JPH01283894A - 半導体レーザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体レーザに関する。

（ロ）従来の技術 高出力（例えば光出力５０ｍＷ以上）の半導体レーザで
は、非晶質シリコン膜を含む誘電体多層膜が、高反射膜
として共振器面に設けられる（例えば特開昭６０−２３
５４８２号公報参照）。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 ところが、この様なレーザにおいて、経時劣化が認めら
れ、そのぶ因は、レーザ駆動時の発熱やレーザビーム照
射による誘電体多層膜加熱により、非晶質シリコン膜が
酸化及びあるいは窒化され、この結果、非晶質シリコン
膜の屈折率が小さくなり、誘電体多層膜！膜としての反
射率が低下することにあることが判明した。

本発明は、従って、上記経時劣化の改善を図ったもので
ある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、非晶質シリコン膜の如き、酸化性及びあるい
は窒化性を有する膜を含む誘電体多層膜を高反射膜とし
て、共振器面に有する半導体レーザにおいて、前記多層
膜の最終層に、前記高反射膜の作用に実質的に影響を及
ぼさない保護膜を被着したことを特徴とする。

（ホ）作用 誘電体多層膜の最終層は、非晶質シリコン膜で構成きれ
、又最終層が最も外気に曝され易いものであるところ、
本発明によれば、斯る最終層は保護膜で覆われて外気と
遮断きれているため、多層膜の温度が上昇しても、それ
が酸化されたり、窒化されたりすることがない。

（へ）　実施例 本発明の実施例としての半導体レーザを示す第１図を参
照するに、半導体レーザチップ（１）は、その両側端を
夫々第１、第２共振器面（２）（３）とし、上下面に電
極膜（４）（５）を備える。斯るテップ（１〉自体は周
知であり、高出力（例えば光出力５０ｍＷ）以上の発振
が可能であれば、その構造形式を問わないが、例えば、
ＧａＡｓ基板上にＧａＡｌ２Ａｓの狭窄層、第１クラッ
ド層、活性層、第２クラッド層、ＧａＡｓのキャップ層
を順次積層し、インナストライブ型となしたものが適当
である６本実施例におけるレーザチップ（１）のレーザ
発振波長は８３００人である。

第１共振器面（２）には約１５００人厚みのＡ　ｆｆｉ
　、０゜膜（６）が被着されて、主レーザビーム取り出
し窓（７）が形成きれている。この窓はレーザチップ（
１）内からのレーザ光に対し８％の反射率を示す。

第２共振器面（３）には、副レーザビーム取り出し窓（
８）が形成されており、それは誘電体多層膜（９）と保
護膜（１０）とからなる、多層膜（９）は、第２共振器
面（３，）にＡＮｔｏｓ膜（１１）と非晶質シリコン膜
（１２）とを順次に交互積層したもので、最終層には非
晶質シリコン膜が位置する−　Ａ　ｊ！　ｔｏ−膜（λ
：レーザ光発振波長、ｎ：対応の膜の屈折率、Ｎ：を数
）を満たす膜厚１＋、１１を有する。

今の場合、λ−８３００人であり、又ＡｆｔＯｓ及び非
晶質シリコンの各屈折率を夫々１．６５及び３．０とし
て、ｔ　＋　”　１２５６人、ｔ、−６９２人である。

斯る多層膜（９）は、レーザチップ（１）内からのレー
ザ光に対し９０％の反射率を示す。

保護膜（１０）は多層膜（９）の最終層に被着され、同
義）を満たすことが好ましく、その１００人前後の値で
あれば実用的である。この様な関係にある保護膜（１０
）の存在は、多層膜（９）の高反射性に何ら影響を及ば
きない。

保護膜（１０−）は多層膜の最終層である非晶質シリコ
ン膜（１２）を外気より遮断し、この結果、レーザ駆動
時に、多層膜（９）の温度が高くなっても、非晶質シリ
コン膜（１２）の酸化や窒化が防止きれる。

この目的のためには、保護膜（１０）に延長部（１０ａ
）を設け、これにて、多層膜（９）の各積着端面をも完
全に外気より遮断しておくことが更に好ましい。

保護膜り１０〉は、更に好ましくは、熱伝導率が良く、
レーザ光を吸収しない材料で形成されるべきである。こ
の材料としては、ＡＩｉｒｏｍ、ＡＩＮ。

Ｃ，ＳｉＣ等が適当であり、本実施例ではｈＬＯ３が用
いられている。この場合、ｎｗｌ、６５であるから、ｔ
ｓは２５１２人程度に設定きれる。

前記の各膜は、周知のスパッタ法で形成し得るものであ
り、本実施例における形成条件は次の通りである。

以下余白 第２図は、上記実施例のレーザと従来構造のレーザとに
つき経時劣化試験を行った結果を示し、横軸は連続駆動
時間Ｔを示すと共に、縦軸は、副レーザビーム取り出し
窓（８）より放出されるレーザ光（ＳＬ）の光出力ＳＬ
を、初期値を′１．０”として規格化して示すものであ
る。更に、同図中、線（２０〉及び（３０）は夫々本実
施例及び従来例の各試験結果を示すが、従来例のレーザ
の構造は、本実施例において、その保護膜（１０）を除
去しただけのものであり、その他、本実施例と全く同一
である。この試験では、周囲温度５０℃とし、主ビーム
取り出し窓（７）からのレーザ光（Ｍ　Ｌ　＞の出力を
５０ｍＷに一定にすべく駆動電流が調節された。又レー
ザ発振は単一横モードであり、その発振スポット領域は
、水平幅５μｍ程度、垂直幅１μｍ程度であった。

第２図から明らかな如く、保護膜を持たない従来例構造
では、駆動時間経過と共に、副ビーム取り出し窓（８）
からのレーザ光出力（ＳＬ）が増加しており、これは誘
電体多層膜（９）が酸化や窒化により劣化し、その反射
率が低下していることを示４゛。これに対し、本発明実
施例では、その様な劣化が認められない。

尚、通常、副ビーム取り出し窓（８）からのレーデ光は
、Ａ　Ｐ　Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｕｅｒ　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）におけるモニタ光として利用される。即ち
、モニタ光を観測し、その増減に応じて、レーザ駆動電
流を減増することによりレーザ光出力を一定に保持しよ
うとするものである。しかし、上記従来の如く、副ビー
ム取り出し窓（８）の反射率低下によるモニタ光出力の
変動はＡＰＣ精変にとって有害となる。

上記実施例では、非晶質シリコン膜の酸化や窒化を問題
にしたが、誘電体多層膜（８）が、非晶質シリコン膜以
外の酸化性及びあるいは窒化性の膜を含んでいる場合も
、本発明の保護膜は有効に作用することは明らかである
。

（ト）発明の効果 本発明によれば、酸化性及びあるいは窒化性の膜を含む
誘電体多層膜を高反射膜として、共振器面に有する半導
体レーザにおいて、レーザ駆動時に上記多層膜の温度上
昇があっても、多層膜は劣化することなく安定なレーザ
発振を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例レーザの断面図、第２図はレーザ
出力光測定図である。 （２）（３）・・・共振器面、（８）・・・誘電体多層
膜、（１０）・・・保護膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化性及びあるいは窒化性の膜を含む誘電体多層
   膜を高反射膜として、共振器面に有する半導体レーザに
   おいて、前記多層膜の最終層に、前記高反射膜の作用に
   実質的に影響を及ぼさない保護膜を被着したことを特徴
   とする半導体レーザ。