(57)【要約】【課題】共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成された分布帰還型半導体レーザ素子において、光強度分布の変化を抑制して狭いスペクトル線幅を実現し、また、高出力下でのホールバーニングによるスペクトル線幅の増大を抑制する。【解決手段】回折格子の結合係数κが、共振器の軸方向に沿って変化するＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１を備える。結合係数κが、出射面２４に近い領域で大きく、後端面２５に近い領域で小さくする。或いはこれに代えて、結合係数κが、出射面２４に近い領域で小さく、後端面２５に近い領域で大きくする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器と平行に形成された回折格子を有し、共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成された分布帰還型半導体レーザ素子において、
前記回折格子の結合係数κが、前記共振器の軸方向に沿って変化することを特徴とする分布帰還型半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記出射面に近い領域の前記結合係数κが大きく、前記後端面に近い領域の前記結合係数κが小さい、請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記出射面に近い領域の前記結合係数κが小さく、前記後端面に近い領域の前記結合係数κが大きい、請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記回折格子のデューティ比、幅、厚み、活性層と回折格子との間隔の少なくとも一つが前記共振器の軸方向に沿って変化する、請求項１〜３に記載の分布帰還型半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記共振器の長さＬが、Ｌ≧５００μｍである、請求項１〜４に記載の分布帰還型半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記出射面からの光出力Ｐｆと、前記後端面からの光出力Ｐｒとの比Ｐｆ／Ｐｒが、１０〜２０の範囲にある、請求項１〜５に記載の分布帰還型半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分布帰還型半導体レーザ素子に関し、特に、共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成され、且つ狭いスペクトル線幅を有する分布帰還型半導体レーザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ素子）では、共振器内部に屈折率の実部又は虚部が周期的に変化する構造（以下、回折格子と言う）を形成し、特定の波長の光にだけ帰還がかかる波長選択性を持たせ、単一モード（単一波長）でレーザ発振させている。回折格子は、共振器の軸方向に一様な構造を持ち、且つ単一モード性及び発振効率を考慮して最適な結合係数κを有するように形成される。
【０００３】
ＤＦＢレーザ素子は単一モード発振という利点を有することから、光通信用信号光源として好適に使用できる。光通信用信号光源としてのＤＦＢレーザ素子には、用途によって、ＣＷ、直接変調（ＤＭ）、ＥＡ−ＤＦＢ（電界吸収式光変調器−ＤＦＢレーザ集積素子）など様々なタイプがあるが、特に、アナログ通信ＣＡＴＶなどの光通信用信号光源には、高出力で、且つ狭いスペクトル線幅を有するＤＦＢレーザ素子が必要とされている。
【０００４】
一方、ＤＦＢレーザ素子の高出力化を達成するためには、一般的に、共振器の出射面に低反射率膜（ＡＲ膜）を、後端面に高反射率膜（ＨＲ膜）を夫々形成することにより、共振器の前後で反射率が非対称な構造が採用される。
【０００５】
端面にＡＲ／ＨＲ膜を形成した従来のＤＦＢレーザ素子の一例を、図５を参照して説明する。図５は、ＤＦＢレーザ素子の共振器の軸方向に沿う断面図である。
ＤＦＢレーザ素子１０は、発振波長を１５５０ｎｍに設定した、共振器長が５００μｍの埋め込みヘテロ型のＤＦＢレーザであって、膜厚１２０μｍ程度のｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次に形成した、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、結合係数κが３０ｃｍ−１のＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５を埋め込んだｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６、及びｐ−ＩｎＰクラッド層１７から成る積層構造を有する。
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５は、共振器の軸方向に一様な結合係数κを有するように形成されている。
【０００６】
積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰクラッド層１７、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子１５、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、及びｎ−ＩｎＰバッファ層１２の上部は、エッチングによってメサストライプ構造となるように加工されている。
このエッチングの際、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３が約１．８μｍの幅を有するように、メサのストライプ幅が決定される。
メサストライプの両側は、ｐ−ＩｎＰ層（図示なし）及びｎ−ＩｎＰ層（図示なし）の積層構造からなるキャリアブロック層で埋め込まれている。
【０００７】
メサストライプ上部のｐ−ＩｎＰクラッド層１７及びその両側のｎ−ＩｎＰ層（図示なし）上には、膜厚約２μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１８及び高ドープＧａＩｎＡｓコンタクト層１９が、順次に、積層されている。
高ドープＧａＩｎＡｓコンタクト層１９上には、ｐ側電極２２としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ多層金属膜が、ｎ−ＩｎＰ基板１１の裏面には、ｎ側電極２３としてＡｕＧｅＮｉ膜が、夫々設けてある。ＤＦＢレーザ素子１０の前端面２４にはＡＲ膜（図示なし）が、後端面２５には反射率が約９０％のＨＲ膜（図示なし）が、夫々成膜されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＦＢレーザ素子では、反射端面の位置は回折格子の周期的構造との関係で端面位相を定め、この端面位相はＤＦＢレーザ素子にとって特徴的なパラメータである。つまり、端面位相は共振器内部のフォトン密度、即ち光強度の分布を変化させ、その光強度分布が様々なレーザ特性に影響を与える。
端面位相は、回折格子の周期的構造と端面との相対位置で決定され、数百ｎｍオーダの小さな値を有する。このため、良好な端面位相のみを選択的に形成する方法は従来知られておらず、作製される素子によって、端面位相が異なり、共振器内部の光強度分布が異なっていた。
【０００９】
ＡＲ／ＨＲ膜を有する従来のＤＦＢレーザ素子では、低出力下で使用する場合に、狭いスペクトル線幅を実現するためには、共振器の中央近傍に光強度が十分に高まっている状態が好ましい。
しかし、従来のＤＦＢレーザ素子では、上述のように作製される夫々の素子の端面位相によって、共振器内部の光強度分布が変化し、共振器の中央近傍の光強度が十分に高められないという問題があった。
【００１０】
ところで、ＡＲ／ＨＲ膜を備え、共振器の軸方向に一様な結合係数κを有する回折格子を備えた従来のＤＦＢレーザ素子では、出力を増大させるにつれてホールバーニングが発生し、スペクトル線幅の増大が起き易いという問題があった。即ち、従来のＤＦＢレーザ素子は、共振器の中央近傍に光強度が比較的集中し易い傾向があるため、高出力下においてこの領域で局所的なホールバーニングが発生し、スペクトル線幅の増大を引き起こしていた。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成されたＤＦＢレーザ素子において、光強度分布の変化を抑制して狭いスペクトル線幅を実現し、また、高出力下でのホールバーニングによるスペクトル線幅の増大を抑制するＤＦＢレーザ素子を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述の問題を解決するために、以下のように考察した。即ち、レーザ素子を低出力下で使用する場合には、共振器の軸方向の出射面側で結合係数κが大きく、後端面側で結合係数κが小さい構成を有する回折格子を形成することにより、共振器の中央近傍での光強度を高め、より狭いスペクトル線幅を実現できるのではないかと考えた。
【００１３】
また、高出力下で使用する場合には、上記とは逆に、従来の共振器の軸方向に一様な結合係数κを有する回折格子に代えて、共振器の軸方向の出射面側で結合係数κが小さく、後端面側で結合係数κが大きい構成を有する回折格子を形成することにより、共振器の中央近傍での光強度の集中を抑え、高出力下でのホールバーニングを抑制できるのではないかと考えた。
上述の結合係数κが共振器の軸方向に沿って変化する回折格子の作製にあたっては、回折格子パターンを有するレジスト膜を形成する工程において、電子ビーム（ＥＢ）描画装置を用いて、電子ビーム照射量を制御することにより、デューティ（ｄｕｔｙ）比を精密に制御することを着想し、種々の実験の末、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、上記目的を達成する本発明に係る分布帰還型半導体レーザ素子は、共振器と平行に形成された周期的構造からなる回折格子を有し、共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成された分布帰還型半導体レーザ素子において、
前記回折格子の結合係数κが、前記共振器の軸方向に沿って変化することを特徴としている。
結合係数κが共振器の軸方向に沿って変化することにより、共振器の軸方向の中央近傍の光強度を高め、或いは逆に、共振器の軸方向の光強度分布を均一化し、用途に合わせて所望の特性を得ることができる。
【００１５】
レーザ素子を低出力下で使用する場合に、より狭いスペクトル線幅を実現するには、前記出射面に近い領域の前記結合係数κを大きく、前記後端面に近い領域の前記結合係数κを小さくする。この場合、光強度分布の変化を抑制して共振器の軸方向の中央近傍の光強度を高めることにより、狭いスペクトル線幅を実現することができる。
【００１６】
レーザ素子を高出力下で使用する際には、上記に代えて、前記出射面に近い領域の前記結合係数κを小さく、前記後端面に近い領域の前記結合係数κを大きくする。この場合、共振器の軸方向で光強度分布が均一化されることにより、高出力下におけるホールバーニングの発生を抑え、リブロードニングによるスペクトル線幅の増大を抑制できる。
【００１７】
従来、共振器の出射面及び後端面の双方にＡＲ膜を設けたＡＲ／ＡＲ膜構造では、λ／４位相シフト部分を共振器の中央に配置することにより、共振器内部の光強度分布の不均一を抑制することが可能であった。しかし、ＡＲ／ＨＲ膜構造では、反射率が前後の反射端面で非対称なため、このような構成によって光強度分布の不均一を抑制することは困難であった。本発明は、上記問題を解決するものである。
【００１８】
本発明の好適な実施態様では、前記回折格子のデューティ比、幅、厚み、活性層と回折格子との間隔の少なくとも一つが前記共振器の軸方向に沿って変化する。
デューティ比が共振器の軸方向に沿って変化する構造を持つ回折格子の作製は、回折格子パターンを有するレジスト膜を形成する工程において、ＥＢ描画装置を使用し、デューティ比を変化させる領域毎に、電子ビーム照射量を調節することにより精密に作製できる。また、結合係数κと回折格子の幅との関係は、ｓｉｎ関数で表すことができるため、上記作製方法により結合係数κを精密に制御できる。電子ビーム照射量は、電子ビームの電流値と照射時間により調節される。
【００１９】
結合係数κが共振器の軸方向に沿って変化する構造を持つ回折格子を作製するには、上記の作製方法以外にも、回折格子の形成層のエッチングを行う工程において、共振器の軸方向で、結合係数κが異なる領域毎に選択的にエッチングを行うことにより、回折格子の膜厚を変化させてもよい。
【００２０】
本発明は、特に前記共振器の長さＬが、Ｌ≧５００μｍであるＤＦＢレーザ素子に適用することにより、良好な効果を得ることができる。また、本発明は、特に前記出射面からの光出力Ｐｆと前記後端面からの光出力Ｐｒとの比Ｐｆ／Ｐｒが、１０〜２０の範囲にある素子に適用することにより、良好な効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的且つ詳細に説明する。
実施形態例１
図１は、本実施形態例のＤＦＢレーザ素子の部分断面を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。同図中、図５を参照して説明した従来のＤＦＢレーザ素子３０と同様の構成を有する部分については、同じ符号を付した。
ＤＦＢレーザ素子３０は、発振波長を１５５０ｎｍに設定した、共振器長が５００μｍの埋め込みヘテロ型のＤＦＢレーザであって、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３３の結合係数κが、出射面２４に近い領域で大きく、後端面２５に近い領域で小さくなるように形成されていることを除いて、ＤＦＢレーザ素子３０と同様の構成を有する。
【００２２】
即ち、ＤＦＢレーザ素子３０は、図１に示すように、膜厚１２０μｍ程度のｎ−ＩｎＰ基板１１上に、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１を埋め込んだｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６、及びｐ−ＩｎＰクラッド層１７の積層構造を有する。
【００２３】
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１は、図２に示すように、出射面２４側の幅２５０μｍの領域３０Ａの結合係数κが４０ｃｍ−１で、後端面２５側の幅２５０μｍの領域３０Ｂの結合係数κが２０ｃｍ−１になるように形成されている。
【００２４】
積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰクラッド層１７、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、及びｎ−ＩｎＰバッファ層１２の上部層は、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３が約１．８μｍの幅を有するように、メサストライプ状に加工されている。
メサストライプの両側は、ｐ−ＩｎＰ層２０及びｎ−ＩｎＰ層２１の積層構造からなるキャリアブロック層で埋め込まれている。
【００２５】
ｐ−ＩｎＰクラッド層１７及びその両側のｎ−ＩｎＰ層２１上には、膜厚約２μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１８及び高ドープＧａＩｎＡｓコンタクト層１９が、順次に、積層されている。
高ドープＧａＩｎＡｓコンタクト層１９上には、ｐ側電極２２としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ多層金属膜が、ｎ−ＩｎＰ基板１１の裏面には、ｎ側電極２３としてＡｕＧｅＮｉ膜が、夫々設けてある。ＤＦＢレーザ素子３０の前端面２４にはＡＲ膜（図示なし）が、後端面２５には反射率が約９０％のＨＲ膜（図示なし）が、夫々成膜されている。
【００２６】
ＤＦＢレーザ素子３０の作製に当たっては、先ず、ＭＯＣＶＤ装置を使って、成長温度６００℃で、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の形成層（図示なし）を成長させた。
【００２７】
次いで、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の形成層上に電子ビーム（ＥＢ）描画用レジストを約１００ｎｍの厚さで塗布し、ＥＢ描画装置を使ってＥＢ描画を行い、回折格子パターンを有するレジスト膜（図示なし）を形成した。ＥＢ描画の際には、照射電流値０．２ｎＡの電子ビームを、領域３０Ａではドーズ量１．３５μｓ／ｄｏｔ、領域３０Ｂではドーズ量１．１５μｓ／ｄｏｔで、夫々照射した。ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の周期Λは、発振させたい波長をλＤＦＢ、発振させる次数の横モードに対する実効屈折率をｎｅｆｆとして、式Λ＝λＤＦＢ／２ｎｅｆｆを用いて設定した。
【００２８】
図４に、本実施形態例の条件でＥＢ描画を行う際に、ドーズ量と形成されるＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１のデューティ比との関係を調べたグラフを示す。同図より、上記ドーズ量１．３５μｓ／ｄｏｔにより形成されるデューティ比は約０．１８であり、上記ドーズ量１．１５μｓ／ｄｏｔにより形成されるデューティ比は、グラフを外挿すると、約０．３４であることが判かる。
【００２９】
続いて、メタン・水素系のドライエッチングにより、レジスト膜上からＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の形成層を貫通するようにエッチングして、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１を形成した。次いで、ＭＯＣＶＤ装置を使って、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６及びｐ−ＩｎＰクラッド層１７を成長させ、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の埋め込み再成長を行った。
【００３０】
続いて、プラズマＣＶＤ装置を用いて、基板全面にＳｉＮＸ膜を成膜し、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）法により、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１の周期方向に延びるストライプ状にＳｉＮＸ膜をエッチングして、ＳｉＮＸ膜マスク（図示せず）を形成した。
続いて、ストライプ状のＳｉＮＸ膜マスクをエッチングマスクとして用い、ｐ−ＩｎＰクラッド層１７、ｐ−ＩｎＰ埋め込み層１６、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３１、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３、及びｎ−ＩｎＰバッファ層１２の上部をエッチングして、ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層１３が約１．８μｍの幅を有するメサストライプ状に加工した。
【００３１】
次いで、ＳｉＮＸ膜マスクを選択成長マスクとして用い、ｐ−ＩｎＰ層２０及びｎ−ＩｎＰ層２１を、順次、選択成長させて、メサストライプの両脇を埋め込み、キャリアブロック層とした。ＳｉＮＸ膜マスクを除去した後、膜厚約２μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１８及び高ドープＩｎＧａＡｓコンタクト層１９を成長させた。
【００３２】
次いで、高ドープＩｎＧａＡｓコンタクト層１９上に、ｐ側電極２２としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ多層金属膜を形成した。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の厚さが１２０μｍ程度になるように、ｎ−ＩｎＰ基板１２の裏面を研磨し、ｎ−ＩｎＰ基板１２の裏面には、ｎ側電極３８としてＡｕＧｅＮｉ膜を設けた。更に、ウエハを前端面２４及び後端面２５で壁開し、各前端面２４にはＡＲコーティングを、各後端面２５には反射率が約９０％のＨＲコーティングを夫々施し、次いで個々のレーザ素子に分割した後に、チップ化してボンディングした。
【００３３】
本実施形態例のＤＦＢレーザ素子３０は、前述のように、出射面２４側の領域３０Ａの結合係数κを大きく、後端面２５側の領域３０Ｂの結合係数κを小さくしたことにより、共振器長が５００μｍのＤＦＢレーザ素子において、光強度分布の変化を抑制して共振器の軸方向の中央近傍での光強度を高め、狭いスペクトル線幅を実現することができた。
また、ＥＢ描画を行う際に電子ビーム照射量を制御し、領域３０Ａ及び３０Ｂのデューティ比を制御したことにより、上述の結合係数κを精密に制御することができた。
【００３４】
本実施形態例のＤＦＢレーザ素子３０の性能を評価するために、種々の測定を行った。しきい値電流は約１５ｍＡで、また良好な単一モード発振が得られた。ＤＦＢレーザ素子３０の複数の試作品の内、出射面２４側と後端面２５側の光出力比Ｐｆ／Ｐｒが５〜２０の素子について、光出力を変化させつつスペクトル線幅の最小値を測定したところ、光出力が約２０ｍＷで約０．８ＭＨｚを示し、十分狭いスペクトル線幅が得られたと評価できる。
【００３５】
比較例１
実施形態例１のＤＦＢレーザ素子３０との比較を行うために、従来のＤＦＢレーザ素子１０を試作した。従来のＤＦＢレーザ素子１０は、実施形態例１の回折格子パターンを有するレジスト膜を形成する工程において、共振器の軸方向の全ての領域で、ドーズ量１．２５μｓ／ｄｏｔで行うことを除いて、ＤＦＢレーザ素子３０と同様の方法で作製することができる。尚、図４より、上記ドーズ量が１．１５μｓ／ｄｏｔにより形成される回折格子のデューティ比は約０．２６である。
このような従来のＤＦＢレーザ素子１０を試作し、実施形態例１と同様の測定を行ったところ、スペクトル線幅の最小値として、光出力約２０ｍＷにおいて約１ＭＨｚを示した。
【００３６】
上述の実施形態例１及び比較例１の試験結果より、実施形態例１のＤＦＢレーザ素子３０は、従来のＤＦＢレーザ素子１０と比較して、狭いスペクトル線幅を実現するものと評価できる。
【００３７】
実施形態例２
本実施形態例は、本発明を高出力下で使用するレーザ素子に適用した実施形態の一例であって、図３は、本実施形態例のＤＦＢレーザ素子の構成を示す断面図である。同図中、実施形態例１のＤＦＢレーザ素子３０と同様の構成を有する部分については、同じ符号を付した。
ＤＦＢレーザ素子３２は、発振波長を１５５０ｎｍに設定した、共振器長が５００μｍの埋め込みヘテロ型のＤＦＢレーザであって、実施形態例１のＤＦＢレーザ素子３０とは、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子３３の結合係数κが、出射面２４側の幅２５０μｍの領域３２Ａで２０ｃｍ−１、後端面２５側の幅２５０μｍの領域３２Ｂで４０ｃｍ−１になるように形成されていることを除いて、同様の構成をしている。
【００３８】
従って、本実施形態例のＤＦＢレーザ素子３２は、ＥＢ描画の際に電子ビームを、領域３２Ａでは１．１５μｓ／ｄｏｔ、領域３２Ｂでは１．３５μｓ／ｄｏｔで、夫々照射することを除いて、先の実施形態例のＤＦＢレーザ素子３０と同様の作製方法で作製することができる。
【００３９】
本実施形態例のＤＦＢレーザ素子３２は、前述のように、出射面２４側の領域３２Ａの結合係数κを小さく、後端面２５側の領域３２Ｂの結合係数κを大きくすることにより、共振器長が５００μｍのＤＦＢレーザ素子において、共振器の軸方向で光強度を均一化し、高出力下におけるホールバーニングの発生を抑え、リブロードニングによるスペクトル線幅の増大を抑制できた。
また、ＥＢ描画を行う際に電子ビーム照射量を制御し、領域３２Ａ及び３２Ｂのデューティ比を制御したことにより、上述の結合係数κを精密に制御することができた。
【００４０】
ＤＦＢレーザ素子３２の複数の試作品の内、出射面２４側と後端面２５側の光出力比Ｐｆ／Ｐｒが５〜２０の素子について、スペクトル線幅を測定したところ、光出力が約８０ｍＷにおいて約１．８ＭＨｚを示し、十分小さい値が得られたと評価できる。
【００４１】
比較例２
実施形態例２のＤＦＢレーザ素子３２との比較を行うために、比較例１の従来のＤＦＢレーザ素子１０について、実施形態例２と同様の測定を行ったところ、スペクトル線幅は、光出力が約８０ｍＷにおいて約２．２ＭＨｚを示した。
【００４２】
上述の実施形態例２及び比較例２の試験結果より、ＤＦＢレーザ素子３２は、従来のＤＦＢレーザ素子１０と比較して、光出力が約８０ｍＷで狭いスペクトル線幅を実現するものと評価できる。
【００４３】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明のＤＦＢレーザ素子は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したＤＦＢレーザ素子も、本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、共振器の出射面に低反射率膜が、後端面に高反射率膜が夫々形成されたＤＦＢレーザ素子において、結合係数κが共振器の軸方向に沿って変化する回折格子を備えることにより、共振器の軸方向の中央近傍の光強度を高め、或いは逆に、共振器の軸方向の光強度分布を均一化し、用途に合わせて所望の特性を有するＤＦＢレーザ素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態例１のＤＦＢレーザ素子の一部を断面として示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態例２のＤＦＢレーザ素子の共振器の軸方向に沿う断面図である。
【図４】図４は、ＤＦＢレーザ素子の製造方法に係る、電子ビーム照射のドーズ量とデューティ比との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、従来のＤＦＢレーザ素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　従来のＤＦＢレーザ素子
１１　ｎ−ＩｎＰ基板
１２　ｎ−ＩｎＰバッファ層
１３　ＭＱＷ−ＳＣＨ活性層
１４　ｐ−ＩｎＰスペーサ層
１５　ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
１６　ｐ−ＩｎＰ埋め込み層
１７　ｐ−ＩｎＰクラッド層
１８　ｐ−ＩｎＰクラッド層
１９　ＩｎＧａＡｓコンタクト層
２０　ｐ−ＩｎＰ層
２１　ｎ−ＩｎＰ層
２２　ｐ側電極
２３　ｎ側電極
２４　出射面
２５　後端面
３０　実施形態例１のＤＦＢレーザ素子
３０Ａ　結合係数κが４０ｃｍ−１の領域
３０Ｂ　結合係数κが２０ｃｍ−１の領域
３１　ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
３２　実施形態例２のＤＦＢレーザ素子
３２Ａ　結合係数κが２０ｃｍ−１の領域
３２Ｂ　結合係数κが４０ｃｍ−１の領域
３３　ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
【図１】
2004023035.tif 000003
【図２】
2004023035.tif 000004
【図３】
2004023035.tif 000005
【図４】
2004023035.tif 000006
【図５】
2004023035.tif 000007