JPH01316987A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01316987A JPH01316987A JP14958988A JP14958988A JPH01316987A JP H01316987 A JPH01316987 A JP H01316987A JP 14958988 A JP14958988 A JP 14958988A JP 14958988 A JP14958988 A JP 14958988A JP H01316987 A JPH01316987 A JP H01316987A
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- 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
-
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- 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
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
- H01S2301/163—Single longitudinal mode
-
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- 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
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-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- 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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
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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１
本発明は面発光型の半導体レーザに関する。
「従来の技術ｊ
ノ、（板面に対して垂直な方向に光を発する半導体レー
ザとして、特開昭８２−４０７９０号公報に記載された
先行技術１、および、昭和８２年度秋期応用物理学会（
１９ｐ−ＺＲ−２，小倉はか）にて発表された先行技術
２が公知である。
ザとして、特開昭８２−４０７９０号公報に記載された
先行技術１、および、昭和８２年度秋期応用物理学会（
１９ｐ−ＺＲ−２，小倉はか）にて発表された先行技術
２が公知である。
先行技術１では、第４図に略示するごとく、基板（結晶
）１の一部に段２が設けられ、その段２の側面に、ｎ型
クラッドＲ３，活性層４．ｐ型りラッド層５などによる
ヘテロ構造が形成されている。
）１の一部に段２が設けられ、その段２の側面に、ｎ型
クラッドＲ３，活性層４．ｐ型りラッド層５などによる
ヘテロ構造が形成されている。
先行技術２では、第５図に略示するごとく、基板（結晶
）Ｂ上における２層７．１層８の接合部間に、バンドギ
ャップの広い結晶とバンドギャップの狭い結晶とが、厚
さ１７４λ（波長）にて交互端層された、かつ、これら
結晶に不純物が拡散されたｐ−ｎ接合による共振器８が
形成されている。
）Ｂ上における２層７．１層８の接合部間に、バンドギ
ャップの広い結晶とバンドギャップの狭い結晶とが、厚
さ１７４λ（波長）にて交互端層された、かつ、これら
結晶に不純物が拡散されたｐ−ｎ接合による共振器８が
形成されている。
かかる先行技術２の場合、共振器９の上部幅Ｗ！と下部
幅−２とがν１くν２どなっている。
幅−２とがν１くν２どなっている。
Ｔ発明が解決しようとする課題ｊ
上述した先行技術ｌの場合、活性層４の膜厚制御が容易
であるが、段２のコーナ部近傍（第４図点線部分）にお
いて、結晶の劣化が生じやすく、しかも、当該コーナ部
近傍において光の散乱が生じるので、閾値電流が高くな
る。
であるが、段２のコーナ部近傍（第４図点線部分）にお
いて、結晶の劣化が生じやすく、しかも、当該コーナ部
近傍において光の散乱が生じるので、閾値電流が高くな
る。
その上、先行技術１は、類キャビティのため共振器のＱ
値が下がり、発振スペクトル幡に広がりが生じる。
値が下がり、発振スペクトル幡に広がりが生じる。
上述した先行技術２の場合、高純度スペクトルが得られ
るが、既述の拡散により光導波路（光を閉じこめる層）
を形成する共振器において、先導波路の厚さを均一にす
るのがむずかしく、その共振器８が１１＜Ｗ２となって
いるので、閾値電流密度が大きくなる。
るが、既述の拡散により光導波路（光を閉じこめる層）
を形成する共振器において、先導波路の厚さを均一にす
るのがむずかしく、その共振器８が１１＜Ｗ２となって
いるので、閾値電流密度が大きくなる。
他にも、先行技術２では、製作プロセスが複雑であり、
上記拡散により光導波路としての屈折率差をつけるので
、ＩｎＰ系半導体レーザへの応用がむずかしい。
上記拡散により光導波路としての屈折率差をつけるので
、ＩｎＰ系半導体レーザへの応用がむずかしい。
本発明は上述した課題に鑑み、閾値電流密度の低減化、
製作プロセスの簡易化、スペクトル純度の向上、ならび
に、 ＩｎＰ系半導体レーザへの応用などがはかれる半
導体レーザを提供しようとするものである。
製作プロセスの簡易化、スペクトル純度の向上、ならび
に、 ＩｎＰ系半導体レーザへの応用などがはかれる半
導体レーザを提供しようとするものである。
１課題を解決するための手段１
本発明に係る半導体レーザは、所期の目的を達成するた
め、基板上に、分布帰還用の半導体多層膜が設けられて
おり、その基板上面と半導体多層膜側面とによる段の側
面に、活性層を含むヘテロ構造が形成されていることを
特徴とする。
め、基板上に、分布帰還用の半導体多層膜が設けられて
おり、その基板上面と半導体多層膜側面とによる段の側
面に、活性層を含むヘテロ構造が形成されていることを
特徴とする。
本発明に係る半導体レーザは、上記の構成において、半
導体多層膜の膜厚方向の中央付近に。
導体多層膜の膜厚方向の中央付近に。
レーザ光の媒質内波長に対して１／４波長となる位相シ
フト膜が形成されていることをも特徴とする。
フト膜が形成されていることをも特徴とする。
さらに、本発明に係る半導体レーザは、上記の構成にお
いて、基板上に、下位の半導体多層膜、上位の半導体多
層膜が、層間距離をおいて相対形成されていることをも
特徴とする。
いて、基板上に、下位の半導体多層膜、上位の半導体多
層膜が、層間距離をおいて相対形成されていることをも
特徴とする。
ｒ実 施 例Ｊ
はじめ、本発明に係る半導体レーザの一実施例を第１図
により説明する。
により説明する。
第１図において、ＩｎＰ系の結晶からなる基板１１には
１分布帰還を生じさせるための半導体多層膜１２が形成
されている。
１分布帰還を生じさせるための半導体多層膜１２が形成
されている。
かかる半導体多層膜１２は、ｎ型１ｎＰ系の結晶からな
る低屈折率膜１３と、ｎ型ＧａＩｎＡｇＰ系の結晶から
なる高屈折率膜１４とを一対として、その対をなす両膜
１３．１４が、λ／４の厚さで多層に形成されたもので
ある。
る低屈折率膜１３と、ｎ型ＧａＩｎＡｇＰ系の結晶から
なる高屈折率膜１４とを一対として、その対をなす両膜
１３．１４が、λ／４の厚さで多層に形成されたもので
ある。
上記基板１１上には、その基板上面（水平面）の一部と
、半導体多層膜１２の一側面（垂直面）とによる段１６
があり、当該基板１１には１段１Ｂを主体にして、活性
層を含むヘテロ構造などが以下のようにして設けられて
いる。
、半導体多層膜１２の一側面（垂直面）とによる段１６
があり、当該基板１１には１段１Ｂを主体にして、活性
層を含むヘテロ構造などが以下のようにして設けられて
いる。
すなわち１段１Ｂの側面から基板１１の上面にわたり、
ＩｎＰ系の結晶からなるｎ型のクラッド層１７゜Ｇａ
１ｎＡｓＰ系の結晶からなる活性層１８、ＩｎＰ系の結
晶からなるｐ型のクラッド層！９が順次形成され、かつ
、これら各層１７．１８．１９による二重へテロ構造の
上面側に、出射面２０が形成されている。
ＩｎＰ系の結晶からなるｎ型のクラッド層１７゜Ｇａ
１ｎＡｓＰ系の結晶からなる活性層１８、ＩｎＰ系の結
晶からなるｐ型のクラッド層！９が順次形成され、かつ
、これら各層１７．１８．１９による二重へテロ構造の
上面側に、出射面２０が形成されている。
さらに、半導体多層膜１２の他側面（垂直面）には、ｎ
型の電極２１が付設されており、ｐ型りラッド層１９の
外側面には、ｐ型の電極２２が付設されている。
型の電極２１が付設されており、ｐ型りラッド層１９の
外側面には、ｐ型の電極２２が付設されている。
なお、第１図の実施例におけるｎ型電極２１は、半導体
多層膜１２の他側面に代え、基板１１の下面に設けられ
てもよい。
多層膜１２の他側面に代え、基板１１の下面に設けられ
てもよい。
第１図に例示した半導体レーザを製造するときは、はじ
め、）ＩＯｃＶＤ法を介してＩｎＰ基板１１上に半導体
多層膜１２を成長させた後、イオンビームエツチング手
段により半導体多層膜１２を一部除去して段１６を形成
し、つぎに、ＭＯＣＶＤ法を介して段１Ｂにｎ型クラッ
ド層１７、活性層１８、ｐ型りラッド層１９を順次成長
させ、その後、イオンビームエツチング手段により二重
へテロ構造の上面に出射面２１を形成し、以下、半導体
多層膜１２の他側面にｎ型電極２１を、ｐ型クラッド層
１３の外側面にｐ型電極２２をそれぞれ付設する。
め、）ＩＯｃＶＤ法を介してＩｎＰ基板１１上に半導体
多層膜１２を成長させた後、イオンビームエツチング手
段により半導体多層膜１２を一部除去して段１６を形成
し、つぎに、ＭＯＣＶＤ法を介して段１Ｂにｎ型クラッ
ド層１７、活性層１８、ｐ型りラッド層１９を順次成長
させ、その後、イオンビームエツチング手段により二重
へテロ構造の上面に出射面２１を形成し、以下、半導体
多層膜１２の他側面にｎ型電極２１を、ｐ型クラッド層
１３の外側面にｐ型電極２２をそれぞれ付設する。
第１図の半導体レーザにおいては、ｎ型、ｐ型の画電極
２１．２２を介して、ｐ型りラッド層１９→活性層１８
→ｎ型クラッド層１７のように、基板面と平行する方向
に電流を流す。
２１．２２を介して、ｐ型りラッド層１９→活性層１８
→ｎ型クラッド層１７のように、基板面と平行する方向
に電流を流す。
このようにすると、段１８の側面にある活性層１８が発
光し、その発光状態が二重へテロ構造により反射かつ増
幅され、かかるレーザ作用により励起された光が出射面
２１から基板面と直交する方向に誘導放出される。
光し、その発光状態が二重へテロ構造により反射かつ増
幅され、かかるレーザ作用により励起された光が出射面
２１から基板面と直交する方向に誘導放出される。
かかる半導体レーザの場合、分布帰還用とした半導体多
層膜１２の側面に、活性層１８を含む二重へテロ構造が
形成されているから１分布帰還型レーザとなり、したが
って、段１６のコーナ部付近における光散乱等に起因し
た特性劣化、ひいては、発振スペクトルの広がりを抑制
して、閾値電流密度を低減することができる。
層膜１２の側面に、活性層１８を含む二重へテロ構造が
形成されているから１分布帰還型レーザとなり、したが
って、段１６のコーナ部付近における光散乱等に起因し
た特性劣化、ひいては、発振スペクトルの広がりを抑制
して、閾値電流密度を低減することができる。
しかも、先導波路を半導体の二重へテロ構造により形成
しているので、均一な光導波路が容易に得られ、 Ｉｎ
Ｐ系半導体レーザへの応用も可能となる。
しているので、均一な光導波路が容易に得られ、 Ｉｎ
Ｐ系半導体レーザへの応用も可能となる。
つぎに、本発明に係る半導体レーザの他実施例を第２図
、第３図により説明する。
、第３図により説明する。
第２図の半導体レーザにおいては、半導体多層膜１２が
、その膜厚方向の中央付近に、レーザ光の媒質内波長に
対して１／４波長となる位相シフト膜１５を有している
。
、その膜厚方向の中央付近に、レーザ光の媒質内波長に
対して１／４波長となる位相シフト膜１５を有している
。
その他に関して、第２図の半導体レーザは前記第１図の
ものと同じである。
ものと同じである。
第２図に例示した半導体レーザの場合、半導体多層膜１
２が上記！／４波長位相シフト膜１５を有するので、そ
の半導体多層膜１２の周期と屈折率とで決まるブラッグ
波長にてレーザ光を発振させることができる。
２が上記！／４波長位相シフト膜１５を有するので、そ
の半導体多層膜１２の周期と屈折率とで決まるブラッグ
波長にてレーザ光を発振させることができる。
すなわち、第２図の半導体レーザは、１／４波長位相シ
フト分布帰還レーザとなる。
フト分布帰還レーザとなる。
第３図の半導体レーザでは、基板１１上において、前記
半導体多層膜１２と同様の構成からなる下位の半導体多
層膜１２Ａ、上位の半導体多層膜１２Ｂが、層間距離を
おいて相対形成されている。
半導体多層膜１２と同様の構成からなる下位の半導体多
層膜１２Ａ、上位の半導体多層膜１２Ｂが、層間距離を
おいて相対形成されている。
その他に関して、第３図の半導体レーザは前記第１図の
ものと同じである。
ものと同じである。
第３図に例示した半導体レーザの場合、下位の半導体多
層膜１２Ａ、上位の半導体多層膜１２Ｂが。
層膜１２Ａ、上位の半導体多層膜１２Ｂが。
それぞれ下部反射器、上部反射器として機能するので、
垂直発振型の分布ブラッグ反射器レーザとなる。
垂直発振型の分布ブラッグ反射器レーザとなる。
上述した本発明の技術は、ＧａＡｓ系半導体材料、半絶
縁性基板など、これら半導体材料に関する技術分野にも
応用できる。
縁性基板など、これら半導体材料に関する技術分野にも
応用できる。
なお、半絶縁性基板の場合、半導体多層膜１２の他側面
にｎ型の電極２１が付設される。
にｎ型の電極２１が付設される。
ｒ発明の効果ｊ
以上説明した通り、本発明に係る半導体レーザは、基板
上に、分布帰還用の半導体多層膜が設けられており、そ
の基板上面と半導体多層膜側面とによる段の側面に、活
性層を含むペテロ構造が形成されているから、閾値電流
密度の低減化、製作プロセスの簡易化、スペクトル純度
の向上、ＩｎＰ系レーザへの応用が実現できる。
上に、分布帰還用の半導体多層膜が設けられており、そ
の基板上面と半導体多層膜側面とによる段の側面に、活
性層を含むペテロ構造が形成されているから、閾値電流
密度の低減化、製作プロセスの簡易化、スペクトル純度
の向上、ＩｎＰ系レーザへの応用が実現できる。
第１図、第２図、第３図は本発明に係る半導体レーザの
各種実施例を示した断面図、第４図、第５図は公知の半
導体レーザな示した要部説明図である。 １１・・・・・・基板 １２・・・・・・半導体多層膜 １２Ａ・・・・半導体多層膜 １２Ｂ・・・・半導体多層膜 １３・・・・・・低屈折率膜 １４・・・・・・高屈折率膜 １５・・・・・・１ハ波長位相シフト膜１６・・・・・
・段 １７・・・・・・ｎ型のクラッド層 １８・・・・・・活性層 １９・・・・・・ｐ型のクラッド層 ２１・・・・・・ｎ型の電極 ２２・・・・・・ｐ型の電極 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄
各種実施例を示した断面図、第４図、第５図は公知の半
導体レーザな示した要部説明図である。 １１・・・・・・基板 １２・・・・・・半導体多層膜 １２Ａ・・・・半導体多層膜 １２Ｂ・・・・半導体多層膜 １３・・・・・・低屈折率膜 １４・・・・・・高屈折率膜 １５・・・・・・１ハ波長位相シフト膜１６・・・・・
・段 １７・・・・・・ｎ型のクラッド層 １８・・・・・・活性層 １９・・・・・・ｐ型のクラッド層 ２１・・・・・・ｎ型の電極 ２２・・・・・・ｐ型の電極 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄
Claims (3)
- （１）基板上に、分布帰還用の半導体多層膜が設けられ
ており、その基板上面と半導体多層膜側面とによる段の
側面に、活性層を含むヘテロ構造が形成されていること
を特徴とする半導体レーザ。 - （２）半導体多層膜の膜厚方向の中央付近に、レーザ光
の媒質内波長に対して１／４波長となる位相シフト膜が
形成されている請求項１に記載の半導体レーザ。 - （３）基板上に、下位の半導体多層膜、上位の半導体多
層膜が、層間距離をおいて相対形成されている請求項１
に記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958988A JPH0638545B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958988A JPH0638545B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316987A true JPH01316987A (ja) | 1989-12-21 |
| JPH0638545B2 JPH0638545B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15478508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14958988A Expired - Fee Related JPH0638545B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638545B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237192A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 面発光レーザ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP14958988A patent/JPH0638545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237192A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 面発光レーザ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638545B2 (ja) | 1994-05-18 |
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