JPH02214181A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH02214181A JPH02214181A JP3436689A JP3436689A JPH02214181A JP H02214181 A JPH02214181 A JP H02214181A JP 3436689 A JP3436689 A JP 3436689A JP 3436689 A JP3436689 A JP 3436689A JP H02214181 A JPH02214181 A JP H02214181A
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- semiconductor laser
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- optical waveguide
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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］
この発明は半導体レーザ装置に係り特に高出力でかつ基
本モード発振を得る構造に関するものである。
本モード発振を得る構造に関するものである。
〔従来の技術１
第７図は半導体レーザ装置を示す図で、第７図（ａ）は
構造を示す斜視図、第７図（ｂ）は従来の半導体レーザ
装置の光導波路（活性層）を示す図、第７図（ｃ）は屈
折率分布図である。図において、１はＮ形Ｇａ Ａｓ基
板、２は第１のクラッド層であるＮ形社ｎ、４８ Ｇａ
ｎ、ｓａ Ａｓ、３は活性層であるＡＩｏ、１２ Ｑ
１００８１１ Ａｓ、４は第２のクラッド層であるＰ形
紅口、４１ＳＱ８０．１１５Ａｊｌ、５はリッジ領域、
６は埋め込み層である８形ＧａＡｓ７はコンタクト層で
あるＰ形Ｇａ Ａｓ、８はＭｉｌｌｉ９はＰ電極、１０
は屈折率ｆ１１を有する光導波路、１１は光導波路（１
０）を囲む屈折率υｚ（＜ｎｘ）を有する低屈折率域、
１２は共振器端面、Ｗは光導波路（１０）の横幅である
。
構造を示す斜視図、第７図（ｂ）は従来の半導体レーザ
装置の光導波路（活性層）を示す図、第７図（ｃ）は屈
折率分布図である。図において、１はＮ形Ｇａ Ａｓ基
板、２は第１のクラッド層であるＮ形社ｎ、４８ Ｇａ
ｎ、ｓａ Ａｓ、３は活性層であるＡＩｏ、１２ Ｑ
１００８１１ Ａｓ、４は第２のクラッド層であるＰ形
紅口、４１ＳＱ８０．１１５Ａｊｌ、５はリッジ領域、
６は埋め込み層である８形ＧａＡｓ７はコンタクト層で
あるＰ形Ｇａ Ａｓ、８はＭｉｌｌｉ９はＰ電極、１０
は屈折率ｆ１１を有する光導波路、１１は光導波路（１
０）を囲む屈折率υｚ（＜ｎｘ）を有する低屈折率域、
１２は共振器端面、Ｗは光導波路（１０）の横幅である
。
次に動作について説明する。Ｐ［極（９）、Ｎ［極（８
）より注入された正孔と電子は埋め込み層（６）が電流
狭搾効果を有するので、効率良く光導波路（１０）に集
中され、再結合し、利得を持ち電流を増やすことＫより
、利得が損失より大きくなった時に、レーザ発振が得ら
れる。
）より注入された正孔と電子は埋め込み層（６）が電流
狭搾効果を有するので、効率良く光導波路（１０）に集
中され、再結合し、利得を持ち電流を増やすことＫより
、利得が損失より大きくなった時に、レーザ発振が得ら
れる。
ところでこの得られるレーザ光の出力は電流を増すと大
きくなるが、光密度が端面（１２）の光学的損傷（ＣＯ
Ｄ）レベＡ／ＩＣ達する値で制限される。
きくなるが、光密度が端面（１２）の光学的損傷（ＣＯ
Ｄ）レベＡ／ＩＣ達する値で制限される。
従って、高出力を得るＫは一般に光密度を下げるために
光導波路（１０）の幅Ｗを拡げるという方法が採用され
ていたう 〔発明が解決しようとする課題１ 従来の半導体レーザ装置は第７図（ｂ）に示すように一
定の幅Ｗを有する光導波路を持つので、高出力を得るた
めに、前述した様にＷを拡げた場合、Ｗがｒ３１１！ｌ
Ｉ２できまる所定の値を越えると、高次モードが励起さ
れるという問題点があった。
光導波路（１０）の幅Ｗを拡げるという方法が採用され
ていたう 〔発明が解決しようとする課題１ 従来の半導体レーザ装置は第７図（ｂ）に示すように一
定の幅Ｗを有する光導波路を持つので、高出力を得るた
めに、前述した様にＷを拡げた場合、Ｗがｒ３１１！ｌ
Ｉ２できまる所定の値を越えると、高次モードが励起さ
れるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高出力でかつ基本モード発振できる半導体レ
ーザ装置を得ることを目的とする。
たもので、高出力でかつ基本モード発振できる半導体レ
ーザ装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段１
この発明に係る半導体レーザ装置は高次モードを放射す
る角度を有する折れ曲がり型の光導波領域を備えたもの
である。
る角度を有する折れ曲がり型の光導波領域を備えたもの
である。
［作用１
この発明における半導体レーザ装置は高次モードを放射
する角度を有する折れ曲がり型の光導波領域を備えた構
造により広いストライプ領域から基本モード発振するレ
ーザ光を得ることができる。
する角度を有する折れ曲がり型の光導波領域を備えた構
造により広いストライプ領域から基本モード発振するレ
ーザ光を得ることができる。
（’１７！施例Ｉ
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置の
光導波路を示す図で、図において、２１ａ２１ｂはスト
ライブ幅がＷ、屈折率が岨の平行な光導波路領域であり
、高次モードが許容されている。２３はテーバの角度が
θｐ、テーバの長さがり。
光導波路を示す図で、図において、２１ａ２１ｂはスト
ライブ幅がＷ、屈折率が岨の平行な光導波路領域であり
、高次モードが許容されている。２３はテーバの角度が
θｐ、テーバの長さがり。
段差がｄ、屈折率が！１１の折れ曲り光導波路領域であ
る。２４は屈折率がｒ２の低屈折率領域である。
る。２４は屈折率がｒ２の低屈折率領域である。
第２図はスラブ導波路における導波モードと放射モード
の概念を示す図である。ここで臨界角θＣは次（１）式
で表わされる。
の概念を示す図である。ここで臨界角θＣは次（１）式
で表わされる。
θｃ＝ｓｆロー”（ｎｚ／ｎｓ） −
・（１）この角度θＣより小さい角度で入射する光線は
放射モードに、大きい角度で入射する光線のうち光導波
路領域２１ａ、 ２１ｂと低屈折率領域２４間の境界条
件を考慮したマックスウェルの方程式を満たすものが導
波モードとなる。これらのうち入射角の大きいものから
０次モード（基本モード）、１次モード、２次モードと
なる。
・（１）この角度θＣより小さい角度で入射する光線は
放射モードに、大きい角度で入射する光線のうち光導波
路領域２１ａ、 ２１ｂと低屈折率領域２４間の境界条
件を考慮したマックスウェルの方程式を満たすものが導
波モードとなる。これらのうち入射角の大きいものから
０次モード（基本モード）、１次モード、２次モードと
なる。
第３図は折れ曲り光導波路領域に前記の導波モードが達
した時の概念図である。テーバの角度θｐを適当に調整
することによって基本モードのみ伝搬させ、高次モード
を放射させることが可能である。
した時の概念図である。テーバの角度θｐを適当に調整
することによって基本モードのみ伝搬させ、高次モード
を放射させることが可能である。
第４図は折れ曲シ光導波路領域で２回反射し九導波モー
ドの概念図である。折れ曲り光導波路領域で２回反射す
ることにより、導波モードは折れ曲り領域に入る前の入
射角に戻る。
ドの概念図である。折れ曲り光導波路領域で２回反射す
ることにより、導波モードは折れ曲り領域に入る前の入
射角に戻る。
この第２図〜第４図の概念を半導体レーザ装置に適用し
た実施例が第１図に示す光４１１ｆ路を有する半導体レ
ーザ装置である。
た実施例が第１図に示す光４１１ｆ路を有する半導体レ
ーザ装置である。
以下動作について説明する。基本モードの入射角をα０
（＝９０−θＯ）、１次モードの入射角をαｌ（＝９０
″−θＩ）とする。折れ曲り領域で１回以上反射する必
要があるため Ｌ ＜ Ｗ ／ （ｔａｎθｐ＋ｔａｎαｌ）
−２を満足する必要があろう一方、折れ曲
り領域で反射される基本モードは２回反射されるために
は。
（＝９０−θＯ）、１次モードの入射角をαｌ（＝９０
″−θＩ）とする。折れ曲り領域で１回以上反射する必
要があるため Ｌ ＜ Ｗ ／ （ｔａｎθｐ＋ｔａｎαｌ）
−２を満足する必要があろう一方、折れ曲
り領域で反射される基本モードは２回反射されるために
は。
段差ｄは
ｄ ＝ Ｗ ｃｏｔ（２θｐ十αＧ）
・（３）を満足する必要がある。
・（３）を満足する必要がある。
なお、光導波路のずれを８とすれば
ａ ＝ Ｌ ｔａｎθｐ ・（
４）で与えられる。
４）で与えられる。
例えば−例として、Ｗ ＝ ６μｍ 、 ｆ］ｌ ＝３
．４６０ 、 ｎ２＝３．４４５とした時、θｃ＝８４
．６６３°、αｏ＝０．９８５°１０１＝１．９６７°
（Ｉα２＝２．９３９’ンとなる、従ってテーパ角θｐ
は ３．３７０° くθｐ＜４．３５２°
・・・（５）に選べば良い
。θｐ＝３．５°に選ぶと、Ｌ＝６２．８ μｍ ｄ＝４２．８ μｍ ａ＝３．８ μの となる。
．４６０ 、 ｎ２＝３．４４５とした時、θｃ＝８４
．６６３°、αｏ＝０．９８５°１０１＝１．９６７°
（Ｉα２＝２．９３９’ンとなる、従ってテーパ角θｐ
は ３．３７０° くθｐ＜４．３５２°
・・・（５）に選べば良い
。θｐ＝３．５°に選ぶと、Ｌ＝６２．８ μｍ ｄ＝４２．８ μｍ ａ＝３．８ μの となる。
以上のように上記実施例では適切な角度θｐを有する折
れ曲り領域を光導波路に設けたので、基本モードで発振
する半導体レーザ装置を得ることができる。
れ曲り領域を光導波路に設けたので、基本モードで発振
する半導体レーザ装置を得ることができる。
第５図はこの発明の他の実施例を示す光導波路の図で、
図において、２３ａ、 ２３ｂは第１１第２の折れ曲り
領域に対応するもので、少なくともいずれか一方の折れ
曲り領域で高次モードは放射される条件に設定する。ま
た、θｐｉ、θｐ２とも基本モードが放射されない角度
に設定する 第６図は奇数次モードが励起されにくい構造を有する半
導体レーザ装置の構造を示す斜視図で、図中、 １５は
リッジ領域（５）の中央に設けられたＰ形不純物拡散領
域、１６はＮ形ＧａＡａ層である。この半導体レーザ装
置ではＰ形不純物拡散領域（１５）を経て正孔が注入さ
れるので、光導波路の中央が利得が高くなり、奇数次モ
ードは励起され蝿くなる。
図において、２３ａ、 ２３ｂは第１１第２の折れ曲り
領域に対応するもので、少なくともいずれか一方の折れ
曲り領域で高次モードは放射される条件に設定する。ま
た、θｐｉ、θｐ２とも基本モードが放射されない角度
に設定する 第６図は奇数次モードが励起されにくい構造を有する半
導体レーザ装置の構造を示す斜視図で、図中、 １５は
リッジ領域（５）の中央に設けられたＰ形不純物拡散領
域、１６はＮ形ＧａＡａ層である。この半導体レーザ装
置ではＰ形不純物拡散領域（１５）を経て正孔が注入さ
れるので、光導波路の中央が利得が高くなり、奇数次モ
ードは励起され蝿くなる。
従って、このよりなレーザ構造を選ぶ場合には高次モー
ドは２次から考えて良く、α２＝２．９３９°であるか
ら、２．３９８°〈θｐ ＜ ４．３５２°となる。
ドは２次から考えて良く、α２＝２．９３９°であるか
ら、２．３９８°〈θｐ ＜ ４．３５２°となる。
従ってθｐ ＝ ３．０°に選ぶことで、Ｌ ＝ ５７
．８μｍｄ＝３８．１μ口ａ ＝ ３．０μ印に設定で
きる。
．８μｍｄ＝３８．１μ口ａ ＝ ３．０μ印に設定で
きる。
なお、上記実施例ではレーザ構造としてリッジ構造を選
んだ場合を示したが、この構造に限定されるものでない
。
んだ場合を示したが、この構造に限定されるものでない
。
〔発明の効果１
以上のようにこの発明によれば、基本モード以外の高次
モードを放射するテーバ角度を有する折れ白妙型の光導
波路構造としたので、高出力でかつ基本モードで発振す
る半導体レーザ装置が得られるという効果がある。
モードを放射するテーバ角度を有する折れ白妙型の光導
波路構造としたので、高出力でかつ基本モードで発振す
る半導体レーザ装置が得られるという効果がある。
第１図はこの発明の実施例による半導体レーザ装置の光
導波路を示す図、第２図はスラブ光導波路における導波
モードと放射モードの概念を示す図、第３図は折れ曲り
（光導波路）領域中の導波モードの振幅を示す図、第４
図は折れ曲り（光導波路）領域中で２回反射した導波モ
ードの概念図、第５図はこの発明の他の実施例による半
導体レーザ装置の光導波路を示す図、第６図は奇数次モ
ードが励起し難い半導体レーザ装置の構造を示す斜視図
、第７図（ａ）は従来のリッジ構造を有する半導体レー
ザ装置の構造を示す斜視図、第７図（ｂ）は第７図（８
）の光導波路を示す図、第７図（ｃ）は第７図伽）の光
導波路の屈折率分布図である。 図中、１５はＰ形不縄物拡散領域、２１ａ、 ２１ｂ、
２２はＷの幅を有する平行光導波路領域、２３．２３
ａ 。 ２３ｂは折れ曲り光導波路領域、２４は低屈折率領域、
θｐは折れ曲り領域のテーバの角度、Ｌは折れ曲り領域
のテーバの長さ、ｄは折れ曲り領域の左右の段差を示す
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図
導波路を示す図、第２図はスラブ光導波路における導波
モードと放射モードの概念を示す図、第３図は折れ曲り
（光導波路）領域中の導波モードの振幅を示す図、第４
図は折れ曲り（光導波路）領域中で２回反射した導波モ
ードの概念図、第５図はこの発明の他の実施例による半
導体レーザ装置の光導波路を示す図、第６図は奇数次モ
ードが励起し難い半導体レーザ装置の構造を示す斜視図
、第７図（ａ）は従来のリッジ構造を有する半導体レー
ザ装置の構造を示す斜視図、第７図（ｂ）は第７図（８
）の光導波路を示す図、第７図（ｃ）は第７図伽）の光
導波路の屈折率分布図である。 図中、１５はＰ形不縄物拡散領域、２１ａ、 ２１ｂ、
２２はＷの幅を有する平行光導波路領域、２３．２３
ａ 。 ２３ｂは折れ曲り光導波路領域、２４は低屈折率領域、
θｐは折れ曲り領域のテーバの角度、Ｌは折れ曲り領域
のテーバの長さ、ｄは折れ曲り領域の左右の段差を示す
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図
Claims (1)
- 少なくとも２つの端面を有する半導体レーザ装置におい
て、少なくとも１ケ所に基本モード以外の高次モードを
放射する角度を有し、かつこの領域の入出力前後で基本
モードの端面への入射角が変化のない折れ曲り光導波路
領域を備え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 |
|---|---|---|---|
| JP3436689A JPH02214181A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3436689A JPH02214181A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02214181A true JPH02214181A (ja) | 1990-08-27 |
Family
ID=12412170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3436689A Pending JPH02214181A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02214181A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001339A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| WO2006013935A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| WO2006030778A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2006093614A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3436689A patent/JPH02214181A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001339A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| US7577174B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-08-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor laser device and semiconductor laser element array |
| WO2006013935A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2006049650A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| US7885305B2 (en) | 2004-08-05 | 2011-02-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor laser device and semiconductor laser device array |
| WO2006030778A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2006086228A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2006093614A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
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