JPH0555701A - 波長可変型半導体レーザ装置 - Google Patents
波長可変型半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH0555701A JPH0555701A JP23731291A JP23731291A JPH0555701A JP H0555701 A JPH0555701 A JP H0555701A JP 23731291 A JP23731291 A JP 23731291A JP 23731291 A JP23731291 A JP 23731291A JP H0555701 A JPH0555701 A JP H0555701A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- conductive
- electrodes
- active layer
- laser device
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 注入キャリア濃度の変化量を大きくすること
を可能にして、その注入キャリア濃度の変化量に比例し
て、波長可変幅の大きい波長可変型半導体レーザ装置を
得る。 【構成】 活性層を量子井戸構造とし、共振器方向に電
極を前後に分離し、その分離された電極の間に存在する
第１導電型層に第２導電型領域を拡散して形成し、分割
された電極のいずれか一方から活性層に対して逆方向電
圧を印加する。
を可能にして、その注入キャリア濃度の変化量に比例し
て、波長可変幅の大きい波長可変型半導体レーザ装置を
得る。 【構成】 活性層を量子井戸構造とし、共振器方向に電
極を前後に分離し、その分離された電極の間に存在する
第１導電型層に第２導電型領域を拡散して形成し、分割
された電極のいずれか一方から活性層に対して逆方向電
圧を印加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は波長可変型半導体レー
ザ装置に関するものである。
ザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の波長可変型半導体レーザ装
置を示す断面図である。１はｎ側第１オーミック電極、
２はｎ側第２オーミック電極、３はｎ型クラッド層、４
は回折格子、６はｐ型クラッド層、７はｐ型オーミック
電極、９はｎ型コンタクト層、１０は活性層である。
置を示す断面図である。１はｎ側第１オーミック電極、
２はｎ側第２オーミック電極、３はｎ型クラッド層、４
は回折格子、６はｐ型クラッド層、７はｐ型オーミック
電極、９はｎ型コンタクト層、１０は活性層である。
【０００３】次に動作について説明する。レーザ活性層
に電流を注入するためのオーミック電極は第１ｎ側電極
１と第２ｎ側電極２に分割されているために、レーザ共
振器の前面側と後面側に注入する電流を各々独立に制御
することができる。レーザ利得は共振器内の光子密度と
電流密度の乗算で表わされる。一般に共振器内の光子密
度は不均一に分布しているために、光子密度の高い領域
の電流密度を高くすれば効率的に高いレーザ利得が得ら
れるし、逆に光子密度の低い領域の電流密度を高くする
とレーザ利得は下がる。
に電流を注入するためのオーミック電極は第１ｎ側電極
１と第２ｎ側電極２に分割されているために、レーザ共
振器の前面側と後面側に注入する電流を各々独立に制御
することができる。レーザ利得は共振器内の光子密度と
電流密度の乗算で表わされる。一般に共振器内の光子密
度は不均一に分布しているために、光子密度の高い領域
の電流密度を高くすれば効率的に高いレーザ利得が得ら
れるし、逆に光子密度の低い領域の電流密度を高くする
とレーザ利得は下がる。
【０００４】上述のことから、前，後面の注入電流の比
率を様々に変化させると、レーザ利得が変化し、その結
果、しきい値電流密度が変化する。波長可変量Δλと、
しきい値キャリア密度変化量ΔＮの関係は次式で与えら
れる。 Δλ＝（λ／ｎ）Γ（ｄｎ／ｄＮ）ΔＮ ただし、ｎは屈折率、λは波長、ｄｎ／ｄＮは屈折率の
キャリア密度に対する微分効率、Γはレーザ光の活性層
へ閉じ込められる割合を示す。上式よりΔＮを変化させ
ると、これに応じてΔλが増大する。即ち、波長を変化
させることができる。
率を様々に変化させると、レーザ利得が変化し、その結
果、しきい値電流密度が変化する。波長可変量Δλと、
しきい値キャリア密度変化量ΔＮの関係は次式で与えら
れる。 Δλ＝（λ／ｎ）Γ（ｄｎ／ｄＮ）ΔＮ ただし、ｎは屈折率、λは波長、ｄｎ／ｄＮは屈折率の
キャリア密度に対する微分効率、Γはレーザ光の活性層
へ閉じ込められる割合を示す。上式よりΔＮを変化させ
ると、これに応じてΔλが増大する。即ち、波長を変化
させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の波
長可変型半導体レーザ装置での波長可変量Δλはしきい
値キャリア濃度の変化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大
きさでほぼ決定される。しかし、これらの値は構造に依
存し、あまり大きくすることができないためにΔλも比
較的小さいという問題があった。
長可変型半導体レーザ装置での波長可変量Δλはしきい
値キャリア濃度の変化量ΔＮと、光閉じ込め係数Γの大
きさでほぼ決定される。しかし、これらの値は構造に依
存し、あまり大きくすることができないためにΔλも比
較的小さいという問題があった。
【０００６】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、波長可変量Δλが大きな波長可
変型半導体レーザ装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、波長可変量Δλが大きな波長可
変型半導体レーザ装置を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る波長可変
型半導体レーザ装置は、活性層と、その活性層を挟む第
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層からな
り、第１導電側電極および第２導電側電極を備えた半導
体レーザ装置において、上記活性層は量子井戸構造に構
成されるとともに、上記第１導電側電極は共振器方向に
対して前後に分割、隔離して形成され、その隔離された
電極の間に存在する第１導電型層に対して第２導電型領
域が活性層に達するまで拡散して形成され、上記分割さ
れた電極のいずれか一方の電極から上記活性層に対して
逆方向に電圧を印加するものである。
型半導体レーザ装置は、活性層と、その活性層を挟む第
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層からな
り、第１導電側電極および第２導電側電極を備えた半導
体レーザ装置において、上記活性層は量子井戸構造に構
成されるとともに、上記第１導電側電極は共振器方向に
対して前後に分割、隔離して形成され、その隔離された
電極の間に存在する第１導電型層に対して第２導電型領
域が活性層に達するまで拡散して形成され、上記分割さ
れた電極のいずれか一方の電極から上記活性層に対して
逆方向に電圧を印加するものである。
【０００８】
【作用】この発明においては、活性層は量子井戸構造に
構成されるとともに、上記第１導電側電極は共振器方向
に対して前後に分割、隔離して形成され、その隔離され
た電極の間に存在する第１導電型層に対して第２導電型
領域が活性層に達するまで拡散して形成され、上記分割
された電極のいずれか一方の電極から上記活性層に対し
て逆方向に電圧を印加するものであり、量子井戸活性層
は電圧に比例して吸収係数が増大する。従って、共振器
内の損失が増大するため、これを補うため、注入キャリ
ア量を増やさなければならない。この結果、ΔＮの変化
量が大きくなるため、波長可変量Δλが増大する。
構成されるとともに、上記第１導電側電極は共振器方向
に対して前後に分割、隔離して形成され、その隔離され
た電極の間に存在する第１導電型層に対して第２導電型
領域が活性層に達するまで拡散して形成され、上記分割
された電極のいずれか一方の電極から上記活性層に対し
て逆方向に電圧を印加するものであり、量子井戸活性層
は電圧に比例して吸収係数が増大する。従って、共振器
内の損失が増大するため、これを補うため、注入キャリ
ア量を増やさなければならない。この結果、ΔＮの変化
量が大きくなるため、波長可変量Δλが増大する。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による波長可変型
半導体レーザ装置を示す断面図である。図において、図
３と同一符号は同一または相当部分を示し、５は量子井
戸活性層、８はｐ型拡散領域である。
半導体レーザ装置を示す断面図である。図において、図
３と同一符号は同一または相当部分を示し、５は量子井
戸活性層、８はｐ型拡散領域である。
【００１０】量子井戸層に逆方向電圧を印加すると量子
シュタルク効果により長波長側の吸収係数が増大する。
図２に吸収スペクトルの印加電圧依存性の実験値を示
す。例えば波長１．５５μｍに注目すると、印加電圧が
大きいほど、吸収係数は増大している。ここで、レーザ
発振条件を考えてみると、利得と損失の関係は下式で表
わされる。 Ｇ（Ｎ）＝αi ＋αM
シュタルク効果により長波長側の吸収係数が増大する。
図２に吸収スペクトルの印加電圧依存性の実験値を示
す。例えば波長１．５５μｍに注目すると、印加電圧が
大きいほど、吸収係数は増大している。ここで、レーザ
発振条件を考えてみると、利得と損失の関係は下式で表
わされる。 Ｇ（Ｎ）＝αi ＋αM
【００１１】左辺はキャリア濃度Ｎの関数である利得Ｇ
（Ｎ）、右辺は内部吸収損失αi 及び共振器損失αM の
和で、各々表わされる。逆印加電圧による吸収損失の増
大効果は構造上、αM の増大となって表われると考えら
れる。従って、レーザ発振条件を満たすためには、Ｇ
（Ｎ）を増加させなければならず、そのためには注入キ
ャリア濃度Ｎを変化させなければならない。この結果、
注入キャリア濃度の変化量ΔＮを大きくすることができ
るため、ΔＮに比例する波長可変幅Δλも増大する。
（Ｎ）、右辺は内部吸収損失αi 及び共振器損失αM の
和で、各々表わされる。逆印加電圧による吸収損失の増
大効果は構造上、αM の増大となって表われると考えら
れる。従って、レーザ発振条件を満たすためには、Ｇ
（Ｎ）を増加させなければならず、そのためには注入キ
ャリア濃度Ｎを変化させなければならない。この結果、
注入キャリア濃度の変化量ΔＮを大きくすることができ
るため、ΔＮに比例する波長可変幅Δλも増大する。
【００１２】このような本実施例の半導体装置では、活
性層を量子井戸構造とするとともに電極を前後に分離
し、その前後の電極間に存在する第１導電型層に第２導
電型不純物を活性層に達するまで拡散し第２導電型領域
を形成し、上記電極のいずれか一方に活性層に対して逆
方向電圧を印加するようにしたので、この電圧印加によ
り注入キャリア濃度の変化量を大きくすることができ、
その注入キャリア濃度の変化量に比例して波長可変幅を
増大させることができる。
性層を量子井戸構造とするとともに電極を前後に分離
し、その前後の電極間に存在する第１導電型層に第２導
電型不純物を活性層に達するまで拡散し第２導電型領域
を形成し、上記電極のいずれか一方に活性層に対して逆
方向電圧を印加するようにしたので、この電圧印加によ
り注入キャリア濃度の変化量を大きくすることができ、
その注入キャリア濃度の変化量に比例して波長可変幅を
増大させることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、活性
層を量子井戸構造とするとともに電極を前後に分離し、
その前後の電極間に存在する第１導電型層に第２導電型
不純物を活性層に達するまで拡散して第２導電型領域を
形成し、上記電極のいずれか一方に活性層に対して逆方
向電圧を印加するようにしたので、この電圧印加により
注入キャリア濃度の変化量を大きくすることができ、そ
の注入キャリア濃度の変化量に比例して波長可変幅を増
大させることができる効果がある。
層を量子井戸構造とするとともに電極を前後に分離し、
その前後の電極間に存在する第１導電型層に第２導電型
不純物を活性層に達するまで拡散して第２導電型領域を
形成し、上記電極のいずれか一方に活性層に対して逆方
向電圧を印加するようにしたので、この電圧印加により
注入キャリア濃度の変化量を大きくすることができ、そ
の注入キャリア濃度の変化量に比例して波長可変幅を増
大させることができる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による波長可変型半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。
ーザ装置を示す断面図である。
【図２】上記実施例装置の吸収スペクトルの印加電圧依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図３】従来の波長可変型半導体レーザ装置の断面図で
ある。
ある。
１ ｎ側第１オーミック電極 ２ ｎ側第２オーミック電極 ３ ｎ型クラッド層 ４ 回折格子 ５ 量子井戸型活性層 ６ ｐ型クラッド層 ７ ｐ型オーミック電極 ８ ｐ型拡散領域 ９ ｎ型コンタクト層 １０ 活性層
Claims (1)
- 【請求項１】 活性層と、その活性層を挟む第１導電型
クラッド層および第２導電型クラッド層と、第１導電側
電極および第２導電側電極とを備えた半導体レーザ装置
において、 上記活性層は量子井戸構造に構成されるとともに、上記
第１導電側電極は共振器方向に対して前後に分割、隔離
して形成され、その隔離された電極の間に存在する第１
導電型層に対して第２導電型領域が活性層に達するまで
拡散して形成され、 上記分割された電極のいずれか一方の電極から上記活性
層に対して逆方向に電圧を印加することを特徴とする波
長可変型半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23731291A JPH0555701A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23731291A JPH0555701A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555701A true JPH0555701A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17013503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23731291A Pending JPH0555701A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 波長可変型半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555701A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5768549A (en) * | 1995-06-29 | 1998-06-16 | Yazaki Corporation | Input interface using multiplex type input circuit |
| US5845221A (en) * | 1995-06-30 | 1998-12-01 | Yazaki Corporation | Load control system for vehicle |
| US5859845A (en) * | 1995-07-19 | 1999-01-12 | Yazaki Corporation | Vehicle load control system |
| US5978352A (en) * | 1995-06-29 | 1999-11-02 | Yazaki Corporation | Multiplex transmission system |
| US6052400A (en) * | 1997-04-17 | 2000-04-18 | Nec Corporation | Variable wavelength semiconductor laser |
| US6522935B1 (en) | 1995-06-29 | 2003-02-18 | Yazaki Corporation | Control-specification design management system used for load control devices |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP23731291A patent/JPH0555701A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5768549A (en) * | 1995-06-29 | 1998-06-16 | Yazaki Corporation | Input interface using multiplex type input circuit |
| US5978352A (en) * | 1995-06-29 | 1999-11-02 | Yazaki Corporation | Multiplex transmission system |
| US6522935B1 (en) | 1995-06-29 | 2003-02-18 | Yazaki Corporation | Control-specification design management system used for load control devices |
| US5845221A (en) * | 1995-06-30 | 1998-12-01 | Yazaki Corporation | Load control system for vehicle |
| US5859845A (en) * | 1995-07-19 | 1999-01-12 | Yazaki Corporation | Vehicle load control system |
| US6052400A (en) * | 1997-04-17 | 2000-04-18 | Nec Corporation | Variable wavelength semiconductor laser |
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