半导体激光元件、集成型半导体激光元件、以及半导体激光元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体激光元件、集成型半导体激光元件、以及半导体激光元件的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为适合大容量传输以及长距离传输的高效率的半导体激光器，已知有分布反射型(Distributed Reflector:DR)半导体激光元件(专利文献1、非专利文献I)。分布反射型半导体激光元件具备:沿着使激光振荡来进行导波的波导芯层而彼此一体地形成、且反射率彼此不同的第I以及第2衍射光栅区域。并且，与第I衍射光栅区域相邻的波导芯层是被注入电流而发光的活性层，作为分布反馈型激光器来发挥功能，第2衍射光栅区域不被注入电流，针对由分布反馈激光器产生的激光而作为无源反射器(布拉格反射器)来发挥功能。
[0003]在此，在分布反馈型激光元件中从两端面以相同强度输出激光。相对于此，在专利文献I所记载的分布反射型半导体激光元件中，由于从分布反馈型激光器传播至无源反射器侧的激光被无源反射器反射，因此仅从分布反馈型激光器侧的端面输出激光。其结果，分布反射型半导体激光元件与分布反馈型激光元件相比，单面微分量子效率成为约2倍。
[0004]此外，作为分布反射型半导体激光器，在采用了去除作为无源反射器来发挥功能的区域的波导芯层后的构成的情况下，必须要通过独立的工序形成作为分布反馈型激光器来发挥功能的区域和作为无源反射器来发挥功能的区域。因而，由于半导体层的层厚、组成等的制作误差，作为分布反馈型激光器来发挥功能的区域与作为无源反射器来发挥功能的区域之间容易产生传播常数差，在生产时的成品率上存在缺陷。
[0005]作为解决该问题的手段，在专利文献I中，采用不去除作为无源反射器来发挥功能的第2衍射光栅区域的波导芯层的构成，通过在第I衍射光栅区域和第2衍射光栅区域中使衍射光栅的光栅沟槽的深度为不同的深度，从而使耦合系数K为不同的值。根据该构成，消除了传播常数差的问题，因此不需要如除去一部分活性层这样的用于使传播常数匹配的处理，其结果，能够实现生产率优异的分布反射型半导体激光器。
[0006]另外，非专利文献I所记载的分布反射型半导体激光元件具有下述构成:作为分布反馈型激光器来发挥功能的区域以及作为无源反射器来发挥功能的区域的任何区域的波导芯层均以给定的周期离散地被配置，形成了衍射光栅。在非专利文献I所记载的分布反射型半导体激光元件中，通过上述构成，能够提高针对返回光的噪声特性的容限。
[0007]另外，作为例如DWDM (Dense Wavelength Divis1n Multiplexing:密集波分复用)光通信用的波长可变光源，公开了集成有激光振荡波长彼此不同的多个分布反馈型激光器的集成型半导体激光元件(专利文献2)。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平5-48214号公报
[0011]专利文献2:日本特开2005-317695号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1:SeungHun Lee et al.，“High Optical Feedback-Tolerance ofDistributed Reflector Lasers with Wire-like Active Reg1ns for High SpeedIsolator-Free Operat1n”，CLE0/IQEC 2009，CTuH5.
【发明内容】
[0014]发明所要解决的课题
[0015]近年来，为了实现更高速大容量的光通信，例如研究了利用了高比特率的多值调制方式(例如，16QAM(Quadrature Amplitude Modulat1n:正交振幅调制))的通信方式。对于被用作这样的通信方式中的信号光源的半导体激光元件，期望是更高输出。
[0016]但是，在专利文献I所记载的构成中，与第2衍射光栅区域相邻的波导芯层未被去除，该波导芯层未被注入电流，因此成为激光的吸收媒质。由此，存在激光输出下降的问题。
[0017]另外，在专利文献I所记载的构成中，由衍射光栅的光栅沟槽的深度来决定特性，因此制作误差容易反映到特性中，存在所获得的产品的特性偏差大的问题。因而，在生产时的成品率上依然存在问题。
[0018]本发明鉴于上述情况而实现，其目的在于，提供一种光输出高且生产时的成品率良好的半导体激光元件。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]为了解决上述课题而实现目的，本发明所涉及的半导体激光元件的特征在于，具备:半导体层叠构造，其包含波导芯层，并具有分布反馈型激光器部和分布布莱克反射部，在所述分布反馈型激光器部中，所述波导芯层具有遍及光谐振器长度方向而连续的长度，并且在所述波导芯层的附近沿着该波导芯层而配置有衍射光栅层，在所述分布布莱克反射部中，所述波导芯层被离散地且周期性地配置，以形成衍射光栅；和电极，其用于向所述分布反馈型激光器部注入电流，所述分布反馈型激光器部使与所述衍射光栅层的周期相应的波长的激光振荡，在所述分布布莱克反射部中所述波导芯层所形成的衍射光栅被设定为具有包含所述激光的波长在内的阻带。
[0021]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，所述衍射光栅的阻带宽度被设定为在该半导体激光元件的驱动电流的范围内包含所述激光的波长。
[0022]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，所述驱动电流的范围从OA至IA的范围中选择，所述衍射光栅的阻带宽度为1.4nm以上。
[0023]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，所述驱动电流的范围从OmA至500mA的范围中选择，所述衍射光栅的阻带宽度为0.7nm以上。
[0024]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，在设所述分布反馈型激光器部中的所述波导芯层的长度为L1、设所述衍射光栅层的耦合系数为K I时，K IXLl为I以上，LI为820 μπι以上。
[0025]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，在设所述分布布莱克反射部中的所述波导芯层的长度为L2、设所述波导芯层所形成的衍射光栅的耦合系数为K 2时，K 2XL2 大于 2.18，K 2 为 29cm 1Wl0
[0026]本发明所涉及的半导体激光元件在上述发明中特征在于，所述衍射光栅层具有移相部。
[0027]本发明所涉及的集成型半导体激光元件的特征在于，集成有:上述发明的一个以上的半导体激光元件；光合流器，其具有分别被输入来自所述一个以上的半导体激光元件的输出光的、与该半导体激光元件相同数量的输入端口，并能够使该输出光合流来输出；和半导体光放大器，其对来自所述光合流器的输出光进行放大。
[0028]本发明所涉及的半导体激光元件的制造方法的特征在于，包括:半导体层叠构造形成工序，形成半导体层叠构造，该半导体层叠构造包含波导芯层，并具有:包含沿着该波导芯层配置的衍射光栅层的成为分布反馈型激光器部的区域、和包含所述波导芯层的成为分布布莱克反射部的区域；第I蚀刻工序，对所述半导体层叠构造当中成为所述分布反馈型激光器部的区域的所述衍射光栅层进行蚀刻，以成为给定的周期且离散的配置；和第2蚀刻工序，对所述半导体层叠构造当中成为所述分布布莱克反射部的区域的所述波导芯层进行蚀刻，以形成衍射光栅并成为给定的周期且离散的配置。
[0029]本发明所涉及的半导体激光元件的制造方法在上述发明中特征在于，所述第2蚀刻工序是在成为所述分布反馈型激光器部的区域的最表面形成掩模，以在该第2蚀刻工序中的蚀刻之中保护成为所述分布反馈型激光器部的区域的波导芯层而进行的。
[0030]发明效果
[0031]根据本发明，具有能够实现光输出高且生产时的成品率良好的半导体激光元件的效果。
【附图说明】
[0032]图1是将实施方式I所涉及的半导体激光元件沿着光谐振器长度方向截断的示意性剖视图。
[0033]图2A是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0034]图2B是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0035]图2C是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0036]图2D是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0037]图3A是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0038]图3B是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0039]图3C是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法的图。
[0040]图3D是说明实施方式I所涉及的半导体激光元件的制造方法