JPH01201981A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH01201981A JPH01201981A JP63026084A JP2608488A JPH01201981A JP H01201981 A JPH01201981 A JP H01201981A JP 63026084 A JP63026084 A JP 63026084A JP 2608488 A JP2608488 A JP 2608488A JP H01201981 A JPH01201981 A JP H01201981A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- laser device
- gaalas
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2201—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure in a specific crystallographic orientation
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体レーザ装置に関するものである。
従来の技術
半導体レーザ装置は、小型でその消費電力が低く、光通
信やコンパクトディスク、レーザビームプリンタ等の光
源として非常に重要なものである。この半導体レーザ装
置を、例えばビデオディスクの光ピツクアップの光源と
して用いる場合、ディスク上に集束されたレーザ光の反
射光が半導体レーザ内に戻らないように光アイソレータ
を用いなくてはならない。半導体レーザ装置に戻り光が
あると、レーザ光の発振縦モードが変動し、しばしばレ
ーザ光の強度雑音が発生するからである。レーザの縦モ
ードの変動はモードポツピングと呼ばれている。アナロ
グ信号を記録しているビデオディスクにおいては、前記
のモートホッピングに伴い発生する雑音の影響が再生ビ
デオ信号に直接およぶために、画質の低下を引き起こす
。半導体レーザ装置が戻り光によりモードホッピングを
起こしやすい理由は、レーザ媒質の利得スペクトル幅が
広（、しかも利得ピーク波長が励起電流、温度および戻
り光によって変化しやすいことにある。また、共振器の
反射率が３０％程度と低（、戻り光があることによって
、半導体レーザ装置の外部に形成される光共振器と容易
に結合し、不安定な外部共振器の影響を受けて、レーザ
の発振状態が不安定となり、これが雑音の原因にもなる
。
信やコンパクトディスク、レーザビームプリンタ等の光
源として非常に重要なものである。この半導体レーザ装
置を、例えばビデオディスクの光ピツクアップの光源と
して用いる場合、ディスク上に集束されたレーザ光の反
射光が半導体レーザ内に戻らないように光アイソレータ
を用いなくてはならない。半導体レーザ装置に戻り光が
あると、レーザ光の発振縦モードが変動し、しばしばレ
ーザ光の強度雑音が発生するからである。レーザの縦モ
ードの変動はモードポツピングと呼ばれている。アナロ
グ信号を記録しているビデオディスクにおいては、前記
のモートホッピングに伴い発生する雑音の影響が再生ビ
デオ信号に直接およぶために、画質の低下を引き起こす
。半導体レーザ装置が戻り光によりモードホッピングを
起こしやすい理由は、レーザ媒質の利得スペクトル幅が
広（、しかも利得ピーク波長が励起電流、温度および戻
り光によって変化しやすいことにある。また、共振器の
反射率が３０％程度と低（、戻り光があることによって
、半導体レーザ装置の外部に形成される光共振器と容易
に結合し、不安定な外部共振器の影響を受けて、レーザ
の発振状態が不安定となり、これが雑音の原因にもなる
。
発明が解決しようとする課題
半導体レーザ装置を低雑音の光源として用いるには、光
アイソレーションを完全に行なう必要があるが、現実的
には困難である。また、光アイソレーションの対策を施
すことは、機器のコスト高にもつながる。従って、半導
体レーザ装置そのものの構造を、戻り光があってもモー
ドホッピングによる雑音が発生しない構造にする必要が
あった。
アイソレーションを完全に行なう必要があるが、現実的
には困難である。また、光アイソレーションの対策を施
すことは、機器のコスト高にもつながる。従って、半導
体レーザ装置そのものの構造を、戻り光があってもモー
ドホッピングによる雑音が発生しない構造にする必要が
あった。
課題を解決するための手段
本発明の半導体レーザ装置は、キャビティー方向に、部
分的に電流が注入されない様に、電流注入領域を不連続
になしたものである。
分的に電流が注入されない様に、電流注入領域を不連続
になしたものである。
作用
この構造によれば、活性領域内で発光強度が不均一とな
り、非注入領域を可飽和吸収体として用いることにより
自励発振（セルフパルセーション）を起こし、縦多モー
ト発振となる。このため、モードホッピング雑音が抑え
られる。さらに多モード発振となることにより、レーザ
光の可干渉性も低下して外部共振器との結合か弱（なり
、外部共振器の不安定性の影響を受けにく（なる。
り、非注入領域を可飽和吸収体として用いることにより
自励発振（セルフパルセーション）を起こし、縦多モー
ト発振となる。このため、モードホッピング雑音が抑え
られる。さらに多モード発振となることにより、レーザ
光の可干渉性も低下して外部共振器との結合か弱（なり
、外部共振器の不安定性の影響を受けにく（なる。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は、その基本構造がＴＲ３型レーザと称される半
導体レーザ装置を示す斜視図であり、電極１．ＧａＡｓ
基板２．第１クラッド層３．活性層４．第２クラッド層
５．キャップ層６．亜鉛拡散領域７および電極８をそな
えた構造である。図示するように、本発明の半導体レー
ザ装置は、亜鉛拡散領域７が、キャビティー方向に不連
続になっている。
導体レーザ装置を示す斜視図であり、電極１．ＧａＡｓ
基板２．第１クラッド層３．活性層４．第２クラッド層
５．キャップ層６．亜鉛拡散領域７および電極８をそな
えた構造である。図示するように、本発明の半導体レー
ザ装置は、亜鉛拡散領域７が、キャビティー方向に不連
続になっている。
ところで、本発明の半導体レーザ装置の基本構造では、
活性層４への光の閉じ込め係数が小さいために、光はク
ラッド層にしみ出す。そして、クラッド層３内にしみ出
した光は、リッジ上では基板に吸収されるために、二つ
のリッジの間の溝部に閉じ込められ、ここで安定な単一
縦モードが得られる。この様な半導体レーザ装置におい
て戻り光によるモートホッピングをなくし、雑音の発生
を抑えるには、半導体レーザ装置を縦多モード発振させ
る必要がある。
活性層４への光の閉じ込め係数が小さいために、光はク
ラッド層にしみ出す。そして、クラッド層３内にしみ出
した光は、リッジ上では基板に吸収されるために、二つ
のリッジの間の溝部に閉じ込められ、ここで安定な単一
縦モードが得られる。この様な半導体レーザ装置におい
て戻り光によるモートホッピングをなくし、雑音の発生
を抑えるには、半導体レーザ装置を縦多モード発振させ
る必要がある。
半導体レーザ装置の縦多モード化の一つの方法として自
励発振（セルフパルセーション）がある。セルフパルセ
ーションを起こした半導体レーザ装置では、その駆動が
直流駆動にもかかわらずパルス状の発振となるため、ス
ペクトル幅の広い独特な縦多モード発振が得られる。本
発明ではこのセルフパルセーションを起こさせるために
、亜鉛拡散領域に不連続な部分を設けて、活性層内の発
光強度分布に不均一性が生じる様にしている。
励発振（セルフパルセーション）がある。セルフパルセ
ーションを起こした半導体レーザ装置では、その駆動が
直流駆動にもかかわらずパルス状の発振となるため、ス
ペクトル幅の広い独特な縦多モード発振が得られる。本
発明ではこのセルフパルセーションを起こさせるために
、亜鉛拡散領域に不連続な部分を設けて、活性層内の発
光強度分布に不均一性が生じる様にしている。
この様な素子を作製するには、まず、方位結晶面（１０
０）のｎ型ＧａＡｓ基板２上に＜０１１＞方向に高さ１
．４μｍ１幅２０μｍの二つの平行なリッジを幅７μｍ
の溝をはさんでエツチングにより形成する。その上に、
液相エピタキシャル法によって第１層目のｎ型ＧａＡｆ
！Ａｓによる第１クラッド層３をリッジ上の平坦部で０
．２μｍになるように形成し、ついで、第２層のノンド
ープＧａＡｅＡｓによる活性層４を同し場所で０．０６
μｍになるように形成し、さらに、第３層として、ｐ型
ＧａＡ（Ａｓによる第２クラッド層５を同じ場所で１．
５μｍの厚さに形成し、続いて第４層のｎ型ＧａＡｓに
よるキャップ層６を同じ場所で１μｍになるように連続
成長させる。
０）のｎ型ＧａＡｓ基板２上に＜０１１＞方向に高さ１
．４μｍ１幅２０μｍの二つの平行なリッジを幅７μｍ
の溝をはさんでエツチングにより形成する。その上に、
液相エピタキシャル法によって第１層目のｎ型ＧａＡｆ
！Ａｓによる第１クラッド層３をリッジ上の平坦部で０
．２μｍになるように形成し、ついで、第２層のノンド
ープＧａＡｅＡｓによる活性層４を同し場所で０．０６
μｍになるように形成し、さらに、第３層として、ｐ型
ＧａＡ（Ａｓによる第２クラッド層５を同じ場所で１．
５μｍの厚さに形成し、続いて第４層のｎ型ＧａＡｓに
よるキャップ層６を同じ場所で１μｍになるように連続
成長させる。
次に第２図で示すように、キャップ層６の上に窒化膜９
によって、中心部分を３μｍだけ残して、幅２μｍのス
トライプ状のマスクを形成した後に、亜鉛を拡散し、亜
鉛拡散領域７を形成する。その後、窒化膜９は除去する
。最後に、電極１および同８を形成することによって、
半導体レーザ装置が完成する。
によって、中心部分を３μｍだけ残して、幅２μｍのス
トライプ状のマスクを形成した後に、亜鉛を拡散し、亜
鉛拡散領域７を形成する。その後、窒化膜９は除去する
。最後に、電極１および同８を形成することによって、
半導体レーザ装置が完成する。
第３図は電流−光出力特性図である。
第４図に本発明実施例の半導体レーザ装置の発振スペク
トルを示す。スペクトルの線幅は広がり、隣接するモー
ドが重なっており、セルフパルセーション発振であるこ
とがわかる。
トルを示す。スペクトルの線幅は広がり、隣接するモー
ドが重なっており、セルフパルセーション発振であるこ
とがわかる。
−６＝
第５図は、相対雑音強度と戻り光量との関係を示す図で
あり、実線で実施例の半導体レーザ装置の特性曲線を示
し、破線て単一モートの従来レーザの特性曲線を示して
いる。図示するところから明らかなように、本発明の半
導体レーザ装置では、セルフパルセーションによって戻
り光の影響を受けず、雑音レベルは極めて低いことがわ
かる。
あり、実線で実施例の半導体レーザ装置の特性曲線を示
し、破線て単一モートの従来レーザの特性曲線を示して
いる。図示するところから明らかなように、本発明の半
導体レーザ装置では、セルフパルセーションによって戻
り光の影響を受けず、雑音レベルは極めて低いことがわ
かる。
発明の効果
以上のように本発明により、セルフパルセーションによ
って雑音レベルを低下させることができ、その実用的効
果は大なるものがある。
って雑音レベルを低下させることができ、その実用的効
果は大なるものがある。
第１図は本発明の実施例半導体レーザ装置の構造斜視図
、第２図は同実施例の製造過程における要部構造斜視図
、第３図は電流−光出力特性図、第４図は発振スペクト
ル分布図、第５図はレーザ光の相対雑音強度を示す特性
図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・ＧａＡｓ基板、３
・・・・・・クラッド層、４・・・・・・活性層、５・
・・・・・クラッド層、６・・・・・・キャップ層、７
・・・・・・亜鉛拡散領域、８・・・・・・電極、９・
・・・・・窒化膜マスク。
、第２図は同実施例の製造過程における要部構造斜視図
、第３図は電流−光出力特性図、第４図は発振スペクト
ル分布図、第５図はレーザ光の相対雑音強度を示す特性
図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・ＧａＡｓ基板、３
・・・・・・クラッド層、４・・・・・・活性層、５・
・・・・・クラッド層、６・・・・・・キャップ層、７
・・・・・・亜鉛拡散領域、８・・・・・・電極、９・
・・・・・窒化膜マスク。
Claims (1)
- 所定形状の溝をはさんで二つの平行な突起部を有する半
導体基板上に第１クラッド層、活性層、第２クラッド層
、および最上層のキャップ層からなる半導体多層膜が形
成され、前記キャップ層および前記第２クラッド層中に
、キャビティー方向にキャップ層と極性の異なるストラ
イプ領域が不連続に形成されたことを特徴とする半導体
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026084A JPH01201981A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026084A JPH01201981A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201981A true JPH01201981A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12183753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026084A Pending JPH01201981A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201981A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0786840A1 (fr) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | France Telecom | Procédé pour la réalisation d'un plan incliné à 45 degrés sur un substrat d'InP et composant optique |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63026084A patent/JPH01201981A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0786840A1 (fr) * | 1996-01-25 | 1997-07-30 | France Telecom | Procédé pour la réalisation d'un plan incliné à 45 degrés sur un substrat d'InP et composant optique |
| FR2744225A1 (fr) * | 1996-01-25 | 1997-08-01 | Menigaux Louis | Procede pour la realisation d'un plan incline a 45 degres sur un composant cristallin 3-5 et composant optique |
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