JP3991615B2 - 半導体光アンプおよび半導体レーザ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光アンプ（semiconductor optical amplifier ）および半導体レーザ（semiconductor laser ）に関し、特に、飽和出力を改善した半導体光アンプおよび高出力化と最大出力を図った半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体光アンプは、（１）そのサイズが他の光アンプに比べて小型である、（２）他の機能デバイスとの集積化が可能である、（３）新たな機能が実現できるなどの特徴を有している。このため、現在活発に研究開発が進められている。導波型の半導体光アンプは、特に、光に信号を乗せて情報を伝搬させることを前提としており、基本モード条件を満たし、あるいは擬似的に基本モードとなるように、その導波路構造を設計するのが一般的である。その理由は、信号光を多モードとしてしまうと、多モード分散の影響を受ける、あるいは光ファイバーなどの他の光導波路やレンズに信号光を効率良く接続することが難しくなるといった問題を回避するためである。
【０００３】
ところが、擬似的に基本モードを満たすという設計を行うと、そのレーザ特性が制限されるという問題がある。例えば、半導体レーザでは、その活性層の幅や厚さは基本モード条件によって制限されている。例えば、利得飽和レベルを改善するための最も簡単な方法は、導波路幅を広くすることであるが、この方法は上記した基本モード条件の制約を受けるため、高出力化には限界がある。
【０００４】
そこで、偏光依存性を解消しつつ、上記基本モード条件による制約を回避する半導体光アンプの構成が、特開平１１−１３２７９８号公報に提案されている。この公報に示された半導体光アンプは、アクティブＭＭＩ（Active Multi Mode Interference）型半導体光アンプであり、出射端の近傍に１×１−ＭＭＩ導波路を配置して飽和出力レベルを改善する方法である。しかし、この方法により飽和出力レベルを１０ｄＢ以上改善しようとすると、出射端近傍における利得飽和の問題は解消するが、新たにＭＭＩ導波路近傍のシングルモード導波路中における利得飽和が飽和出力レベルを制約することになる。
【０００５】
さらに、特開２０００−３２３７８１号公報には、基本モード導波路と、該基本モード導波路よりも広い導波路幅を有する多モード導波路を前記基本モード導波路に接続した構成の半導体光アンプおよび半導体レーザが提案されている。導波路幅を広くした多モード導波路を基本モード導波路に接続することにより、基本モード導波路領域の一部の導波路幅を広げたのと同じ効果を発揮し、基本モード条件を変えることなく利得飽和レベル（飽和出力レベル）を改善することを可能にしている。これにより、半導体光アンプにあっては高出力が得られ、半導体レーザにあってはＣＯＤ（端面光損傷）レベルおよび空間的ホールバーニングの改善、モード変換損失に伴う効率低下の防止、モード安定性の向上等が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体光アンプによると、特開平１１−１３２７９８号公報に示されるアクティブＭＭＩ型光アンプにおいては、１０ｄＢ以上の飽和出力改善を想定した場合、ＭＭＩ導波路近傍の基本モード導波路における利得飽和が顕著になり、飽和出力レベルを制約するという問題がある。また、同様の現象が起こることから、後方端面に高反射率膜が施され、前方端面に低反射率膜が施された従来のアクテイズＭＭＩ型半導体レーザにおいても同様の課題が生じる。
【０００７】
更に、特開２０００−３２３７８１号公報においては、消費電力の低減を考慮しながら飽和レベルを改善するために導波路幅をできる限り広くするという考えのもとで多モード導波路領域を設けているため、導波路幅の差異が大きくなり、強い入射光に対しては多モード導波路領域を設けたことによって利得の飽和が顕著に現れるようになり、期待通りの性能を得られないことがある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、アクティブＭＭＩ型光アンプの飽和出力の改善し、高出力化を図ることのできる半導体光アンプを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、アクティブＭＭＩ型半導体レーザに比べて高出力を得ることのできる半導体レーザを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体光アンプを提供する。
【００１１】
この構成によれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００１２】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記出射光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体光アンプを提供する。
【００１３】
この構成によれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に、第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００１４】
さらに、本発明は、上記の目的を達成するため、第３の特徴として、後端面に全反射コーティングが施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域に接続されると共に導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続されて多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体レーザを提供する。
【００１５】
この構成によれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できる結果、基本モードにおける高出力化が可能になる。
【００１６】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第４の特徴として、後端面に全反射コーティングを施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体レーザを提供する。
【００１７】
この構成によれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モードにおける高出力化が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の半導体光アンプの第１の実施の形態を示す。
図１に示す様に、本発明の半導体光アンプは、導波路構造および埋め込み（ＢＨ：Baried Heterostructure）構造を有しており、例えば、１．５５μｍ帯で用いられる。その構成は、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域１と、基本モード導波路領域１に接続されると共に前記導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード導波路領域２と、この第１の多モード導波路領域２に接続されると共に多モードを含むモードを提供する第２の多モード導波路領域３とから構成される。基本モード導波路領域１の導波路幅をＷ１、第１の多モード導波路領域２の導波路幅をＷ２、第２の多モード導波路領域３の導波路幅をＷ３とすると、Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１となるように導波路幅が設定される。尚、Ｗ４は基板２１（または、デバイス）の幅である。このように、多モード導波路領域を複数にし、その導波路幅を出力側に向かって段階的に広くなるようにしたことにより、基本モード導波路の一部の導波路幅を段階的に広げた状態を形成できるようになり、高出力化を図るために必要な飽和出力レベルを改善できるようになる。
【００１９】
第１および第２の多モード導波路領域２，３は、１×１−ＭＭＩ（Multi Mode Interference ：１入力１出力型のマルチモード干渉型導波路をいう）導波路として設計されている。各領域長（導波路長）は、基本モード導波路領域１が４９０μｍ程度、第１の多モード導波路領域２が７５μｍ程度、第２の多モード導波路領域３が１８５μｍ程度であり、これを合計した共振器長は７５０μｍ程度となっている。
【００２０】
上記第１の実施の形態は、１×１−ＭＭＩとして設計された第１の多モード導波路領域２が、基本モード導波路領域１と第２の多モード導波路領域３の間に設けられている。第１の多モード導波路領域２および第２の多モード導波路領域３は、多モード導波路でありながら、その両端においては基本モード光のみが伝搬する擬似的な基本モード導波路として機能する。したがって、基本モード導波路領域１から伝搬してきた基本モード光が第１の多モード導波路領域２の領域内で多モードに展開し、再び第１の多モード導波路領域２の端部で基本モードとして出力される。同様にして、第２の多モード導波路領域３においてもモード変換が行われ、第２の多モード導波路領域３からは基本モードが出力される。この結果、第１の多モード導波路領域２の利得飽和は、第２の多モード導波路領域３を基本モード導波路領域１に直接接続したときの基本モード導波路領域２内での利得飽和レベルに対して改善され、従来構成のアクティブＭＭＩ型半導体光アンプに比べ、飽和出力を高くすることが可能になる。さらに、空間的ホールバーニングを改善することも可能になり、安定した横モードを得ることができる。
【００２１】
図１の構成の半導体光アンプにおいて、基本モード導波路領域１の後端面に半全反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の多モード導波路領域３の光出射端面に無反射（ＡＲ： Antireflection coated）コーティングを施せば半導体レーザを構成することができる。第１の多モード導波路領域２が挿入されていることにより、半導体光アンプの場合と同様に、高出力の半導体レーザを得ることが可能になる。
【００２２】
次に、上記第１の実施の形態の製造方法について説明する。
図２は、本発明による半導体光アンプの製造方法を示す。図中、（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法の代表的工程を示している。ここでは、第１の多モード導波路領域２の構造について示しているが、導波路幅Ｗが異なるのみで、基本モード導波路領域１も第２の多モード導波路領域３も同一構造である。基本モードと多モードの作り分けは、導波路の幅、導波路の長さ、材料の屈折率、および波長の各選択により可能である。また、図２においては、半導体光アンプの製造方法を示しているが、最終段階で基本モード導波路領域１の端面に半全反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の多モード導波路領域３の出射端面に無反射（ＡＲ）コーティングを施すことによって、半導体レーザを構成できることは上記した通りである。
【００２３】
図２の（ａ）〜（ｄ）を参照して本発明の半導体レーザの製造方法について説明する。まず、図２の（ａ）に示す様に、導波路幅Ｗ４のｎ−ＩｎＰ基板上２１上にｎ−ＩｎＰバッファ層２２、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、およびｐ−ＩｎＰ第１クラッド層２４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。各層の層厚は、ｎ−ＩｎＰバッファ層２２が１００μｍ程度、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３が３００μｍ程度、ｐ−ＩｎＰクラッド層２４が１００μｍ程度である。ついで、通常のフォトリソグラフィ法およびウエットエッチング法を用いてメサ形成用マスク３１を形成する。
【００２４】
次に、図２の（ｂ）に示す様に、マスク３１の部分を残して、他の部分をＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）法を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層２４、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、ｎ−ＩｎＰバッファ層２２、およびｎ−ＩｎＰ基板２１の一部を除去し、メサを形成する。次に、図２の（ｃ）に示す様に、（ｂ）に示したメサの脇にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５とｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６をＭＯＶＰＥ法により形成する。ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５とｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６の厚さは、共に１μｍ程度とする。
【００２５】
次に、図２の（ｄ）に示す様に、バッファードフッ酸でメサ形成用マスク３１を除去した後、ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層２７とｐ＋ＩｎＧａＡｓキャップ層２８をＭＯＶＰＥ法により形成する。更に、裏面（図の底面）を研磨し、この裏面に通常のスパッタリング法により裏面電極および表面電極を形成する。また、素子劈開を行い、この劈開面に無反射（ＡＲ： antireflection coated）コーティングを施す。以上により半導体光アンプの製作が完了する。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
図３は、本発明による半導体光アンプの第２の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記実施の形態と同様に、埋め込み（ＢＨ）構造型による１．５５μｍ帯の半導体光アンプとしている。本実施の形態が図１に示した第１の実施の形態と異なるところは、図１に示した半導体光アンプの出射端、即ち、第２の多モード導波路領域３の出射端に、第２の基本モード導波路領域４を接続したところにある。なお、第２の基本モード導波路領域４は、基本モードのほか、擬似的基本モード導波路領域を用いることができる。第２の基本モード導波路領域４は、シングルモード導波路、１×１−ＭＭＩ導波路、または１次モードを許容する導波路のいずれかを用いることができる。第２の基本モード導波路領域４を半導体光アンプの出射端に設けることにより、第２の多モード導波路領域３の長さを劈開位置によらず決定できるようになり、半導体光アンプの高歩留まり化が可能になる。
【００２７】
図３に示す半導体光アンプの各領域長は、基本モード導波路領域１（第１の基本モード導波路領域）が４６０μｍ程度、１×１−ＭＭＩ導波路領域２が７５μｍ程度、１×１−ＭＭＩ導波路領域３が１８５μｍ程度、第２の基本モード導波路領域４が３０μｍ程度であり、これらを合計した共振器長は７５０μｍ程度である。
【００２８】
図３に示した構成の半導体光アンプの製造方法は、上記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。活性層２３は１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰで、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５およびｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６による電流狭窄構造となっている。その上にｐ−ＩｎＰクラッド層２７およびｐ−ＩｎＧａＡｓ層２８が積層され、層構造を成している。基本モード導波路領域１の導波路幅Ｗ１は０．５μｍ、第１の多モード導波路領域２の導波路幅Ｗ２は５μｍ、第２の多モード導波路領域３の導波路幅Ｗは３８．５μｍである。
【００２９】
この第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同一の理由により高い飽和出力レベルを得ることができる。本実施の形態では、半導体アンプの出射端に微小な領域長を有すに第２の基本モード導波路領域４が付加されているが、その飽和出力は第２の基本モード導波路領域４によっては殆ど制約されない。これは、第２の基本モード導波路領域４による利得が、半導体光アンプ全体の利得に対して殆ど無視できるレベルであるためである。出射端に第２の基本モード導波路領域４を設けることによって、第２の多モード導波路領域３の長さが劈開位置によらず決定されるため、より高歩留まりに素子を提供することが可能になる。
【００３０】
また、図３の半導体光アンプにおいても、基本モード導波路領域１（第１の基本モード導波路領域）の側端面に半反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の基本モード導波路領域４の光出射端面に無反射（ＡＲ： Antireflection coated）コーティングを施せば半導体レーザを構成でき、上記した理由により高出力の半導体レーザを得ることができる。
【００３１】
尚、図３においては、第２の多モード導波路領域３に第２の基本モード導波路領域４を接続しているが、この基本モード導波路領域４は必ずしも基本モード導波路である必要はなく、１次モードを許容する導波路であっても、幅の異なる１×１−ＭＭＩ導波路であってもよい。いずれを用いても基本モードおよび偏光無依存性は保たれる。
【００３２】
〔第３の実施の形態〕
図４は、本発明による半導体光アンプの第３の実施の形態を示す。
図４は図１の構成において、第１の多モード導波路領域２を幅の異なるＮ個の導波路領域から構成されるようにしたものである。即ち、第１の多モード導波路領域２は、導波路領域２−１， ２−２， ２−３， ・・・２−ＮのＮ個（Ｎは２以上の整数）からなり、それぞれの導波路幅はＷ２−１， Ｗ２−２， Ｗ２−３， ・・・Ｗ２−Ｎは、Ｗ２−Ｎ＞・・・＞Ｗ２−３＞Ｗ２−２＞Ｗ２−１のように、後段（出力側）に向かうにつれて大きくなるように設定する。
【００３３】
図４の様な構成により、半導体光アンプにおいては光増幅度を大きくすることができ、半導体レーザにおいては光パワーを増大させることができる。尚、Ｎ個の導波路領域に分割する構成は、第１の多モード導波路領域２に施すのが効果的であるが、同様の構成を第２の多モード導波路領域３に施すこともできる。
【００３４】
尚、上記各実施の形態においては、半導体光アンプ（および半導体レーザ）を単純な埋め込み構造（ＢＨ構造）としたが、本発明はこの構造に限定されものではなく、他の層構造についても適用可能である。例えば、電流狭窄に優れるＤＣ−ＰＢＨ（doub1e channe1 p1anner buried heterostructure ）構造の採用によっても本発明を達成することができる。また、半導体光アンプの波長は、１．５５μｍ帯にしたが、勿論、本発明はこの値に限定されるものではなく、可視光帯域であってもよいし、０．９８μｍ帯等の近赤外光帯であってもよい。
【００３５】
さらに、以上の実施の形態においては、活性層をバルクとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＱＷ（Multi Quantum Well：複数量子井戸）構造であってもよい。製造方法についても、本実施例、およびこれから下記に述べる実施例２においては、結晶成長にＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxial growth：有機金属気相成長）法、メサ形成方法にＲＩＥ法を用いたが、本発明はこれらに限定されるわけではない。例えば、結晶成長方法にはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）法を用いることができるし、メサ形成方法にはＩＣＰ（Inductively Couple Plasma ：誘導結合プラズマエッチング）法やウエットエッチング法を用いることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の半導体光アンプによれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定した構成にしたことにより、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止でき、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００３７】
また、本発明の他の半導体光アンプによれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、さらに第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００３８】
また、本発明の半導体レーザによれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できる結果、基本モードにおいて高出力化が可能な半導体レーザを得ることができる。
【００３９】
さらに、本発明の他の半導体レーザによれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モードにおいて高出力化が可能な半導体レーザを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体光アンプの第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示した第１の実施の形態の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明による半導体光アンプの第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明による半導体光アンプの第３の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基本モード導波路領域
２ 第１の多モード導波路領域
３ 第２の多モード導波路領域
４ 第２の基本モード導波路領域
２１ ｎ−ＩｎＰ基板
２２ ｎ−ＩｎＰバッファー層
２３ １．５５組成ＩｎＧａＡｓＰ層
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層
２５ ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層
２６ ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層
２７ ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層
２８ ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
３１ メサ形成用マスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光アンプ（semiconductor optical amplifier ）および半導体レーザ（semiconductor laser ）に関し、特に、飽和出力を改善した半導体光アンプおよび高出力化と最大出力を図った半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体光アンプは、（１）そのサイズが他の光アンプに比べて小型である、（２）他の機能デバイスとの集積化が可能である、（３）新たな機能が実現できるなどの特徴を有している。このため、現在活発に研究開発が進められている。導波型の半導体光アンプは、特に、光に信号を乗せて情報を伝搬させることを前提としており、基本モード条件を満たし、あるいは擬似的に基本モードとなるように、その導波路構造を設計するのが一般的である。その理由は、信号光を多モードとしてしまうと、多モード分散の影響を受ける、あるいは光ファイバーなどの他の光導波路やレンズに信号光を効率良く接続することが難しくなるといった問題を回避するためである。
【０００３】
ところが、擬似的に基本モードを満たすという設計を行うと、そのレーザ特性が制限されるという問題がある。例えば、半導体レーザでは、その活性層の幅や厚さは基本モード条件によって制限されている。例えば、利得飽和レベルを改善するための最も簡単な方法は、導波路幅を広くすることであるが、この方法は上記した基本モード条件の制約を受けるため、高出力化には限界がある。
【０００４】
そこで、偏光依存性を解消しつつ、上記基本モード条件による制約を回避する半導体光アンプの構成が、特開平１１−１３２７９８号公報に提案されている。この公報に示された半導体光アンプは、アクティブＭＭＩ（Active Multi Mode Interference）型半導体光アンプであり、出射端の近傍に１×１−ＭＭＩ導波路を配置して飽和出力レベルを改善する方法である。しかし、この方法により飽和出力レベルを１０ｄＢ以上改善しようとすると、出射端近傍における利得飽和の問題は解消するが、新たにＭＭＩ導波路近傍のシングルモード導波路中における利得飽和が飽和出力レベルを制約することになる。
【０００５】
さらに、特開２０００−３２３７８１号公報には、基本モード導波路と、該基本モード導波路よりも広い導波路幅を有する多モード導波路を前記基本モード導波路に接続した構成の半導体光アンプおよび半導体レーザが提案されている。導波路幅を広くした多モード導波路を基本モード導波路に接続することにより、基本モード導波路領域の一部の導波路幅を広げたのと同じ効果を発揮し、基本モード条件を変えることなく利得飽和レベル（飽和出力レベル）を改善することを可能にしている。これにより、半導体光アンプにあっては高出力が得られ、半導体レーザにあってはＣＯＤ（端面光損傷）レベルおよび空間的ホールバーニングの改善、モード変換損失に伴う効率低下の防止、モード安定性の向上等が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体光アンプによると、特開平１１−１３２７９８号公報に示されるアクティブＭＭＩ型光アンプにおいては、１０ｄＢ以上の飽和出力改善を想定した場合、ＭＭＩ導波路近傍の基本モード導波路における利得飽和が顕著になり、飽和出力レベルを制約するという問題がある。また、同様の現象が起こることから、後方端面に高反射率膜が施され、前方端面に低反射率膜が施された従来のアクテイズＭＭＩ型半導体レーザにおいても同様の課題が生じる。
【０００７】
更に、特開２０００−３２３７８１号公報においては、消費電力の低減を考慮しながら飽和レベルを改善するために導波路幅をできる限り広くするという考えのもとで多モード導波路領域を設けているため、導波路幅の差異が大きくなり、強い入射光に対しては多モード導波路領域を設けたことによって利得の飽和が顕著に現れるようになり、期待通りの性能を得られないことがある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、アクティブＭＭＩ型光アンプの飽和出力の改善し、高出力化を図ることのできる半導体光アンプを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、アクティブＭＭＩ型半導体レーザに比べて高出力を得ることのできる半導体レーザを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体光アンプを提供する。
【００１１】
この構成によれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００１２】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記出射光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体光アンプを提供する。
【００１３】
この構成によれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に、第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００１４】
さらに、本発明は、上記の目的を達成するため、第３の特徴として、後端面に全反射コーティングが施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域に接続されると共に導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続されて多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体レーザを提供する。
【００１５】
この構成によれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できる結果、基本モードにおける高出力化が可能になる。
【００１６】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第４の特徴として、後端面に全反射コーティングを施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体レーザを提供する。
【００１７】
この構成によれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モードにおける高出力化が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の半導体光アンプの第１の実施の形態を示す。
図１に示す様に、本発明の半導体光アンプは、導波路構造および埋め込み（ＢＨ：Baried Heterostructure）構造を有しており、例えば、１．５５μｍ帯で用いられる。その構成は、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域１と、基本モード導波路領域１に接続されると共に前記導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード導波路領域２と、この第１の多モード導波路領域２に接続されると共に多モードを含むモードを提供する第２の多モード導波路領域３とから構成される。基本モード導波路領域１の導波路幅をＷ１、第１の多モード導波路領域２の導波路幅をＷ２、第２の多モード導波路領域３の導波路幅をＷ３とすると、Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１となるように導波路幅が設定される。尚、Ｗ４は基板２１（または、デバイス）の幅である。このように、多モード導波路領域を複数にし、その導波路幅を出力側に向かって段階的に広くなるようにしたことにより、基本モード導波路の一部の導波路幅を段階的に広げた状態を形成できるようになり、高出力化を図るために必要な飽和出力レベルを改善できるようになる。
【００１９】
第１および第２の多モード導波路領域２，３は、１×１−ＭＭＩ（Multi Mode Interference ：１入力１出力型のマルチモード干渉型導波路をいう）導波路として設計されている。各領域長（導波路長）は、基本モード導波路領域１が４９０μｍ程度、第１の多モード導波路領域２が７５μｍ程度、第２の多モード導波路領域３が１８５μｍ程度であり、これを合計した共振器長は７５０μｍ程度となっている。
【００２０】
上記第１の実施の形態は、１×１−ＭＭＩとして設計された第１の多モード導波路領域２が、基本モード導波路領域１と第２の多モード導波路領域３の間に設けられている。第１の多モード導波路領域２および第２の多モード導波路領域３は、多モード導波路でありながら、その両端においては基本モード光のみが伝搬する擬似的な基本モード導波路として機能する。したがって、基本モード導波路領域１から伝搬してきた基本モード光が第１の多モード導波路領域２の領域内で多モードに展開し、再び第１の多モード導波路領域２の端部で基本モードとして出力される。同様にして、第２の多モード導波路領域３においてもモード変換が行われ、第２の多モード導波路領域３からは基本モードが出力される。この結果、第１の多モード導波路領域２の利得飽和は、第２の多モード導波路領域３を基本モード導波路領域１に直接接続したときの基本モード導波路領域２内での利得飽和レベルに対して改善され、従来構成のアクティブＭＭＩ型半導体光アンプに比べ、飽和出力を高くすることが可能になる。さらに、空間的ホールバーニングを改善することも可能になり、安定した横モードを得ることができる。
【００２１】
図１の構成の半導体光アンプにおいて、基本モード導波路領域１の後端面に半全反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の多モード導波路領域３の光出射端面に無反射（ＡＲ： Antireflection coated）コーティングを施せば半導体レーザを構成することができる。第１の多モード導波路領域２が挿入されていることにより、半導体光アンプの場合と同様に、高出力の半導体レーザを得ることが可能になる。
【００２２】
次に、上記第１の実施の形態の製造方法について説明する。
図２は、本発明による半導体光アンプの製造方法を示す。図中、（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法の代表的工程を示している。ここでは、第１の多モード導波路領域２の構造について示しているが、導波路幅Ｗが異なるのみで、基本モード導波路領域１も第２の多モード導波路領域３も同一構造である。基本モードと多モードの作り分けは、導波路の幅、導波路の長さ、材料の屈折率、および波長の各選択により可能である。また、図２においては、半導体光アンプの製造方法を示しているが、最終段階で基本モード導波路領域１の端面に半全反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の多モード導波路領域３の出射端面に無反射（ＡＲ）コーティングを施すことによって、半導体レーザを構成できることは上記した通りである。
【００２３】
図２の（ａ）〜（ｄ）を参照して本発明の半導体レーザの製造方法について説明する。まず、図２の（ａ）に示す様に、導波路幅Ｗ４のｎ−ＩｎＰ基板上２１上にｎ−ＩｎＰバッファ層２２、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、およびｐ−ＩｎＰ第１クラッド層２４をＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。各層の層厚は、ｎ−ＩｎＰバッファ層２２が１００μｍ程度、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３が３００μｍ程度、ｐ−ＩｎＰクラッド層２４が１００μｍ程度である。ついで、通常のフォトリソグラフィ法およびウエットエッチング法を用いてメサ形成用マスク３１を形成する。
【００２４】
次に、図２の（ｂ）に示す様に、マスク３１の部分を残して、他の部分をＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）法を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層２４、１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、ｎ−ＩｎＰバッファ層２２、およびｎ−ＩｎＰ基板２１の一部を除去し、メサを形成する。次に、図２の（ｃ）に示す様に、（ｂ）に示したメサの脇にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５とｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６をＭＯＶＰＥ法により形成する。ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５とｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６の厚さは、共に１μｍ程度とする。
【００２５】
次に、図２の（ｄ）に示す様に、バッファードフッ酸でメサ形成用マスク３１を除去した後、ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層２７とｐ＋ＩｎＧａＡｓキャップ層２８をＭＯＶＰＥ法により形成する。更に、裏面（図の底面）を研磨し、この裏面に通常のスパッタリング法により裏面電極および表面電極を形成する。また、素子劈開を行い、この劈開面に無反射（ＡＲ： antireflection coated）コーティングを施す。以上により半導体光アンプの製作が完了する。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
図３は、本発明による半導体光アンプの第２の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記実施の形態と同様に、埋め込み（ＢＨ）構造型による１．５５μｍ帯の半導体光アンプとしている。本実施の形態が図１に示した第１の実施の形態と異なるところは、図１に示した半導体光アンプの出射端、即ち、第２の多モード導波路領域３の出射端に、第２の基本モード導波路領域４を接続したところにある。なお、第２の基本モード導波路領域４は、基本モードのほか、擬似的基本モード導波路領域を用いることができる。第２の基本モード導波路領域４は、シングルモード導波路、１×１−ＭＭＩ導波路、または１次モードを許容する導波路のいずれかを用いることができる。第２の基本モード導波路領域４を半導体光アンプの出射端に設けることにより、第２の多モード導波路領域３の長さを劈開位置によらず決定できるようになり、半導体光アンプの高歩留まり化が可能になる。
【００２７】
図３に示す半導体光アンプの各領域長は、基本モード導波路領域１（第１の基本モード導波路領域）が４６０μｍ程度、１×１−ＭＭＩ導波路領域２が７５μｍ程度、１×１−ＭＭＩ導波路領域３が１８５μｍ程度、第２の基本モード導波路領域４が３０μｍ程度であり、これらを合計した共振器長は７５０μｍ程度である。
【００２８】
図３に示した構成の半導体光アンプの製造方法は、上記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。活性層２３は１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰで、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層２５およびｎ−ＩｎＰ電流ブロック層２６による電流狭窄構造となっている。その上にｐ−ＩｎＰクラッド層２７およびｐ−ＩｎＧａＡｓ層２８が積層され、層構造を成している。基本モード導波路領域１の導波路幅Ｗ１は０．５μｍ、第１の多モード導波路領域２の導波路幅Ｗ２は５μｍ、第２の多モード導波路領域３の導波路幅Ｗは３８．５μｍである。
【００２９】
この第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同一の理由により高い飽和出力レベルを得ることができる。本実施の形態では、半導体アンプの出射端に微小な領域長を有すに第２の基本モード導波路領域４が付加されているが、その飽和出力は第２の基本モード導波路領域４によっては殆ど制約されない。これは、第２の基本モード導波路領域４による利得が、半導体光アンプ全体の利得に対して殆ど無視できるレベルであるためである。出射端に第２の基本モード導波路領域４を設けることによって、第２の多モード導波路領域３の長さが劈開位置によらず決定されるため、より高歩留まりに素子を提供することが可能になる。
【００３０】
また、図３の半導体光アンプにおいても、基本モード導波路領域１（第１の基本モード導波路領域）の側端面に半反射（ＨＲ）コーティングを施し、第２の基本モード導波路領域４の光出射端面に無反射（ＡＲ： Antireflection coated）コーティングを施せば半導体レーザを構成でき、上記した理由により高出力の半導体レーザを得ることができる。
【００３１】
尚、図３においては、第２の多モード導波路領域３に第２の基本モード導波路領域４を接続しているが、この基本モード導波路領域４は必ずしも基本モード導波路である必要はなく、１次モードを許容する導波路であっても、幅の異なる１×１−ＭＭＩ導波路であってもよい。いずれを用いても基本モードおよび偏光無依存性は保たれる。
【００３２】
〔第３の実施の形態〕
図４は、本発明による半導体光アンプの第３の実施の形態を示す。
図４は図１の構成において、第１の多モード導波路領域２を幅の異なるＮ個の導波路領域から構成されるようにしたものである。即ち、第１の多モード導波路領域２は、導波路領域２−１， ２−２， ２−３， ・・・２−ＮのＮ個（Ｎは２以上の整数）からなり、それぞれの導波路幅はＷ２−１， Ｗ２−２， Ｗ２−３， ・・・Ｗ２−Ｎは、Ｗ２−Ｎ＞・・・＞Ｗ２−３＞Ｗ２−２＞Ｗ２−１のように、後段（出力側）に向かうにつれて大きくなるように設定する。
【００３３】
図４の様な構成により、半導体光アンプにおいては光増幅度を大きくすることができ、半導体レーザにおいては光パワーを増大させることができる。尚、Ｎ個の導波路領域に分割する構成は、第１の多モード導波路領域２に施すのが効果的であるが、同様の構成を第２の多モード導波路領域３に施すこともできる。
【００３４】
尚、上記各実施の形態においては、半導体光アンプ（および半導体レーザ）を単純な埋め込み構造（ＢＨ構造）としたが、本発明はこの構造に限定されものではなく、他の層構造についても適用可能である。例えば、電流狭窄に優れるＤＣ−ＰＢＨ（doub1e channe1 p1anner buried heterostructure ）構造の採用によっても本発明を達成することができる。また、半導体光アンプの波長は、１．５５μｍ帯にしたが、勿論、本発明はこの値に限定されるものではなく、可視光帯域であってもよいし、０．９８μｍ帯等の近赤外光帯であってもよい。
【００３５】
さらに、以上の実施の形態においては、活性層をバルクとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＱＷ（Multi Quantum Well：複数量子井戸）構造であってもよい。製造方法についても、本実施例、およびこれから下記に述べる実施例２においては、結晶成長にＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxial growth：有機金属気相成長）法、メサ形成方法にＲＩＥ法を用いたが、本発明はこれらに限定されるわけではない。例えば、結晶成長方法にはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）法を用いることができるし、メサ形成方法にはＩＣＰ（Inductively Couple Plasma ：誘導結合プラズマエッチング）法やウエットエッチング法を用いることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の半導体光アンプによれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定した構成にしたことにより、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止でき、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００３７】
また、本発明の他の半導体光アンプによれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、さらに第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モード特性および偏光依存性を維持したまま、飽和出力レベルの改善および高出力化が可能になる。
【００３８】
また、本発明の半導体レーザによれば、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅が段階的に広くなるように設定されているため、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できる結果、基本モードにおいて高出力化が可能な半導体レーザを得ることができる。
【００３９】
さらに、本発明の他の半導体レーザによれば、多モード干渉導波路領域が第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域を含み、第１の多モード干渉導波路領域と第２の多モード干渉導波路領域の導波路幅に差異を持たせ、更に第１の多モード干渉導波路領域または第２の多モード干渉導波路領域を出力側に向かって順次導波路幅が大きくしながら複数に分割した構造にしているため、各結合部における影響を更に抑制することができる。この結果、結合部（接続部）に起因する特性の悪化を防止できるようになり、基本モードにおいて高出力化が可能な半導体レーザを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体光アンプの第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示した第１の実施の形態の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明による半導体光アンプの第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明による半導体光アンプの第３の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基本モード導波路領域
２ 第１の多モード導波路領域
３ 第２の多モード導波路領域
４ 第２の基本モード導波路領域
２１ ｎ−ＩｎＰ基板
２２ ｎ−ＩｎＰバッファー層
２３ １．５５組成ＩｎＧａＡｓＰ層
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層
２５ ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層
２６ ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層
２７ ｐ−ＩｎＰ第２クラッド層
２８ ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
３１ メサ形成用マスク
Claims (12)
- 導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、
前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、
前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体光アンプ。 - 前記第１および第２の多モード干渉導波路領域は、１×１マルチモード干渉導波路として構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体光アンプ。
- 前記第２の多モード干渉導波路領域は、その出射端に第２の基本モード導波路領域あるいは擬似的基本モード導波路領域が接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体光アンプ。
- 導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、
前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、前記出射光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、
前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、
前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体光アンプ。 - 前記第１および第２の多モード干渉導波路領域は、１×１マルチモード干渉導波路として構成されていることを特徴とする請求項４記載の半導体光アンプ。
- 前記第２の多モード干渉導波路領域は、その出射端に第２の基本モード導波路領域あるいは擬似的基本モード導波路領域が接続されていることを特徴とする請求項４記載の半導体光アンプ。
- 後端面に全反射コーティングが施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、
前記基本モード導波路領域に接続されると共に導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、
前記第１の多モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続されて多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域を備えることを特徴とする半導体レーザ。 - 前記第１および第２の多モード干渉導波路領域は、１×１マルチモード干渉導波路として構成されていることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ。
- 前記第２の多モード干渉導波路領域は、その出射端に第２の基本モード導波路領域あるいは擬似的基本モード導波路領域が接続されていることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ。
- 後端面に全反射コーティングを施されると共に前端面に低反射コーティング（Antireflection coating ）が施され、導波光に対して基本モードを提供する基本モード導波路領域と、
前記基本モード導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記基本モード導波路領域に接続され、導波光に対して多モードを含むモードを提供する第１の多モード干渉導波路領域と、
前記第１の多モード干渉導波路領域よりも広い導波路幅を有し、前記第１の多モード干渉導波路領域に接続され、多モードを含むモードを提供する第２の多モード干渉導波路領域とを備え、
前記第１の多モード干渉導波路領域または前記第２の多モード干渉導波路領域は、出力側に向かって順次導波路幅を大きくした複数の導波路領域に分割されていることを特徴とする半導体レーザ。 - 前記第１および第２の多モード干渉導波路領域は、１×１マルチモード干渉導波路として構成されていることを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザ。
- 前記第２の多モード干渉導波路領域は、その出射端に第２の基本モード導波路領域あるいは擬似的基本モード導波路領域が接続されていることを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザ。
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