端面射出型半导体激光器制造技术

得到一种端面射出型半导体激光器，其能够抑制与温度变化相伴的振荡波长错动，而不会使生产性和成品率降低。在半导体基板(1)之上形成有具有第1折射率的第1覆层(2)。在第1覆层(2)之上形成有具有比第1折射率高的第2折射率的有源层(3)。在有源层(3)之上形成有布拉格反射镜(4)，该布拉格反射镜是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层(4a)和高折射率层(4b)交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率。在布拉格反射镜(4)之上形成有具有比有源层(3)小的带隙能的光吸收层(5)。在光吸收层(5)之上形成有具有比第2折射率低的第3折射率的第2覆层(6)。

End surface ejection semiconductor laser

An end face emitting semiconductor laser is obtained, which can suppress the oscillating wavelength shift accompanying with the temperature change, but will not decrease the production and finished product rate. A first coating (2) having a first refractive index is formed on a semiconductor substrate (1). An active layer (3) with a second refractive index higher than the first refractive index is formed on the first cover layer (2). The Prague reflector (4) is formed on the active layer (3). The Prague reflector is obtained by alternately stacking the thickness index of the low refractive index layer (4a) and the high refractive index layer (4b) with a thickness of /4n. The lambda is oscillatory wavelength and N is the refractive index of the medium. On the Prague reflector (4), a light absorption layer (5) has a smaller band gap energy than the active layer (3). The second coating (6) with a third refractive index lower than the second refractive index is formed on the light absorption layer (5).

【技术实现步骤摘要】
端面射出型半导体激光器
本专利技术涉及一种从波导通路端面将光射出的端面射出型半导体激光器。
技术介绍
就半导体激光器而言，由低折射率的覆层从上下夹着包含有源层的高折射率的芯层而形成有波导通路。夹着有源层的一个覆层掺杂成p型，另一个覆层掺杂成n型。从p型覆层侧注入的空穴和从n型覆层侧注入的电子在有源层内复合而发光。从有源层产生的光的一部分在芯层与覆层之间的界面进行全反射，返回至有源层。光在从有源层通过期间得到增益而放大，再次在芯层与覆层之间的界面进行全反射。反复进行上述过程而在波导通路内对光进行传输、放大。另外，半导体激光器端面与作为出射介质的空气之间的界面成为反射镜，由前后两端面的反射镜形成法布里珀罗谐振器。在波导通路内传输的光的一部分从半导体端面射出至外部，成为镜损失。剩下的光由端面进行反射，再次在波导通路内进行传输。在反复进行上述动作的过程中，在谐振器内仅具有驻波的特定的波长发生谐振。在波导通路传输时的内部损失以及端面反射时的镜损失之和变得与传输中得到的增益相等时，产生激光器振荡，从端面射出相干光。专利文献1:日本特开平7-202320号公报光一边在折射率高的芯层与折射率低的覆层之间的界面反复进行全反射一边进行波导。由于该界面处的反射率没有波长依赖性，因此波导通路本身没有波长选择性。因此，如果温度发生变化，则振荡波长根据有源层的带隙的变化而移动，因此激光器的振荡波长会相对于所希望的波长、例如光纤的波长色散为零的1310nm而大幅地错开。存在下述问题，即，由于该色散的影响而限制光信号的传送距离。作为用于解决该问题的现有技术，存在沿波导通路设置了衍射光栅的分布反馈型激光器(DFB-LD)以及分布反射型激光器(DBR-LD)，但存在下述问题，即，在器件制作时需要进行次微米级的加工等，构造复杂，生产性和成品率降低。另外，提出有一种设置有半导体多层反射层的半导体激光器，该半导体多层反射层是将厚度大约为λ/4n的2种化合物半导体层交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率(例如，参照专利文献1)。但是，该厚度并不是考虑了在芯层内传播的光相对于半导体多层反射层的入射角而设定的厚度。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到一种端面射出型半导体激光器，该端面射出型半导体激光器能够抑制与温度变化相伴的振荡波长错动，而不会使生产性和成品率降低。本专利技术涉及的端面射出型半导体激光器的特征在于，具有：半导体基板；第1覆层，其形成于所述半导体基板之上，具有第1折射率；有源层，其形成于所述第1覆层之上，具有比所述第1折射率高的第2折射率；布拉格反射镜，其形成于所述有源层之上，是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层和高折射率层交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率；光吸收层，其形成于所述布拉格反射镜之上，具有比所述有源层小的带隙能；以及第2覆层，其形成于所述光吸收层之上，具有比所述第2折射率低的第3折射率。专利技术的效果在本专利技术中，在有源层与光吸收层之间设置有布拉格反射镜，该布拉格反射镜是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层和高折射率层交替地层叠而得到的。由此，能够抑制与温度变化相伴的振荡波长错动，而不会使生产性和成品率降低。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。图2是表示光射入了布拉格反射镜时的反射率谱的计算值的图。图3是表示使布拉格反射镜的对数进行了变更的情况下的反射谱的图。图4是表示使布拉格反射镜的折射率的组合进行了变更的情况下的反射谱的图。图5是表示本专利技术的实施方式2涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。图6是表示本专利技术的实施方式3涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。图7是表示本专利技术的实施方式4涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。图8是表示本专利技术的实施方式5涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。图9是表示本专利技术的实施方式6涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。标号的说明1InP基板(半导体基板)，2第1覆层，3有源层，3a量子点，3b填埋层，4布拉格反射镜(第2布拉格反射镜)，4a、10a低折射率层，4b、10b高折射率层，5光吸收层(第2光吸收层)，6第2覆层，7、8电极，9光吸收层(第1光吸收层)，10布拉格反射镜(第1布拉格反射镜)。具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式涉及的端面射出型半导体激光器进行说明。对相同或者相对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的端面射出型半导体激光器的剖面图。在InP基板1之上形成有具有第1折射率nclad1的由InP构成的第1覆层2。在第1覆层2之上形成有具有比第1折射率nclad1高的第2折射率ncore的有源层3。有源层3也可以由InGaAsP类或者AlGaInAs类半导体构成，具有多重量子阱层。有源层3的厚度为Dcore。在有源层3之上形成有由InGaAsP类或者AlGaInAs类半导体构成的布拉格反射镜4(DBR)。布拉格反射镜4成为将厚度为dL、折射率为nL的低折射率层4a和厚度为dH、折射率为nH的高折射率层4b交替地重叠而得到的周期构造。其中，nH＞nL。布拉格反射镜4的周期构造在靠近有源层3的一侧以低折射率层4a开始，在远离有源层3的一侧以高折射率层4b结束。在布拉格反射镜4之上形成有具有比有源层3小的带隙能的光吸收层5。光吸收层5由InGaAsP类或者AlGaInAs类半导体构成。光吸收层5的折射率为na，膜厚为da。光吸收层5使用与振荡波长相比带隙Eg充分小的材料以提高光吸收系数，例如在振荡波长为1310nm时的情况下，使用Eg＝0.886eV的InGaAsP。在光吸收层5之上形成有具有比第2折射率ncore低的第3折射率nclad2的由InP构成的第2覆层6。在第2覆层6之上形成有由包含Au、Ge、Zn、Pt、或者Ti的金属构成的电极7。在InP基板1之下形成有由包含Au、Ge、Zn、Pt、或者Ti的金属构成的电极8。从处于该半导体层的上下的电极7、8注入电流而得到来自有源层3的发光。在InP基板1为p型的情况下，与有源层3相比处于下侧的第1覆层2掺杂成p型，与有源层3相比处于上侧的布拉格反射镜4、光吸收层5、第2覆层6掺杂成n型。相反地，在InP基板1为n型的情况下，与有源层3相比处于下侧的第1覆层2掺杂成n型，与有源层3相比处于上侧的布拉格反射镜4、光吸收层5、第2覆层6掺杂成p型。为了使得层内均匀或者在半导体层界面附近掺杂浓度变高，各半导体层的掺杂浓度在各层内以渐变或者阶梯状分布，取从1×1016cm-3至2×1019cm-3的范围内的值。元件的谐振器长度L大多为150～600μm，但并不特别限定于该范围。在有源层3产生的光一边在有源层3与第1覆层2之间的界面、以及有源层3与布拉格反射镜4之间的界面反复进行全反射，一边以传输角θcore进行波导。由于有源层3与布拉格反射镜4之间的界面处的反射率不具有波长依赖性，因此，首先作为前提条件需要满足算式1，以使得在有源层3与布拉格反射镜4的低折射率层4a之间的界面不引起全反射，在第1覆层2与有源层3之间的界面引起全反射。并且，需要满足算式2，以使得在光吸收层5与布拉格反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种端面射出型半导体激光器，其特征在于，具有：半导体基板；第1覆层，其形成于所述半导体基板之上，具有第1折射率；有源层，其形成于所述第1覆层之上，具有比所述第1折射率高的第2折射率；布拉格反射镜，其形成于所述有源层之上，是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层和高折射率层交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率；光吸收层，其形成于所述布拉格反射镜之上，具有比所述有源层小的带隙能；以及第2覆层，其形成于所述光吸收层之上，具有比所述第2折射率低的第3折射率。

【技术特征摘要】
2016.05.31 JP 2016-1089161.一种端面射出型半导体激光器，其特征在于，具有：半导体基板；第1覆层，其形成于所述半导体基板之上，具有第1折射率；有源层，其形成于所述第1覆层之上，具有比所述第1折射率高的第2折射率；布拉格反射镜，其形成于所述有源层之上，是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层和高折射率层交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率；光吸收层，其形成于所述布拉格反射镜之上，具有比所述有源层小的带隙能；以及第2覆层，其形成于所述光吸收层之上，具有比所述第2折射率低的第3折射率。2.一种端面射出型半导体激光器，其特征在于，具有：半导体基板；第1覆层，其形成于所述半导体基板之上，具有第1折射率；光吸收层，其形成于所述第1覆层之上；布拉格反射镜，其形成于所述光吸收层之上，是将厚度均比λ/4n厚的低折射率层和高折射率层交替地层叠而得到的，其中，λ为振荡波长，n为介质的折射率；有源层，其形成于所述布拉格反射镜之上，具有比所述第1折射率高的第2折射率和比所述光吸收层大的带隙能；以及第2覆层，其形成于所述有源层之上，具有比所述第2折射率低的第3折射率。3.根据权利要求1或2所述的端面射出型半导体激光器，其特征在于，所述布拉格反射镜在掺杂成p型的情况下具有AlGaInAs层，在掺杂成n型的情况下具有InGaAsP层。4.根据权利要求1至3中任一项所述的端面射出型半导体激光器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：渊田步，奥贯雄一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP