JPH01313980A - 第２高調波発生装置 - Google Patents
第２高調波発生装置Info
- Publication number
- JPH01313980A JPH01313980A JP14486788A JP14486788A JPH01313980A JP H01313980 A JPH01313980 A JP H01313980A JP 14486788 A JP14486788 A JP 14486788A JP 14486788 A JP14486788 A JP 14486788A JP H01313980 A JPH01313980 A JP H01313980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- semiconductor laser
- region
- diffraction grating
- shg
- 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
Links
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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0604—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising a non-linear region, e.g. generating harmonics of the laser frequency
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
- H01S5/1035—Forward coupled structures [DFC]
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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
本発明は、半導体レーザ光の第２高調波を発生させる装
置に関する。この装置は、例えば光記録媒体の記録や再
生において、また例えば半導体製造プロセス等において
有用である。 〔従来の技術］ 従来より、基本波に対して波長カ月／２（角周波数が２
倍）の波、すなわち第２高調波を発生させる装置として
、例えば第６図（ａ）および（ｂ）に模式的に示すよう
な装置が知られている。この装置は、基本波レーザ光の
波長を変換する為の変換素子６１と基本波発生光源６０
とを有する装置である。なお、第６図（ａ）の変換素子
６１は第６図（ｂ）に示すＢ−Ｂ線の模式的断面図であ
り、第６図（ｂ）は変換素子６１の模式的側面図である
。 この図に示すように、基本波（角周波数：Ｗ、波長：λ
０）を、基本波発生光源６０から変換素子６１の導波路
６２に導入すると、その基本波の一部が導波路６２に対
して斜め下方向の領域６３を伝搬して第２高調波（角周
波数＝２Ｗ、波長：λｏ／２）に変換される。なお、第
２高調波の伝搬領域６３が斜め下方向なのは、この方向
において第２高調波が基本波と位相整合するからである
。 変換素子６１としてＬｉＮｂＯ５結晶を採用し、ＬｘＮ
ｂＯｓ結晶のＬｉ″″をＨｏでイオン交換することによ
り光導波路６２を形成した変換素子が、松下電器産業側
半導体研究センターで開発され、既に発表されている。 上記発表によれば、この変換素子に対して波長０．８４
７Ｌ１１の半導体レーザ光を基本波として導入すると、
波長０．４２μの第２高調波が発生する。 このような第２高調波発生装置を、例えば光ディスクな
どの光記録媒体の記録や再生に使用すれば、レーザ光の
波長を１／２にすることにより、光スポツト面積を１／
４にすることができるので、光記録密度を４倍に向上す
ることができる。また、例えば露光、エツチング、ドー
ピング等の光を利用する半導体製造プロセスなどに使用
する場合もパターン密度を向上□できる。
置に関する。この装置は、例えば光記録媒体の記録や再
生において、また例えば半導体製造プロセス等において
有用である。 〔従来の技術］ 従来より、基本波に対して波長カ月／２（角周波数が２
倍）の波、すなわち第２高調波を発生させる装置として
、例えば第６図（ａ）および（ｂ）に模式的に示すよう
な装置が知られている。この装置は、基本波レーザ光の
波長を変換する為の変換素子６１と基本波発生光源６０
とを有する装置である。なお、第６図（ａ）の変換素子
６１は第６図（ｂ）に示すＢ−Ｂ線の模式的断面図であ
り、第６図（ｂ）は変換素子６１の模式的側面図である
。 この図に示すように、基本波（角周波数：Ｗ、波長：λ
０）を、基本波発生光源６０から変換素子６１の導波路
６２に導入すると、その基本波の一部が導波路６２に対
して斜め下方向の領域６３を伝搬して第２高調波（角周
波数＝２Ｗ、波長：λｏ／２）に変換される。なお、第
２高調波の伝搬領域６３が斜め下方向なのは、この方向
において第２高調波が基本波と位相整合するからである
。 変換素子６１としてＬｉＮｂＯ５結晶を採用し、ＬｘＮ
ｂＯｓ結晶のＬｉ″″をＨｏでイオン交換することによ
り光導波路６２を形成した変換素子が、松下電器産業側
半導体研究センターで開発され、既に発表されている。 上記発表によれば、この変換素子に対して波長０．８４
７Ｌ１１の半導体レーザ光を基本波として導入すると、
波長０．４２μの第２高調波が発生する。 このような第２高調波発生装置を、例えば光ディスクな
どの光記録媒体の記録や再生に使用すれば、レーザ光の
波長を１／２にすることにより、光スポツト面積を１／
４にすることができるので、光記録密度を４倍に向上す
ることができる。また、例えば露光、エツチング、ドー
ピング等の光を利用する半導体製造プロセスなどに使用
する場合もパターン密度を向上□できる。
上述したような従来の第２高調波発生装置には、更なる
小型集積化が要求されている。また更には、変換効率な
どの諸性能が従来の装置より劣ることなく、望ましくは
それら諸性能が向上されたものである小型集積化第２高
調波発生装置が要求されている。 以下、従来例として第２高調波発生装置の性能の一つで
ある変換効率について述べる。通常、変換効率は基本波
の強度に比例して向上するのであるが、先に述べたＬｉ
Ｎｂ０．結晶から成る装置においては、基本波発生光源
６０から出射した光は、いったん外部の空間に出るので
変換素子６１との結合効率が小さくなり、変換素子６１
内の基本波の強度を効率的に強くすることができない。 したがって、その変換効率は２．５％程度と低い。 本発明の目的は、変換効率などの諸性能が十分であり、
且つ小型集積化された第２高調波発生装置装置を提供す
ることにある。 ［課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、ｍ−ｖ族化合物半導体結晶から成る半導体レ
ーザ層の上に、■−■族化合物半導体結晶から成る第２
高調波発生領域を載設した素子を有し、且つ前記半導体
レーザ内において該半導体レーザの活性層からの基本波
レーザ光が到達する位置に回折格子を有し、前記第２高
調波発生領域内において前記半導体レーザ内の回折格子
により回折されたレーザ光が到達する位置に回折格子を
有することを特徴とする第２高調波発生装置である。 つまり、本発明の装置は１、基本波発生光源と変換素子
とが一体化され、モノリシックなデバイスとして小型集
積化された素子を有する装置である。 以下、本発明の装置が有する小型集積化された素子につ
いて、詳細に説明する。 本発明の装置における半導体レーザは、■−■族化合物
半導体結晶から成るものであり、例えばＡｌＧａＡｓ系
半導体、Ｇａ１ｎＡｓ系半導体、ＧａＡｓＳｂ系半導体
、Ｇａ１ｎＡｓＰ系半導体などを挙げることができる。 これらの■−ｖ族化合物半導体レーザの第２高調波は、
ＴＶ−Ｖｌ族化合物（ｐｂ系）の第２高調波と比較して
、波長が短いので、先に述べたような光記録媒体の記録
や再生、半導体製造プロセスなどに使用するに適したも
のである。 本発明の装置における第２高調波発生領域（以下、ＳＨ
Ｇ領域と称す）は、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体結晶から
成るものであり、例えばＺｎ５ｅＳ系結晶、Ｚｎ５ｅＴ
ｅ系結晶、Ｃｄ）１ｇＴｅ系結晶などを挙げることがで
きる。ＳＨＧ領域として■−■族化合物を採用するので
、例えばＡ Ｉ ＧａＡｓ系半導体レーザ上にエピタキ
シャル成長さることができ、ＳＨＧ領域を容易に一体化
形成することができるｍ ＬｔＮｂＯｓ系結晶ではこの
ような事はできない。 更に、半導体レーザからの基本波が外部の空間を通らず
にＳＨＧ領域と結合するので、基本波の強度を強くする
ことができ、高い変換効率が得られる。 本発明の装置において、半導体レーザから発生した基本
波をＳＨＧ領域に導入し光結合させるには、半導体レー
ザ内の、該半導体レーザの活性層からの基本波レーザ光
が到達する位置の回折格子と、ＳＨＧ領域内に、半導体
レーザ内の回折格子により回折されたレーザ光が到達す
る位置の回折格子とにより行う。 つまり、半導体レーザ内の回折格子によって、半導体レ
ーザから発生した基本波をＳＨＧ領域の方向に回折させ
て導入し、その導入した基本波をＳＨＧ領域内の回折格
子によって回折させて有効に第２高調波に変換できる。 なお、ここでいう「回折格子」とは、屈折率の異なる二
層が積層されており、その眉間の界面が規則的な凹凸面
状に形成されている場合のその界面などである。 この回折格子の凹凸のピッチや回折角などについては、
後述する実施例１において説明する。 また、本発明の装置が有する素子においては、第２高調
波と基本波とが共存するのであるが、第２高調波を選択
的に素子から出射させる必要が有る場合には、例えば、
半導体レーザから発振する基本波レーザ光を反射し、か
つ該基本波レーザ光の第２高調波を透過する端面を本発
明の装置に設ければ良い。 本発明の装置は、少なくとも以上説明したような構成の
素子を有することを特徴とする第２高調波発生装置であ
り、更に必要に応じて、例えば半導体レーザの順方向に
電圧を印加する手段など、適宜、種々の構成要素が付加
される。
小型集積化が要求されている。また更には、変換効率な
どの諸性能が従来の装置より劣ることなく、望ましくは
それら諸性能が向上されたものである小型集積化第２高
調波発生装置が要求されている。 以下、従来例として第２高調波発生装置の性能の一つで
ある変換効率について述べる。通常、変換効率は基本波
の強度に比例して向上するのであるが、先に述べたＬｉ
Ｎｂ０．結晶から成る装置においては、基本波発生光源
６０から出射した光は、いったん外部の空間に出るので
変換素子６１との結合効率が小さくなり、変換素子６１
内の基本波の強度を効率的に強くすることができない。 したがって、その変換効率は２．５％程度と低い。 本発明の目的は、変換効率などの諸性能が十分であり、
且つ小型集積化された第２高調波発生装置装置を提供す
ることにある。 ［課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、ｍ−ｖ族化合物半導体結晶から成る半導体レ
ーザ層の上に、■−■族化合物半導体結晶から成る第２
高調波発生領域を載設した素子を有し、且つ前記半導体
レーザ内において該半導体レーザの活性層からの基本波
レーザ光が到達する位置に回折格子を有し、前記第２高
調波発生領域内において前記半導体レーザ内の回折格子
により回折されたレーザ光が到達する位置に回折格子を
有することを特徴とする第２高調波発生装置である。 つまり、本発明の装置は１、基本波発生光源と変換素子
とが一体化され、モノリシックなデバイスとして小型集
積化された素子を有する装置である。 以下、本発明の装置が有する小型集積化された素子につ
いて、詳細に説明する。 本発明の装置における半導体レーザは、■−■族化合物
半導体結晶から成るものであり、例えばＡｌＧａＡｓ系
半導体、Ｇａ１ｎＡｓ系半導体、ＧａＡｓＳｂ系半導体
、Ｇａ１ｎＡｓＰ系半導体などを挙げることができる。 これらの■−ｖ族化合物半導体レーザの第２高調波は、
ＴＶ−Ｖｌ族化合物（ｐｂ系）の第２高調波と比較して
、波長が短いので、先に述べたような光記録媒体の記録
や再生、半導体製造プロセスなどに使用するに適したも
のである。 本発明の装置における第２高調波発生領域（以下、ＳＨ
Ｇ領域と称す）は、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体結晶から
成るものであり、例えばＺｎ５ｅＳ系結晶、Ｚｎ５ｅＴ
ｅ系結晶、Ｃｄ）１ｇＴｅ系結晶などを挙げることがで
きる。ＳＨＧ領域として■−■族化合物を採用するので
、例えばＡ Ｉ ＧａＡｓ系半導体レーザ上にエピタキ
シャル成長さることができ、ＳＨＧ領域を容易に一体化
形成することができるｍ ＬｔＮｂＯｓ系結晶ではこの
ような事はできない。 更に、半導体レーザからの基本波が外部の空間を通らず
にＳＨＧ領域と結合するので、基本波の強度を強くする
ことができ、高い変換効率が得られる。 本発明の装置において、半導体レーザから発生した基本
波をＳＨＧ領域に導入し光結合させるには、半導体レー
ザ内の、該半導体レーザの活性層からの基本波レーザ光
が到達する位置の回折格子と、ＳＨＧ領域内に、半導体
レーザ内の回折格子により回折されたレーザ光が到達す
る位置の回折格子とにより行う。 つまり、半導体レーザ内の回折格子によって、半導体レ
ーザから発生した基本波をＳＨＧ領域の方向に回折させ
て導入し、その導入した基本波をＳＨＧ領域内の回折格
子によって回折させて有効に第２高調波に変換できる。 なお、ここでいう「回折格子」とは、屈折率の異なる二
層が積層されており、その眉間の界面が規則的な凹凸面
状に形成されている場合のその界面などである。 この回折格子の凹凸のピッチや回折角などについては、
後述する実施例１において説明する。 また、本発明の装置が有する素子においては、第２高調
波と基本波とが共存するのであるが、第２高調波を選択
的に素子から出射させる必要が有る場合には、例えば、
半導体レーザから発振する基本波レーザ光を反射し、か
つ該基本波レーザ光の第２高調波を透過する端面を本発
明の装置に設ければ良い。 本発明の装置は、少なくとも以上説明したような構成の
素子を有することを特徴とする第２高調波発生装置であ
り、更に必要に応じて、例えば半導体レーザの順方向に
電圧を印加する手段など、適宜、種々の構成要素が付加
される。
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明の装置における素
子の一実施例を示す図であり、第１図（ａ）は第１図（
ｂ）に示したＡ−Ａ線の断面図、第１図（ｂ）は共振面
に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、ｐ”−ＧａＡｓ基板２５の上にＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（Ｉ）が形成され、
更にその上にＺｅＳｅＳ系ＳＨＧ領域（ＩＩ ）をＭＢ
Ｅ法によりエピタキシャル成長で形成された素子である
。 更に、この半導体レーザ（１）の内部には回折格子Ｇ
（Ｉ）が形成されており、ＳＨＧ領域（ＩＩ）の内部に
は回折格子Ｇ（ＩＩ）が形成されている。また、この素
子に順方向（積層膜に対する垂直方向）の電圧を印加す
る為に、Ａｕから成るｐ型電極２６が基板２５の下側に
形成されており、Ａｕから成るｎ型電極！ｌが、電流注
入窓を構成する５ｉｓＮ＜やＳｉＯ□等の絶縁層１２を
介して、ＳＨＧ領域（ＩＩ）の上に形成されいる。 以下、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）およびＳＨＧ領域
（ＩＩ ）の構成について、更に詳細に説明する。 ＱａＡｓ／ ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（Ｉ）の構成
は、厚さ０．ｔｕのｐ−ＧａＡｓ活性層２２が、ｐ−Ａ
ｌｏ、 ａ Ｇａｏ、 ｓＡｓ ｐ−クラッド層２３と
ｎ−Ａｌｏ、ｔ Ｇａｏ、ａ Ａｓ ｎ−クラッド層１
９および２１ではさまれたダブルへテロ構造から成り、
ｎ−Ａｌｅ、 ４ Ｇａｏ、 ８ Ａｓ暦２０とｎ−ク
ラッド層１９との間には、回折格子Ｇ （Ｉ）が形成さ
れた構成を含む。また、電流を狭窄する目的でｉ−ＡＩ
ｏ、２ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ層１８をロークラッド層１９
の成膜後エツチングして再成長させて埋込んである。ま
た、基板２５とｐ−クラッドｌ１ｆ２３との間にはｐ”
−ＧａＡｓバッファ層２４が形成されている。 以下、回折格子Ｇ（１）のピッチについて説明する。 本実施例においては、半導体レーザ（Ｉ）とＳＨＧ領域
（ｉｒ ）が、それぞれの導波路が平行になるように接
合しており、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ（ＩＩ）もそれ
と平行であるので、回折格子Ｇ（Ｉ）のピッチΔ（Ｉ）
は、下記式（１）により定めることができる。 Δ（Ｉ）−Ｊ２・ （λＯ／２π） ・・・・・・（
１）℃：次数、すなわち１以上の整数 なお、℃≧２であることが必要である。また、本実施例
においては、β＝３の場合のピッチを採用した。βを小
さくすると結合効率は良くなるのであるが、βが大きい
方が回折格子の形成が容易なので、β＝３程度が最も適
当と思われる。 本実施例においては、活性層２２から発振する基本波レ
ーザ光が、λ６ ＝ ９００ｎｍ、π＝ ３．３８５な
ので、前記式（１）に従い、ピッチΔ（Ｉ ） ＝ ３
９９ｎｍとなる。 Ｚｎ５ｅＳ系ＳＨＧ領域（ＩＩ）の構成は、Ｇａドープ
のｎ−Ｚｎ５ｅのＳＨＧ層１４および１６の両層の間に
、ｎ−Ｚｎ５ｅｏ、 ｅ Ｓｏ、 ｒ層１５が形成され
ており、層１５と層１６との界面が回折格子Ｇ（ＩＩ）
として形成されている。すなわち、その回折格子Ｇ（Ｉ
Ｉ）の形成は、Ｇａドープの＋ｒＺｎＳｅ層の中央付近
にｎ−Ｚｎ５ｅａ、 ｅ Ｓｏ、 ｒを加えることによ
り行なわれたものである。 また、５ＨＧＩｉｉ１４および１６が導波路となるよう
に、つまりＳＨＧ層１４および１６の内部に光が閉じ込
められるように、５ＨＧＪｉｆ１４および１６は、ｎｏ
−Ｚｎ５ｅｏ、 ９ Ｓｏ、 ｒ層１３および１７では
さまれている。また、５ＨＧＪｉ１３および１７は、オ
ーミックコンタクトを良好にする目的で、キャリア濃度
が高くされている。 回折格子Ｇ（ＩＩ）の格子ピッチは、半導体レーザ内の
回折格子Ｇ （１）からの回折光が回折格子Ｇ（ＩＩ）
に入射結合できるように、前記式（１）に従い、且つ回
折格子Ｇ （Ｉ）と同次数ＣＩ）にして設定する０本実
施例の場合には、！＝３である。 ！＝３、λ、） ＝ ９００ｎｍ、π＝ ２．４８５と
して前記式（１）からピッチを求めると、ピッチΔ（Ｉ
Ｉ）＝５４３ｎｍとなる。 また、本実施例の素子の後側端面（ｂ）は、例えばＴｉ
Ｏ２や５ｉＯａ等の誘電体多層膜でコーティングされて
おり、基本波と第２高調波の双方に対する反射率は９０
％以上である。また、前側端面（ａ）は誘電体多層膜の
構成を変えてコーティングされており、基本波に対する
反射率は９０％以上であるが、第２高調波に対してはｌ
Ｏ％程度と低い。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。 次に、本実施例の装置において、第２高調波が発生する
過程の例を説明する。 まず、第１図（ｂ）に示すように、素子の順方向に電流
を注入する。つまり、キャリアをｎ形電極１１およびｐ
形電極２６から注入する。なお、ｎ形電極１１からのキ
ャリアは、電流注入窓（すなわち絶縁層１２が形成され
ていない部分）から、まずＳＨＧ領域（ＩＩ）に注入さ
れ、ＳＨＧ領域（ＩＩ）がｎ形である故に、そのキャリ
アは半導体レーザ（Ｉ）に注入されることになる。 すると基本波レーザ光（波長λ６ ＝ ９００ｎｍ、レ
ーザ内における有効屈折率π＝３．３８５ ）が、第１
図（ａ）に示すようなモードｗ（Ｉ）の光強度分布で発
振する。 モードｗ（１）に示されるように、その発振した基本波
レーザ光は、回折格子Ｇ（Ｉ）部分にも十分に存在して
おり、その部分の基本波レーザ光は図中のｃ、 ｄ、
ｅ、 ｆの方向に回折される。その各々の回折角（回折
光が回折格子面の法線と成す角）は下記式（２）により
算出できる。 ｓｉｎθ＝（２ｍ／ｊり −１・・・・・・（２）θ：
回折角 ｍ：０．１．２または３ ｆ２：前記式（１）における次数 本実施例においてはβ＝３なので、上記式（２）は、次
式（３）になる。 ｓｉｎθ＝（２ｍ／３）−１・・・・・・（３）θ：回
折角 ｍ：Ｏｌｌ、２または３ したがって、上記式（３）より、回折角θは、各／ｒ
Ｏ” 、７０．５＠、 １０９．５°、 １８０” と
なルコトが分かる。 この４種の回折光のうち、回折角が７０．５°および１
０９．５°の回折光（ｅおよびｆ方向）は、ＳＨＧ領域
（ＩＩ）に入り、回折格子Ｇ（ＩＩ）に入射結合する。 回折格子Ｇ（ＩＩ）に入射した基本波回折光は、図中の
ｇ、ｈ、ｉ、ｊの方向に回折される。なお、先に述べた
ように、回折格子Ｇ（ＩＩ）は、回折格子Ｇ（Ｉ）と同
次数＜ｔ＝ｓ）なので、前記式（３）から、回折角は、
各々Ｏ” 、７０．５”、 １０９．５”、１８０°と
なることが分かる。 この４種の回折光のうち、回折角がＯｏおよび１８０°
の回折光（ｊおよびｇ方向）は、５ＨＧＮ１４および１
６に留まるので、第１図（ａ）示すモードｗ（ＩＩ）の
光強度分布の基本波レーザ光が存在することになる。こ
のモードｗ（ＩＩ）の基本波の一部は、５ＨＧＩＪ１４
および１６における２次の非線形効果によって、第１図
（ａ）示すようなモード２ｗ（ＩＩ）の光強度分布の第
２次高調波に変換される。 この第２高調波は、ＳＨＧ領域を伝搬中に位相整合し、
前側端面（ａ）から出射する。なお、先に述べたように
、前側端面（ａ）は、第２高調波に対する反射率はｌＯ
％程度と低いが、基本波に対する反射率は９０％以上な
ので、モードｗ（Ｉ）およびモードｗ（ＩＩ）の基本波
はほとんど出射しない。 以上説明したように、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ（ＩＩ
）によって、半導体レーザ（Ｉ）とＳＨＧ領域（ＩＩ）
とが光結合されることとなる。 なお、半導体レーザ（１）内において、ＡｌＧａＡｓの
非線形性により、基本波レーザ光の一部は第２高調波に
変換されるが、その多くは半導体レーザ（Ｉ）内で吸収
されてしまう、また、吸収されなかった一部の第２高調
波については、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ （ＩＩ）が
６次（７１＝６）の回折格子として作用するので、基本
波と共にＳＨＧ領域（ＩＩ）へ入射結合され、前側端面
（ａ）から出射される。 実施例２ 第２図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、ＳＨＧ領域（ＩＴ）をリッジ形状に
した以外は、実施例１の装置とほぼ同様の構成を有する
素子である。 ＳＨＧ領域（ＩＩ）をリッジ形状にすることにより、第
２高調波の横方向の閉じ込めが良好になり、また、それ
故に実施例１における電流を狭窄する為のｉ−Ａｌｏ、
ｘ Ｇａｏ、 ａ ＡｓＮ１３が必要ないので、その
層１８を有さない。 また、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）については、リッ
ジ下部の等低屈折率を大きくしであるので、その発振光
は、等側屈折率差によってリッジ下部に閉じ込められる
。つまり、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）は、屈折率導
波型の効率の良いレーザである。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例１と
同様に良好に第２高調波を発生でき、且つ第２高調波の
横方向の閉じ込めが良好な屈折率導波型素子を有する第
２高調波発生装置である。 実施例３ 第３図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、絶縁層１２により構成される電流注
入窓が、リッジの上面ではなく、リッジの低部両側にお
よび！に形成された以外は、実施例２の装置とほぼ同様
の構成を有する装置である。 また、オーミックコンタクトを良好に保つ目的で、低い
抵抗のｎ”−ＧａＡｓキャップ層２７も新たに設けられ
ている。 本実施例においては、電気抵抗の高いＩｆ−■族化合物
半導体結晶から成るＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流が直接流
れることが無い、したがって、例えばレーザ駆動時にＳ
ＨＧ領域（ＩＩ ）に直接電流を流すと、ＳＨＧ領域（
ＩＩ）が数十ボルトの高電圧になってしまうという事が
無くなる。 更に、本実施例においては、ＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流
を直接流さないので、ＳＨＧ領域（ＩＩ）を構成するＩ
Ｉ−Ｖｌｌ族環導体結晶対する不純物ドープの必要が無
く、レーザ駆動電圧を低減でき、またＳＨＧ領域（ＩＩ
）のエネルギーギャップの低下による高調波の吸収も減
少する。更には、ＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流を直接流す
場合には、ＳＨＧ領域（ＩＩ）がｎ形なので基板２６は
ｐ形にする必要が生じるが、本実施例においては、ｐ形
およびｎ形の両方の基板が使用可能である。 また更に、本実施例においては、リッジの低部両側にお
よびｌから電流を注入するので、半導体レーザ（１）か
ら発振される基本波レーザ光の横モードの安定性に優れ
る。それは、以下の理由による。 ・ つまり、通常の半導体レーザにおいては、キャリア濃度
が増加した部分は、その濃度に比例して屈折率が低下す
るというプラズマ効果が生じる。 したがって、例えばリッジ上部から電流を注入するとキ
ャリア分布（利得分布）のピーク付近の屈折率は低下し
、その低下の分だけレーザ光が横方向に漏れてしまう、
しかしながら、本実施例においては、リッジの低部両側
におよびｌから電流を注入するので、活性Ｎ２２におけ
るキャリア分布は、ブロードなガウシアン状または双峰
状になる。そして、ｋおよび１の下側はプラズマ効果に
より等偏屈折率が低下する。本実施例の素子は、実施例
２と同様にリッジ下部の等偏屈折率を大きくしであるの
で、キャリアはリッジ下部に閉じ込められるが、ｋおよ
び！の下側の等偏屈折率が低下することにより、等偏屈
折率の差が更に大きくなり、その閉じ込めがより良好に
行なわれるのである。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例２と
同様に良好に第２高調波を発生でき、且つ上述したよう
な利点を示す素〜子を有する第２高調波発生装置である
。 実施例４ 第４図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、半導体レーザ（Ｉ）を横方向注入型
（ＴＪＳ）構造にした以外は実施例３とほぼ同様の構成
の素子である。 以下、本実施例の素子の半導体レーザ（Ｉ）部分の構造
を、詳細に説明する。 半導体レーザ（Ｉ）においては、絶縁性１−ＧａＡｓ基
板３０の上にｎ形のＡｌＧａＡｓ形半導体結晶がエピタ
キシャル成長され、活性層２８はダブルへテロ構造であ
る。ｎ形ＡｌＧａＡｓを成膜後、Ｚｎの拡散により低濃
度Ｚｎ拡散領域（ｐ）と高濃度Ｚｎ拡散領域（ｏ）を作
り、ｎ−ＧａＡｓ活性層２８において横方向にｐ−ｐ”
−ｎのホモ接合を形成し、再結合領域となっている。キ
ャリアはｐ側電極２６とｎ側電極１１を通して半導体レ
ーザ（Ｉ）中に注入される。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例２と
同様に良好に第２高調波を発生でき、更には、絶縁性基
板を用いるために集積化に向いているというＴＪＳ構造
に起因する利点を示す。 以上、本発明の実施例１〜４を説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。 例えば、実施例１〜４においては、ＳＨＧ領域は、Ｚｎ
５ｅのダブルへテロ構造を採っているが、超格子構造、
例えばＺｎ５ｅ ５０ Ａ／ Ｚｎ５ｅｏ、 ＊ Ｓｏ
、 ＋５ＯＡの多周期構造などであってもよい。 また例えば、実施例１〜４におけるＳＨＧ領域の回折格
子Ｇ（ＩＩ）のピッチは一定としたが、第５図に示すよ
うに、第２高調波が位相整合するように、格子ピッチの
一部を変更して設定すれば、端面から垂直に高調波を出
射させることができる。 以下、第２次高調波が位相整合するような、格子ピッチ
の変更設定について説明する。 実施例１〜４においては、半導体レーザの側の回折格子
ピッチΔ１とＳＨＧ側の回折格子ピッチ△２とは、基本
波の波長λ。と有効屈折率πに基づき、前記式（１）に
より算出されている。 したがって、第２次高調波を位相整合させるには、前記
式（１）からそのまま算出はできない。なぜならば、５
）（Ｇ領域（ＩＩ）で発生する第２高調波は、波長がλ
ｏ／２であるので、当然、有効屈折率も基本波のそれと
は異なるからである。 すなわち、第２高調波の位相整合の為の格子ピッチΔ３
は次式（４）により定めることができる。 Δ３ ＝β′ ・ （λｏ ／ ２ ） ／ ２π′
・・・・・・（４）λ０；真空中での基本波レーザ光
の波長π’：ＳＨＧ領域における第２高調波の有効屈折
率 β′＝１以上の整数 したがって、例えば第５図に示すように、回折格子Ｇ（
ＩＩ）の一部（ピッチΔ２の部分）でレーザ光の光結合
を行ない、また一部（ピッチ△３の部分）で高調波の位
相整合を行なえばよい。 実施例１〜４においては、基本波レーザ光の波長はλ６
＝ ９００ｎｍであり、第２高調波の有効屈折率下′
は２．６０である。したがって、前記式（４）は、Δ３
＝８６．５４１２′となる。ピッチΔ３をピッチΔ２と
近似の値（＝ ５４３ｎｍ）にするには、ｃ′＝６とす
ればよく、その場合Δ３ ＝ ５１９ｎｍとなる。 （発明の効果〕 以上説明したように、本発明の第２高調波発生装置装置
は、基本波発生光源と変換素子とが一体化され、モノリ
シックなデバイスとして小型集積化された素子を有する
高集積化された装置であり、かつ変換効率などの諸性能
も十分である。
子の一実施例を示す図であり、第１図（ａ）は第１図（
ｂ）に示したＡ−Ａ線の断面図、第１図（ｂ）は共振面
に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、ｐ”−ＧａＡｓ基板２５の上にＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（Ｉ）が形成され、
更にその上にＺｅＳｅＳ系ＳＨＧ領域（ＩＩ ）をＭＢ
Ｅ法によりエピタキシャル成長で形成された素子である
。 更に、この半導体レーザ（１）の内部には回折格子Ｇ
（Ｉ）が形成されており、ＳＨＧ領域（ＩＩ）の内部に
は回折格子Ｇ（ＩＩ）が形成されている。また、この素
子に順方向（積層膜に対する垂直方向）の電圧を印加す
る為に、Ａｕから成るｐ型電極２６が基板２５の下側に
形成されており、Ａｕから成るｎ型電極！ｌが、電流注
入窓を構成する５ｉｓＮ＜やＳｉＯ□等の絶縁層１２を
介して、ＳＨＧ領域（ＩＩ）の上に形成されいる。 以下、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）およびＳＨＧ領域
（ＩＩ ）の構成について、更に詳細に説明する。 ＱａＡｓ／ ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（Ｉ）の構成
は、厚さ０．ｔｕのｐ−ＧａＡｓ活性層２２が、ｐ−Ａ
ｌｏ、 ａ Ｇａｏ、 ｓＡｓ ｐ−クラッド層２３と
ｎ−Ａｌｏ、ｔ Ｇａｏ、ａ Ａｓ ｎ−クラッド層１
９および２１ではさまれたダブルへテロ構造から成り、
ｎ−Ａｌｅ、 ４ Ｇａｏ、 ８ Ａｓ暦２０とｎ−ク
ラッド層１９との間には、回折格子Ｇ （Ｉ）が形成さ
れた構成を含む。また、電流を狭窄する目的でｉ−ＡＩ
ｏ、２ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ層１８をロークラッド層１９
の成膜後エツチングして再成長させて埋込んである。ま
た、基板２５とｐ−クラッドｌ１ｆ２３との間にはｐ”
−ＧａＡｓバッファ層２４が形成されている。 以下、回折格子Ｇ（１）のピッチについて説明する。 本実施例においては、半導体レーザ（Ｉ）とＳＨＧ領域
（ｉｒ ）が、それぞれの導波路が平行になるように接
合しており、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ（ＩＩ）もそれ
と平行であるので、回折格子Ｇ（Ｉ）のピッチΔ（Ｉ）
は、下記式（１）により定めることができる。 Δ（Ｉ）−Ｊ２・ （λＯ／２π） ・・・・・・（
１）℃：次数、すなわち１以上の整数 なお、℃≧２であることが必要である。また、本実施例
においては、β＝３の場合のピッチを採用した。βを小
さくすると結合効率は良くなるのであるが、βが大きい
方が回折格子の形成が容易なので、β＝３程度が最も適
当と思われる。 本実施例においては、活性層２２から発振する基本波レ
ーザ光が、λ６ ＝ ９００ｎｍ、π＝ ３．３８５な
ので、前記式（１）に従い、ピッチΔ（Ｉ ） ＝ ３
９９ｎｍとなる。 Ｚｎ５ｅＳ系ＳＨＧ領域（ＩＩ）の構成は、Ｇａドープ
のｎ−Ｚｎ５ｅのＳＨＧ層１４および１６の両層の間に
、ｎ−Ｚｎ５ｅｏ、 ｅ Ｓｏ、 ｒ層１５が形成され
ており、層１５と層１６との界面が回折格子Ｇ（ＩＩ）
として形成されている。すなわち、その回折格子Ｇ（Ｉ
Ｉ）の形成は、Ｇａドープの＋ｒＺｎＳｅ層の中央付近
にｎ−Ｚｎ５ｅａ、 ｅ Ｓｏ、 ｒを加えることによ
り行なわれたものである。 また、５ＨＧＩｉｉ１４および１６が導波路となるよう
に、つまりＳＨＧ層１４および１６の内部に光が閉じ込
められるように、５ＨＧＪｉｆ１４および１６は、ｎｏ
−Ｚｎ５ｅｏ、 ９ Ｓｏ、 ｒ層１３および１７では
さまれている。また、５ＨＧＪｉ１３および１７は、オ
ーミックコンタクトを良好にする目的で、キャリア濃度
が高くされている。 回折格子Ｇ（ＩＩ）の格子ピッチは、半導体レーザ内の
回折格子Ｇ （１）からの回折光が回折格子Ｇ（ＩＩ）
に入射結合できるように、前記式（１）に従い、且つ回
折格子Ｇ （Ｉ）と同次数ＣＩ）にして設定する０本実
施例の場合には、！＝３である。 ！＝３、λ、） ＝ ９００ｎｍ、π＝ ２．４８５と
して前記式（１）からピッチを求めると、ピッチΔ（Ｉ
Ｉ）＝５４３ｎｍとなる。 また、本実施例の素子の後側端面（ｂ）は、例えばＴｉ
Ｏ２や５ｉＯａ等の誘電体多層膜でコーティングされて
おり、基本波と第２高調波の双方に対する反射率は９０
％以上である。また、前側端面（ａ）は誘電体多層膜の
構成を変えてコーティングされており、基本波に対する
反射率は９０％以上であるが、第２高調波に対してはｌ
Ｏ％程度と低い。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。 次に、本実施例の装置において、第２高調波が発生する
過程の例を説明する。 まず、第１図（ｂ）に示すように、素子の順方向に電流
を注入する。つまり、キャリアをｎ形電極１１およびｐ
形電極２６から注入する。なお、ｎ形電極１１からのキ
ャリアは、電流注入窓（すなわち絶縁層１２が形成され
ていない部分）から、まずＳＨＧ領域（ＩＩ）に注入さ
れ、ＳＨＧ領域（ＩＩ）がｎ形である故に、そのキャリ
アは半導体レーザ（Ｉ）に注入されることになる。 すると基本波レーザ光（波長λ６ ＝ ９００ｎｍ、レ
ーザ内における有効屈折率π＝３．３８５ ）が、第１
図（ａ）に示すようなモードｗ（Ｉ）の光強度分布で発
振する。 モードｗ（１）に示されるように、その発振した基本波
レーザ光は、回折格子Ｇ（Ｉ）部分にも十分に存在して
おり、その部分の基本波レーザ光は図中のｃ、 ｄ、
ｅ、 ｆの方向に回折される。その各々の回折角（回折
光が回折格子面の法線と成す角）は下記式（２）により
算出できる。 ｓｉｎθ＝（２ｍ／ｊり −１・・・・・・（２）θ：
回折角 ｍ：０．１．２または３ ｆ２：前記式（１）における次数 本実施例においてはβ＝３なので、上記式（２）は、次
式（３）になる。 ｓｉｎθ＝（２ｍ／３）−１・・・・・・（３）θ：回
折角 ｍ：Ｏｌｌ、２または３ したがって、上記式（３）より、回折角θは、各／ｒ
Ｏ” 、７０．５＠、 １０９．５°、 １８０” と
なルコトが分かる。 この４種の回折光のうち、回折角が７０．５°および１
０９．５°の回折光（ｅおよびｆ方向）は、ＳＨＧ領域
（ＩＩ）に入り、回折格子Ｇ（ＩＩ）に入射結合する。 回折格子Ｇ（ＩＩ）に入射した基本波回折光は、図中の
ｇ、ｈ、ｉ、ｊの方向に回折される。なお、先に述べた
ように、回折格子Ｇ（ＩＩ）は、回折格子Ｇ（Ｉ）と同
次数＜ｔ＝ｓ）なので、前記式（３）から、回折角は、
各々Ｏ” 、７０．５”、 １０９．５”、１８０°と
なることが分かる。 この４種の回折光のうち、回折角がＯｏおよび１８０°
の回折光（ｊおよびｇ方向）は、５ＨＧＮ１４および１
６に留まるので、第１図（ａ）示すモードｗ（ＩＩ）の
光強度分布の基本波レーザ光が存在することになる。こ
のモードｗ（ＩＩ）の基本波の一部は、５ＨＧＩＪ１４
および１６における２次の非線形効果によって、第１図
（ａ）示すようなモード２ｗ（ＩＩ）の光強度分布の第
２次高調波に変換される。 この第２高調波は、ＳＨＧ領域を伝搬中に位相整合し、
前側端面（ａ）から出射する。なお、先に述べたように
、前側端面（ａ）は、第２高調波に対する反射率はｌＯ
％程度と低いが、基本波に対する反射率は９０％以上な
ので、モードｗ（Ｉ）およびモードｗ（ＩＩ）の基本波
はほとんど出射しない。 以上説明したように、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ（ＩＩ
）によって、半導体レーザ（Ｉ）とＳＨＧ領域（ＩＩ）
とが光結合されることとなる。 なお、半導体レーザ（１）内において、ＡｌＧａＡｓの
非線形性により、基本波レーザ光の一部は第２高調波に
変換されるが、その多くは半導体レーザ（Ｉ）内で吸収
されてしまう、また、吸収されなかった一部の第２高調
波については、回折格子Ｇ（Ｉ）およびＧ （ＩＩ）が
６次（７１＝６）の回折格子として作用するので、基本
波と共にＳＨＧ領域（ＩＩ）へ入射結合され、前側端面
（ａ）から出射される。 実施例２ 第２図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、ＳＨＧ領域（ＩＴ）をリッジ形状に
した以外は、実施例１の装置とほぼ同様の構成を有する
素子である。 ＳＨＧ領域（ＩＩ）をリッジ形状にすることにより、第
２高調波の横方向の閉じ込めが良好になり、また、それ
故に実施例１における電流を狭窄する為のｉ−Ａｌｏ、
ｘ Ｇａｏ、 ａ ＡｓＮ１３が必要ないので、その
層１８を有さない。 また、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）については、リッ
ジ下部の等低屈折率を大きくしであるので、その発振光
は、等側屈折率差によってリッジ下部に閉じ込められる
。つまり、本実施例の半導体レーザ（Ｉ）は、屈折率導
波型の効率の良いレーザである。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例１と
同様に良好に第２高調波を発生でき、且つ第２高調波の
横方向の閉じ込めが良好な屈折率導波型素子を有する第
２高調波発生装置である。 実施例３ 第３図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、絶縁層１２により構成される電流注
入窓が、リッジの上面ではなく、リッジの低部両側にお
よび！に形成された以外は、実施例２の装置とほぼ同様
の構成を有する装置である。 また、オーミックコンタクトを良好に保つ目的で、低い
抵抗のｎ”−ＧａＡｓキャップ層２７も新たに設けられ
ている。 本実施例においては、電気抵抗の高いＩｆ−■族化合物
半導体結晶から成るＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流が直接流
れることが無い、したがって、例えばレーザ駆動時にＳ
ＨＧ領域（ＩＩ ）に直接電流を流すと、ＳＨＧ領域（
ＩＩ）が数十ボルトの高電圧になってしまうという事が
無くなる。 更に、本実施例においては、ＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流
を直接流さないので、ＳＨＧ領域（ＩＩ）を構成するＩ
Ｉ−Ｖｌｌ族環導体結晶対する不純物ドープの必要が無
く、レーザ駆動電圧を低減でき、またＳＨＧ領域（ＩＩ
）のエネルギーギャップの低下による高調波の吸収も減
少する。更には、ＳＨＧ領域（ＩＩ）に電流を直接流す
場合には、ＳＨＧ領域（ＩＩ）がｎ形なので基板２６は
ｐ形にする必要が生じるが、本実施例においては、ｐ形
およびｎ形の両方の基板が使用可能である。 また更に、本実施例においては、リッジの低部両側にお
よびｌから電流を注入するので、半導体レーザ（１）か
ら発振される基本波レーザ光の横モードの安定性に優れ
る。それは、以下の理由による。 ・ つまり、通常の半導体レーザにおいては、キャリア濃度
が増加した部分は、その濃度に比例して屈折率が低下す
るというプラズマ効果が生じる。 したがって、例えばリッジ上部から電流を注入するとキ
ャリア分布（利得分布）のピーク付近の屈折率は低下し
、その低下の分だけレーザ光が横方向に漏れてしまう、
しかしながら、本実施例においては、リッジの低部両側
におよびｌから電流を注入するので、活性Ｎ２２におけ
るキャリア分布は、ブロードなガウシアン状または双峰
状になる。そして、ｋおよび１の下側はプラズマ効果に
より等偏屈折率が低下する。本実施例の素子は、実施例
２と同様にリッジ下部の等偏屈折率を大きくしであるの
で、キャリアはリッジ下部に閉じ込められるが、ｋおよ
び！の下側の等偏屈折率が低下することにより、等偏屈
折率の差が更に大きくなり、その閉じ込めがより良好に
行なわれるのである。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例２と
同様に良好に第２高調波を発生でき、且つ上述したよう
な利点を示す素〜子を有する第２高調波発生装置である
。 実施例４ 第４図は、本発明の装置における素子の他の実施例を示
し、共振面に平行な方向の断面図である。 本実施例の素子は、半導体レーザ（Ｉ）を横方向注入型
（ＴＪＳ）構造にした以外は実施例３とほぼ同様の構成
の素子である。 以下、本実施例の素子の半導体レーザ（Ｉ）部分の構造
を、詳細に説明する。 半導体レーザ（Ｉ）においては、絶縁性１−ＧａＡｓ基
板３０の上にｎ形のＡｌＧａＡｓ形半導体結晶がエピタ
キシャル成長され、活性層２８はダブルへテロ構造であ
る。ｎ形ＡｌＧａＡｓを成膜後、Ｚｎの拡散により低濃
度Ｚｎ拡散領域（ｐ）と高濃度Ｚｎ拡散領域（ｏ）を作
り、ｎ−ＧａＡｓ活性層２８において横方向にｐ−ｐ”
−ｎのホモ接合を形成し、再結合領域となっている。キ
ャリアはｐ側電極２６とｎ側電極１１を通して半導体レ
ーザ（Ｉ）中に注入される。 本実施例の装置は、以上説明したような構成の素子を有
する第２高調波発生装置である。すなわち、実施例２と
同様に良好に第２高調波を発生でき、更には、絶縁性基
板を用いるために集積化に向いているというＴＪＳ構造
に起因する利点を示す。 以上、本発明の実施例１〜４を説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。 例えば、実施例１〜４においては、ＳＨＧ領域は、Ｚｎ
５ｅのダブルへテロ構造を採っているが、超格子構造、
例えばＺｎ５ｅ ５０ Ａ／ Ｚｎ５ｅｏ、 ＊ Ｓｏ
、 ＋５ＯＡの多周期構造などであってもよい。 また例えば、実施例１〜４におけるＳＨＧ領域の回折格
子Ｇ（ＩＩ）のピッチは一定としたが、第５図に示すよ
うに、第２高調波が位相整合するように、格子ピッチの
一部を変更して設定すれば、端面から垂直に高調波を出
射させることができる。 以下、第２次高調波が位相整合するような、格子ピッチ
の変更設定について説明する。 実施例１〜４においては、半導体レーザの側の回折格子
ピッチΔ１とＳＨＧ側の回折格子ピッチ△２とは、基本
波の波長λ。と有効屈折率πに基づき、前記式（１）に
より算出されている。 したがって、第２次高調波を位相整合させるには、前記
式（１）からそのまま算出はできない。なぜならば、５
）（Ｇ領域（ＩＩ）で発生する第２高調波は、波長がλ
ｏ／２であるので、当然、有効屈折率も基本波のそれと
は異なるからである。 すなわち、第２高調波の位相整合の為の格子ピッチΔ３
は次式（４）により定めることができる。 Δ３ ＝β′ ・ （λｏ ／ ２ ） ／ ２π′
・・・・・・（４）λ０；真空中での基本波レーザ光
の波長π’：ＳＨＧ領域における第２高調波の有効屈折
率 β′＝１以上の整数 したがって、例えば第５図に示すように、回折格子Ｇ（
ＩＩ）の一部（ピッチΔ２の部分）でレーザ光の光結合
を行ない、また一部（ピッチ△３の部分）で高調波の位
相整合を行なえばよい。 実施例１〜４においては、基本波レーザ光の波長はλ６
＝ ９００ｎｍであり、第２高調波の有効屈折率下′
は２．６０である。したがって、前記式（４）は、Δ３
＝８６．５４１２′となる。ピッチΔ３をピッチΔ２と
近似の値（＝ ５４３ｎｍ）にするには、ｃ′＝６とす
ればよく、その場合Δ３ ＝ ５１９ｎｍとなる。 （発明の効果〕 以上説明したように、本発明の第２高調波発生装置装置
は、基本波発生光源と変換素子とが一体化され、モノリ
シックなデバイスとして小型集積化された素子を有する
高集積化された装置であり、かつ変換効率などの諸性能
も十分である。
第１図（ａ）および（ｂ）は、実施例１の素子を示す断
面図、 第２図〜第４図は、各々実施例２〜４の素子を示す断面
図、 第５図は、本発明の素子の回折格子の態様を示す模式図 第６図（ａ）および（ｂ）は、従来の第２高調波発生装
置の一例を示す模式図である。 １１．２７・・・ｎ形電極 １２・・・・・・絶縁
層１３、１７ ・＝ｎ”−ＺｎＳｅｏ、 ｅ Ｓｏ、
ｒ層１４、１６ ・Ｓ ＨＧＮ ｎ−Ｚｎ５ｅ１５・＝
−ｎ−Ｚｎ５ｅｏ、 ＊ Ｓｏ、 ｒ層１８＝−ｉ−
Ａｌａ、ｚ Ｇａｏ、ａ Ａｓ層１９．２１・・・ｎ−
クラッド層 ２０−− ｎ−Ａｌｏ、 ４ Ｇａｏ、 ｓ Ａｓ層２
１− ＋＋ｊｌ−Ａｌｏ、 ａ Ｇａｏ、 ｓ Ａｓｆ
ｆ１Ｆ２２、２８・・・活性層 ２３・・・・・
・ｐ−クラッド層２４・・・・・・バッファ層 ２
５，３θ・・・基板２６・・・・・・ｐ型電捲２８・・
・・・・活性層２９・・・・・・クラッド層 Ｇ （Ｉ）、 Ｇ （ＩＩ）・・・回折格子（ａ）・・
・前側端面 （ｂ）・・・後側端面６０・・・・
・・基本波発生光源 ６１・・・・・・変換素子６２・
・・・・・導波路 ６３・・・・・・第２高調波伝搬領域 特許出願人 キャノン株式会社
面図、 第２図〜第４図は、各々実施例２〜４の素子を示す断面
図、 第５図は、本発明の素子の回折格子の態様を示す模式図 第６図（ａ）および（ｂ）は、従来の第２高調波発生装
置の一例を示す模式図である。 １１．２７・・・ｎ形電極 １２・・・・・・絶縁
層１３、１７ ・＝ｎ”−ＺｎＳｅｏ、 ｅ Ｓｏ、
ｒ層１４、１６ ・Ｓ ＨＧＮ ｎ−Ｚｎ５ｅ１５・＝
−ｎ−Ｚｎ５ｅｏ、 ＊ Ｓｏ、 ｒ層１８＝−ｉ−
Ａｌａ、ｚ Ｇａｏ、ａ Ａｓ層１９．２１・・・ｎ−
クラッド層 ２０−− ｎ−Ａｌｏ、 ４ Ｇａｏ、 ｓ Ａｓ層２
１− ＋＋ｊｌ−Ａｌｏ、 ａ Ｇａｏ、 ｓ Ａｓｆ
ｆ１Ｆ２２、２８・・・活性層 ２３・・・・・
・ｐ−クラッド層２４・・・・・・バッファ層 ２
５，３θ・・・基板２６・・・・・・ｐ型電捲２８・・
・・・・活性層２９・・・・・・クラッド層 Ｇ （Ｉ）、 Ｇ （ＩＩ）・・・回折格子（ａ）・・
・前側端面 （ｂ）・・・後側端面６０・・・・
・・基本波発生光源 ６１・・・・・・変換素子６２・
・・・・・導波路 ６３・・・・・・第２高調波伝搬領域 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (3)
- （１）III−Ｖ族化合物半導体結晶から成る半導体レー
ザ層の上に、II−VI族化合物半導体結晶から成る第２高
調波発生領域を載設した素子を有し、且つ前記半導体レ
ーザ内において該半導体レーザの活性層からの基本波レ
ーザ光が到達する位置に回折格子を有し、前記第２高調
波発生領域内において前記半導体レーザ内の回折格子に
より回折されたレーザ光が到達する位置に回折格子を有
することを特徴とする第２高調波発生装置。 - （２）前記素子が、半導体レーザから発振する基本波レ
ーザ光を反射し、かつ該基本波レーザ光の第２高調波を
透過する端面を有する請求項１記載の第２高調波発生装
置。 - （３）前記半導体レーザの順方向に電圧を印加する手段
を有する請求項１または２記載の第２高調波発生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14486788A JPH01313980A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 第２高調波発生装置 |
| US07/288,457 US4930132A (en) | 1987-12-28 | 1988-12-22 | Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate |
| DE88121690T DE3884366T2 (de) | 1987-12-28 | 1988-12-27 | Vorrichtung zur Erzeugung der zweiten Harmonischen, wobei sich die aktive Schicht und die Schicht zur Erzeugung der zweiten Harmonischen auf demselben Substrat befinden. |
| EP88121690A EP0322847B1 (en) | 1987-12-28 | 1988-12-27 | Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14486788A JPH01313980A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 第２高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01313980A true JPH01313980A (ja) | 1989-12-19 |
Family
ID=15372240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14486788A Pending JPH01313980A (ja) | 1987-12-28 | 1988-06-14 | 第２高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01313980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012195395A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Fujitsu Ltd | ハイブリッド光デバイス |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52125286A (en) * | 1976-04-14 | 1977-10-20 | Nec Corp | Radiating device for bluelight |
| JPS5535628A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-12 | Hitachi Ltd | Vacuum cleaner |
| JPS6214124A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換器 |
| JPS6286881A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光出力装置 |
| JPS6315234A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP14486788A patent/JPH01313980A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52125286A (en) * | 1976-04-14 | 1977-10-20 | Nec Corp | Radiating device for bluelight |
| JPS5535628A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-12 | Hitachi Ltd | Vacuum cleaner |
| JPS6214124A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光波長変換器 |
| JPS6286881A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光出力装置 |
| JPS6315234A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012195395A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Fujitsu Ltd | ハイブリッド光デバイス |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7457340B2 (en) | High coherent power, two-dimensional surface-emitting semiconductor diode array laser | |
| US4257011A (en) | Semiconductor laser device | |
| US4930132A (en) | Second harmonic wave generating device having active layer and second harmonic wave generating layer on same substrate | |
| US6885686B2 (en) | High coherent power, two-dimensional surface-emitting semiconductor diode array laser | |
| US4896328A (en) | Ridge waveguide-type semiconductor laser having a current recombination layer and an optical waveguide layer | |
| US5303255A (en) | Distributed feedback semiconductor laser device and a method of producing the same | |
| US20020136255A1 (en) | Semiconductor laser, optical element provided with the same and optical pickup provided with the optical element | |
| JP2723045B2 (ja) | フレア構造半導体レーザ | |
| JP2004165383A (ja) | 半導体レーザ装置、第２高調波発生装置及び光ピックアップ装置 | |
| JPH0431195B2 (ja) | ||
| JPH0716079B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH01313980A (ja) | 第２高調波発生装置 | |
| JPH08181390A (ja) | 短波長光源 | |
| KR100576299B1 (ko) | 반도체 레이저 및 광통신용 소자 | |
| JPS6114787A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
| JP3710313B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH11307874A (ja) | 光アイソレータ、分布帰還型レーザ及び光集積素子 | |
| JPH08316566A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2004087980A (ja) | 端面発光型半導体レーザ、電子機器、端面発光型半導体レーザの制御方法及び端面発光型半導体レーザの製造方法 | |
| JP2633384B2 (ja) | 光波長変換装置 | |
| JPH0271573A (ja) | 分布帰還型半導体アレーレーザ | |
| JP5724489B2 (ja) | ハイブリッド光デバイス | |
| JPS58199586A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH0548198A (ja) | 半導体光第２高調波発光素子 | |
| JPH10223970A (ja) | 半導体レーザ |