の一端向を介して入射結合させる光の波長に対応
する量子井戸活性層によってレーザ発振が起こり、入射
された光と波長の等しいし・−ザ光が出射される。
共振器の一端向を介して入射結合させる光の波長に対応
する量子井戸活性層によってレーザ発振が起こり、入射
された光と波長の等しいし・−ザ光が出射される。
第１図は乙の発明の半導体レーザの一実施例の構造を示
す共振器方向の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１
図のＡ−Ａ’部およびＢ−Ｂ’部におけるエネルギーバ
ンド構造図である。
す共振器方向の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は、第１
図のＡ−Ａ’部およびＢ−Ｂ’部におけるエネルギーバ
ンド構造図である。
これらの図において、１１はｎ ” −Ｇ ａ Ａ ｓ
からなる基板、１２はｎ Ａ ｌ ！＋Ｊ ａｎ−ｚ
Ａ ！ｌからなるクラッド層、１３はｎ Ａ ｌ ｚ
ｃｘ ａｎ−ｔＡ Ｓからなる放物型屈折率分布層（Ｚ
ば上刃に向うに従って徐々にＹまで小さくなる）、１４
ａ、１４ｂはＡＩ。
からなる基板、１２はｎ Ａ ｌ ！＋Ｊ ａｎ−ｚ
Ａ ！ｌからなるクラッド層、１３はｎ Ａ ｌ ｚ
ｃｘ ａｎ−ｔＡ Ｓからなる放物型屈折率分布層（Ｚ
ば上刃に向うに従って徐々にＹまで小さくなる）、１４
ａ、１４ｂはＡＩ。
Ｇ ａｌ−ｘＡ ｓからなる量子井戸活性層、１５はｐ
−Ａ Ｉ 、Ｇ ａｌ−ｙＡ ｓからなる放物型屈折重
分／Ｉｉ層、（Ｙは上方に向うに従って徐々にＺまで大
きくなる）、１６はｐ −Ａ Ｉ 、Ｇ ！１１−Ａ
ｓからなるクラット層、１７はｐ’−ＧａＡｓからなる
コンタクト層、１８はｎｔｔＥ極、１９ａ、１９ｂばｐ
−Ｔ５．欅、２０は共振器端面、２１は価電子帯、２２
は伝導帯である。
−Ａ Ｉ 、Ｇ ａｌ−ｙＡ ｓからなる放物型屈折重
分／Ｉｉ層、（Ｙは上方に向うに従って徐々にＺまで大
きくなる）、１６はｐ −Ａ Ｉ 、Ｇ ！１１−Ａ
ｓからなるクラット層、１７はｐ’−ＧａＡｓからなる
コンタクト層、１８はｎｔｔＥ極、１９ａ、１９ｂばｐ
−Ｔ５．欅、２０は共振器端面、２１は価電子帯、２２
は伝導帯である。
次に動作原理について説明する。
薄い半導体層を禁制帯幅の大きい半導体バリア層で挟ん
だ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテン
シャルの井戸を形成し、この井戸に閉じ込められた電子
・（または正孔○）の固有エネルギーＥ、（伝導帯の底
から測った場合）はＳ ｃｈｒ６ｄｉｎｇｅｒ方程式よ
り 一 イ２ π ２ Ｅｎ−−−ｊ（−−）ｎ ｙｌ＝ｌ、２，３．−
（１１２ｎｎ、Ｌ２ となり、離散的なエネルギー準位を形成する。ここで、
Ｍ−は電子の有効質量、イはブランク定数りを２πで割
ったもの（いわゆるディラックのｈ）。
だ場合、この薄い半導体層は第３図に示すようなポテン
シャルの井戸を形成し、この井戸に閉じ込められた電子
・（または正孔○）の固有エネルギーＥ、（伝導帯の底
から測った場合）はＳ ｃｈｒ６ｄｉｎｇｅｒ方程式よ
り 一 イ２ π ２ Ｅｎ−−−ｊ（−−）ｎ ｙｌ＝ｌ、２，３．−
（１１２ｎｎ、Ｌ２ となり、離散的なエネルギー準位を形成する。ここで、
Ｍ−は電子の有効質量、イはブランク定数りを２πで割
ったもの（いわゆるディラックのｈ）。
Ｌ２は量子井戸層の厚さである。
このように電子は量子化されたエネルギーＥ１を持ち、
その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク結
晶では破線で示すような放物線型であったものが、量子
井戸中では実線で示すように階段梨となる。
その状態密度ρ（Ｅ）は第４図に示すように、バルク結
晶では破線で示すような放物線型であったものが、量子
井戸中では実線で示すように階段梨となる。
したがって、量子井戸層を活性層とし、両側を禁制（１
）幅の大きいｐ型半導体層、ｎ型半導体層とずろと、キ
ャリア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ
、量子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザ
を構成することができる。
）幅の大きいｐ型半導体層、ｎ型半導体層とずろと、キ
ャリア（電子および正孔）と光を閉じ込めることができ
、量子井戸層を活性層とする量子井戸型の半導体レーザ
を構成することができる。
このようにして構成された量子井戸型の半導体レーザの
、ｎ＝１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、そ
の活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれは、
伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振する
通常のダブルへテロ接合型半導体レーザに比べて大きく
、より短波長で発振する。
、ｎ＝１のエネルギー準位におけるエネルギー差は、そ
の活性層の禁制帯幅が同じ組成材料で作られていれは、
伝導帯の底と価電子帯の天井のエネルギー差で発振する
通常のダブルへテロ接合型半導体レーザに比べて大きく
、より短波長で発振する。
また、量子井戸型の半導体レーザでは、エネルギー準位
が＃数的であるため、そのスペクトル梓幅も狭（難色性
の良いレーザ光が得られる。
が＃数的であるため、そのスペクトル梓幅も狭（難色性
の良いレーザ光が得られる。
また、第（１）式から明らかなように、同じ組成。
材料で作られていても、量子井戸層の厚さＬ２を例えば
第５図（ａＬ （ｂ）に示すように変えることにより、
エネルギー準位を変えることができ、発光波長を変える
ことができる。そこで、単一の共振器内のレーザ光の伝
搬方向の同一光路−ヒに活性層として厚さを変えた量子
井戸層を設けるとともにミそれぞれの部分に独立に電流
注入を行う電極を設け、特定の活性層部分のみに電流注
入を行えは、その活性層のエネルギー準位に応じた発光
が起こり、レーザ発振を起こさせることができる。
第５図（ａＬ （ｂ）に示すように変えることにより、
エネルギー準位を変えることができ、発光波長を変える
ことができる。そこで、単一の共振器内のレーザ光の伝
搬方向の同一光路−ヒに活性層として厚さを変えた量子
井戸層を設けるとともにミそれぞれの部分に独立に電流
注入を行う電極を設け、特定の活性層部分のみに電流注
入を行えは、その活性層のエネルギー準位に応じた発光
が起こり、レーザ発振を起こさせることができる。
したがって、電流を流す電極を選択することによって、
単一の共振器を有する半導体レーザチ、ツブから？！数
の波長のレーザ光を得る乙とができる。
単一の共振器を有する半導体レーザチ、ツブから？！数
の波長のレーザ光を得る乙とができる。
次ニ、この発明の半導体レーザの動作につい′Ｃ第１図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
量子井戸活性層１４ａ、１４ｂは同じ組成材料＜１）
Ａ Ｉ ＸＧ ａｌ−、Ａ ｓで作られているが、厚さ
Ｌ２が異なっているため、量子井戸活性層１４ａと量子
井戸活性層１４ｂでは、第（１）式から明らかなように
、＃数的なエネルギー準位も変化し、厚さＬ２が大きい
量子井戸活性層１４ｂの方で伝導帯２２Ｏ）底から測っ
たエネルギーが小さくなってろ３、乙のため、それぞれ
の量子井戸活性層１４ａ。
Ａ Ｉ ＸＧ ａｌ−、Ａ ｓで作られているが、厚さ
Ｌ２が異なっているため、量子井戸活性層１４ａと量子
井戸活性層１４ｂでは、第（１）式から明らかなように
、＃数的なエネルギー準位も変化し、厚さＬ２が大きい
量子井戸活性層１４ｂの方で伝導帯２２Ｏ）底から測っ
たエネルギーが小さくなってろ３、乙のため、それぞれ
の量子井戸活性層１４ａ。
１４ｂに、ｎ −？［ｍ １ Ｂとｐ−電Ｔｈ１９ａあ
るいはｐ、＠極１９ｂ間で順方向にバイアスをかけてキ
、ｌア（電子、止孔）を注入ずろと、伝導帯２２（１）
ｎ ＝ １の準位と価電子（■２１０ｎ＝１の準位間
で↑を子と正孔の結合が起こり、量子井戸活性層１４ａ
の場合ばλ１の波長で、量子井戸活性層１４ｂの場合は
＾２の波長で発光しくλ１くλ２）、これらの光は壁間
等で形成された共振器端面２０によって反射されレーザ
発振が生じる。
るいはｐ、＠極１９ｂ間で順方向にバイアスをかけてキ
、ｌア（電子、止孔）を注入ずろと、伝導帯２２（１）
ｎ ＝ １の準位と価電子（■２１０ｎ＝１の準位間
で↑を子と正孔の結合が起こり、量子井戸活性層１４ａ
の場合ばλ１の波長で、量子井戸活性層１４ｂの場合は
＾２の波長で発光しくλ１くλ２）、これらの光は壁間
等で形成された共振器端面２０によって反射されレーザ
発振が生じる。
したがって、電流を注入するｆａ極を切り替えることに
より、共振器端面の１点から複数の波長のレーザ光を切
り替えて得ることができ、また同時に複数の活性層に電
流を注入すれば複数の波長のレーザ光を共振器端面の１
点から同時に得ることもできる。。
より、共振器端面の１点から複数の波長のレーザ光を切
り替えて得ることができ、また同時に複数の活性層に電
流を注入すれば複数の波長のレーザ光を共振器端面の１
点から同時に得ることもできる。。
また、乙のような量子井戸型の半導体レーザのμ子弁Ｆ
′Ｉ活性層では、通常のダブル・＼テロ構造を有するも
のに比べて非発光時の光吸収が少ない。
′Ｉ活性層では、通常のダブル・＼テロ構造を有するも
のに比べて非発光時の光吸収が少ない。
すなわち、電流注入されて発光している波長に対してｌ
Ｆ−電流注入領域におけろ吸収が小さく、レーザ発振し
きい値に対する影響が少ないという利点を持っている。
Ｆ−電流注入領域におけろ吸収が小さく、レーザ発振し
きい値に対する影響が少ないという利点を持っている。
さらに、乙の実施例では量子井戸活性層１４ａ。
１４ｂの上下両側に、量子井戸活性層１４ａ、１４ｂか
ら離れるほどＡｅの組成比を序々に＾めｔこ放物型屈折
率分布層１５．１３を備えているので、その屈折率はエ
ネルギーバンド構造と１．１：：ｉ）：反対に址子井Ｊ
″′Ｉ活性層１４ａ、 １ｄｂから外側に向って放物型
に減少する１、このため、量子井戸活性層１１１ ａ、
１ ｄ ｂ’ｔ’発光した光はこの放物型屈折重分〜
１８１３．１５で閉じ込められる。この構造は、放物型
の屈折率分布導波路およびキャリアと光の閉じ込めを分
離したＧ ＲＩ Ｎ −Ｓ ＣＨ（ｇｒａｄｅｄ −１
ｎｄｅｘ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎｄ ５ｅｐａｒａ
ｔｅ ｃａｒｒｉｅｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｅａｌ ｃｏ
ｎｆｉｎｅｍｅｎｔｓ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒ
ｅ）と呼ばれている（Ｗ、’ｌ’、Ｔｓａｎｇ、Ａｐｐ
１．Ｐｈｙｓ、Ｉ、ｅｔｃ、、３９．ｐ。
ら離れるほどＡｅの組成比を序々に＾めｔこ放物型屈折
率分布層１５．１３を備えているので、その屈折率はエ
ネルギーバンド構造と１．１：：ｉ）：反対に址子井Ｊ
″′Ｉ活性層１４ａ、 １ｄｂから外側に向って放物型
に減少する１、このため、量子井戸活性層１１１ ａ、
１ ｄ ｂ’ｔ’発光した光はこの放物型屈折重分〜
１８１３．１５で閉じ込められる。この構造は、放物型
の屈折率分布導波路およびキャリアと光の閉じ込めを分
離したＧ ＲＩ Ｎ −Ｓ ＣＨ（ｇｒａｄｅｄ −１
ｎｄｅｘ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎｄ ５ｅｐａｒａ
ｔｅ ｃａｒｒｉｅｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｅａｌ ｃｏ
ｎｆｉｎｅｍｅｎｔｓ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒ
ｅ）と呼ばれている（Ｗ、’ｌ’、Ｔｓａｎｇ、Ａｐｐ
１．Ｐｈｙｓ、Ｉ、ｅｔｃ、、３９．ｐ。
１３４（１９８１）参照）。
しかし、閉じ込め構造と１７では、これに限定されず、
他の閉じ込め構造を用いることも可能であろ、。
他の閉じ込め構造を用いることも可能であろ、。
なお１、ト記実施例では量子井戸間のエネルギー準位を
変えるために量子井ｊ５Ｈの厚みを変えた場合について
説明したが、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように、量子
井戸層の厚みを変えずに、例えばＡ Ｉ、ＧＩＬＩ−Ｘ
Ａ Ｓにおける組成比Ｘを変えた量子井戸活性層２３ａ
、２３ｂを用いても同様の効果を秦する。
変えるために量子井ｊ５Ｈの厚みを変えた場合について
説明したが、第６図（ａ）、（ｂ）に示すように、量子
井戸層の厚みを変えずに、例えばＡ Ｉ、ＧＩＬＩ−Ｘ
Ａ Ｓにおける組成比Ｘを変えた量子井戸活性層２３ａ
、２３ｂを用いても同様の効果を秦する。
また、上記実施例では量子井戸が１つの量子井戸活性層
を用いた場合について述べたが、複数の量子井戸により
形成した多重量子井戸活性層を用いる場合についても同
様の効果ｊｅ秦ずろ。
を用いた場合について述べたが、複数の量子井戸により
形成した多重量子井戸活性層を用いる場合についても同
様の効果ｊｅ秦ずろ。
また、上記実施例ではＧａＡｓ系の半導体レーザについ
て説明したが、ＩｎＰ 系や他の材料系のものについて
も同様であることばいうまでもない。
て説明したが、ＩｎＰ 系や他の材料系のものについて
も同様であることばいうまでもない。
さらに、共振器端面に反射率を変えるために、適当な反
射率をもった反射膜を被着して半導体レーザの特性を調
整してもよい。
射率をもった反射膜を被着して半導体レーザの特性を調
整してもよい。
また、この発明の半導体レーザの特殊な使用方法として
、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸活性層１４ａ、
１４ｂの少なくとも一方、あるいは量子井戸活性層２３
ａ、２３ｂの少なくとも一方に、レーザ発振を起こすし
きい値近傍まで順バイアスしておき、共振器端ＩｆＩｉ
２０を介して電流が注入されている量子井戸活性層１４
ａ、１４ｔ＞または２３ａ、２３ｂに、いずれかの発光
波長と同１５波長をもつ光を外部から入射結合させれは
、入射光と同（′７波長の光のみを選択的に増幅してレ
ーザ光として取り出１ことが０丁能であり、このように
使用ずろことよって光によるスイッチング、直接的な増
幅等を行うことができる。
、異なる発光波長を持つ複数の量子井戸活性層１４ａ、
１４ｂの少なくとも一方、あるいは量子井戸活性層２３
ａ、２３ｂの少なくとも一方に、レーザ発振を起こすし
きい値近傍まで順バイアスしておき、共振器端ＩｆＩｉ
２０を介して電流が注入されている量子井戸活性層１４
ａ、１４ｔ＞または２３ａ、２３ｂに、いずれかの発光
波長と同１５波長をもつ光を外部から入射結合させれは
、入射光と同（′７波長の光のみを選択的に増幅してレ
ーザ光として取り出１ことが０丁能であり、このように
使用ずろことよって光によるスイッチング、直接的な増
幅等を行うことができる。
（発明の効果〕
この発明の半導体レーザは以上説明したとおり、単一共
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエネ
ルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備
えろとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独
立に電流の注入が可能なｔｒｉ極構成としたので、簡単
な構造で波長の異なるレーザ光を１個の半導体レーザの
１点から得ることができ、安価で精度よく外部の光ファ
イバ等に接続できるという効果がある。
振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上にエネ
ルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備
えろとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独
立に電流の注入が可能なｔｒｉ極構成としたので、簡単
な構造で波長の異なるレーザ光を１個の半導体レーザの
１点から得ることができ、安価で精度よく外部の光ファ
イバ等に接続できるという効果がある。
まｒｌこの発明の半導体レーザの使用方法は、単一共振
器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、エネ
ルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備
えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独
立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レーザの
量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発振が起こ
るしきい値未満の電流を注入しておき、外部から共＠器
の一端面を介して電流が注入されている量子井戸活性層
のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射結合させ
、この光と波長の等しいレーザ光を出射させるので、多
波長発振型の半導体レーザの光によるスイッチングが可
能になるほか、光増１幅器、センサ等として広い範囲に
応用することができるという効果がある。
器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一光路上に、エネ
ルギー準位の構造の異なる複数個の量子井戸活性層を備
えるとともに、これらの量子井戸活性層のそれぞれに独
立に電流の注入が可能な電極構成とした半導体レーザの
量子井戸活性層の少なくとも１つに、レーザ発振が起こ
るしきい値未満の電流を注入しておき、外部から共＠器
の一端面を介して電流が注入されている量子井戸活性層
のいずれかの発光波長と等しい波長の光を入射結合させ
、この光と波長の等しいレーザ光を出射させるので、多
波長発振型の半導体レーザの光によるスイッチングが可
能になるほか、光増１幅器、センサ等として広い範囲に
応用することができるという効果がある。
第１図はこの発明の半導体し・−ザの一実施例の構造を
示す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示１７た
半導体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための
図、第３図は量子井戸構造を１説明するための図、第４
図は量子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す
図、第５図はに子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係
を説明ずろための図、第６図は量子井戸層の組成、材料
とエネルギー準位の関係を説明するための図、第７図１
．を従来の多波長発振型の）ト導体レーザの構造を示す
図である。。 図において、１１は基板、１２．１６はクラッド層、１
３．１５は放物型屈折率分布層、１４ａ。 １４ｂ、２３ａ、２３ｂは量子井戸活性層、１７（まコ
ンタクト層、１８は、、 ＱＯ極、１９ａ、１９ｂは
ｐ−電極、２０は共ｊＪＡ器端曲端向１は価電子帯、２
２は伝導（１）である。 なお、各図中の１６１−符号は同一または相当部分を示
す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 Ａ’ Ｂ’ 第２図 第３図 第４図 第５図 １４ａ １４ｂ
示す共振器方向の断面図、第２図は、第１図に示１７た
半導体レーザのエネルギーバンド構造を説明するための
図、第３図は量子井戸構造を１説明するための図、第４
図は量子井戸の状態密度とエネルギー準位の関係を示す
図、第５図はに子井戸層の厚さとエネルギー準位の関係
を説明ずろための図、第６図は量子井戸層の組成、材料
とエネルギー準位の関係を説明するための図、第７図１
．を従来の多波長発振型の）ト導体レーザの構造を示す
図である。。 図において、１１は基板、１２．１６はクラッド層、１
３．１５は放物型屈折率分布層、１４ａ。 １４ｂ、２３ａ、２３ｂは量子井戸活性層、１７（まコ
ンタクト層、１８は、、 ＱＯ極、１９ａ、１９ｂは
ｐ−電極、２０は共ｊＪＡ器端曲端向１は価電子帯、２
２は伝導（１）である。 なお、各図中の１６１−符号は同一または相当部分を示
す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 Ａ’ Ｂ’ 第２図 第３図 第４図 第５図 １４ａ １４ｂ
Claims (5)
- （１）単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一
光路上に、エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子
井戸活性層を備えるとともに、これらの量子井戸活性層
のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした
ことを特徴とする半導体レーザ。 - （２）複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同じ組成
の材料から構成され、層厚のみが異なるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体レ
ーザ。 - （３）複数個の量子井戸活性層のそれぞれは、同じ層厚
で、組成が異なる材料から構成されたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体レー
ザ。 - （４）共振器を構成するための共振器端面は、反射率を
変えるための反射膜が被着されたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項記載
の半導体レーザ。 - （５）単一共振器内におけるレーザ光の伝搬方向の同一
光路上に、エネルギー準位の構造の異なる複数個の量子
井戸活性層を備えるとともに、これらの量子井戸活性層
のそれぞれに独立に電流の注入が可能な電極構成とした
半導体レーザの前記量子井戸活性層の少なくとも１つに
、レーザ発振が起こるしきい値未満の電流を注入してお
き、外部から共振器の一端面を介して電流が注入されて
いる前記量子井戸活性層のいずれかの発光波長と等しい
波長の光を入射結合させ、この光と波長の等しいレーザ
光を出射させることを特徴とする半導体レーザの使用方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112903A JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62112903A JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63276289A true JPS63276289A (ja) | 1988-11-14 |
| JPH0821758B2 JPH0821758B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=14598382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62112903A Expired - Lifetime JPH0821758B2 (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 半導体レ−ザおよびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821758B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0468691A2 (en) * | 1990-07-17 | 1992-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device for emitting or sensing light of desired wavelength |
| EP0487351A2 (en) * | 1990-11-21 | 1992-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength-tunable distributed-feedback semiconductor laser device |
| JPH0818154A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ２波長半導体レーザ |
| WO2008085273A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-17 | Coherent, Inc. | Frequency-doubled edge-emitting semiconductor lasers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213384A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Nec Corp | 多波長半導体レ−ザ |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP62112903A patent/JPH0821758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213384A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Nec Corp | 多波長半導体レ−ザ |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0468691A2 (en) * | 1990-07-17 | 1992-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device for emitting or sensing light of desired wavelength |
| EP0487351A2 (en) * | 1990-11-21 | 1992-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength-tunable distributed-feedback semiconductor laser device |
| US5274649A (en) * | 1990-11-21 | 1993-12-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength-tunable distributed-feedback semiconductor laser device |
| JPH0818154A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ２波長半導体レーザ |
| WO2008085273A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-17 | Coherent, Inc. | Frequency-doubled edge-emitting semiconductor lasers |
| US7433374B2 (en) | 2006-12-21 | 2008-10-07 | Coherent, Inc. | Frequency-doubled edge-emitting semiconductor lasers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0821758B2 (ja) | 1996-03-04 |
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