【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明は集積化されていることを特徴とする半導体レー
ザ光の二次高調波を発生せしめるデバイスの構造及び製
造方法に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure and manufacturing method of a device for generating second harmonics of semiconductor laser light, which is characterized by being integrated.
【従来の技術】[Conventional technology]
従来より半導体レーザ光の二次高調波発生（以下ＳＨＧ
と略称）の試みが為され、アプライド・フィジックス・
レクーズ（Ａｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ ） Ｖｏｌ、 ３５ 、 Ｎｏ、 ６、（１９７
９）Ｐ、 ４６１−Ｐ、４６３や日経ニューマテリアル
１９８７年４月２０日号Ｐ、９６〜Ｐ、１０５に見られ
るように、半導体レーザと導波路型ＳＨＧ素子とをモジ
ュール化するものが考案されている。
例えば、Ａ１ＧａＡｓ系の８４ｍｍ波長の半導体レーザ
光を光ピツクアップ用コリメークレンズ（開口数０．３
）とフォーカシングレンズ（開口数０．６）で、Ｌ ｉ
Ｎ ｂ Ｏｓ単結晶よりなる導波路型ＳＨＧ素子の導
波路端面に集光し結合させ、該ＬｉＮｂ０−単結晶導波
路内で、ＳＨＧを発生させるものである。該モジュール
全体の寸法の一例は、Ｉ Ｑｘ １０Ｘ３０ｍｍ’であ
る。
［発明が解決しようとする課題］
然しながら、前述のモジュールには以下の課題が残され
ている。
１、モジュール化されているため、光電子集積回路の一
構成素子として、ブレーナ集積が不可能。
２、ＳＨＧ素子として極めて高品質な大型単結晶を必要
とするため、製造コストが高くなる。
３、光導波路は、通常１μオーダーの薄膜の層であるた
め、半導体レーザの光導波路とＳＨＧ素子の光導波路の
中心位置合せ、平行度調整等に厳密性を要求され、複雑
な技術であり、作業性が悪い。
４、ＳＨＧ変換効率が低く、光出力として１ｍＷレベル
以下である。
５、ＬｉＮｂＯ５単結晶は、可視波長域で光ダメージを
起こし易く、不安定である。
本発明は、かかる課題を解決するもので、その目的とす
るところは、半導体エピタキシアル技術を全面的に応用
して、ブレーナ集積型のデバイスを得ることにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の集積型二次高調波発生デバイスは、前記課題を
解決のため、その手段として以下の構成要件を具備する
ことを特徴とする。
１、ＳＨＧ用結晶材料として、化合物半導体の超格子構
造を選択する。
２、前記化合物半導体は、半導体レーザ基板面上にＭＯ
ＣＶＤエピタキシアル成長を行なう。
３、前記エピタキシアル成長は、選択的に形成すること
を含む。
４、前記ＳＨＧ機能部は、光導波路構造を有する。
５、前記光導波路は、半導体レーザの光共振器即ち活性
層を含む平面上に構成され、レーザ光は直接的にＳＨＧ
結晶に入射する。
６、半導体レーザ発振条件の設定は、半導体レーザの光
導波路とこれに結合されているＳＨＧ機能部の光導波路
の両溝波路を含んで構成することを前提とする。即ち、
レーザ共振器内に前記ＳＨＧ結晶が配置される。
７、ＳＨＧ光出射端面に、ＳＨＧ励起源レーザ光は反射
し且つＳＨＧ光は透過せしめる干渉フィルターを形成す
る。
８、レーザ光とＳＨＧ光の位相整合は、光導波路のモー
ド分散を利用し、励起波の低次モードとＳＨＧの高次モ
ードの各々の有効屈折率を一致させる如（に設定する。
【実 施 例］
第１図は、本発明の一実施例を示す概略斜視図である０
本実施例は以下の設定である。
１、励起レーザ光は、Ｐ−ＩｎｙＧａｒｙＡｓ（ｙ＝０
．０５）組成の活性層、の発振波長１１０００ｎ光。
２、ＳＨＧ光は、化合物半導体Ｚｎ５ｅ及びＺｎＳの交
互エピタキシアル単結晶積層によりＳＨＧ変換され発生
する。
３、前記化合物半導体超格子積層は光導波路を形成し、
クラッド層は化合物半導体Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ （ｘ
＝０．５〜０１７）のＭＯＣＶＤ！ビタキシアル層で形
成する。
４、基本励起レーザ光と５ｔ−ＩＧ光の位相整合は、前
記光導波路の厚みを制御して有効屈折率のマツチングを
とる。
５、レーザ共振器は、へき開面６および７で構成される
ファプリーペロー型である。
６、ｎ−ＧａＡｓ基板１及び３１の結晶方位は、＜１１
０＞であり、従って、ＳＨＧ機能部結品はこの方位にエ
ピタキシアル成長する。
次に、機能及び構造について説明する。第１図において
、Ｂ−Ｂ’断面より図上左側が半導体レーザ部を、図上
右側がＳＨＧ機能部を構成する。
両者はｎ−ＧａＡｓ基板ｌ上にＭＯＣＶＤエビクキシア
ル成長されている。ｎ−ＩｎｙＧａｒｙＡＳ （３／＝
０．０５）層２の一部分２′は、Ｚｎ拡散によりＰ型に
ドーピングされた活性層で、当該領域でレーザ発振を起
す、ＺｎＳ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ超格子エピタキシアル
層３は光導波路を形成する。
Ｚｎ５ｘＳｅｒｘ工ピタキシアル成長層４はクラッド層
を形成する。ｎ−ＧａＡｓ基板３１上に４−３と順次エ
ピタキシアル成長する。活性層２′と光導波路３は同一
平面上にあり、断面Ｂ−Ｂ′上で相互にエピタキシアル
的に接続されている。当該Ｚｎ５ｅ層３の寸法は、厚さ
０．７〜１．０ｕｍ、幅３〜５ ｕ ｍ、長さ２〜５
ｍ ｍである。
へき開面６及び７は平行であり、対向する反射鏡を構成
する。レーザ光共振器は、反斜面６、Ｐ−ＩｎｙＧａｒ
ｙＡｓ （ｙ＝０．０５）層２゛光導波路３及び反射鏡
７により構成される。光導波路３においてＳＨＧが発生
する。該ＳＨＧ光が反射鏡７を透過して外部に出射され
る。これは、ＳＨＧ光波長が励起レーザ光波長の坏にな
るため反斜面７を透過できることによる。横方向のレー
ザ光閉じ込めはｎ−ＩｎｙＧａｒｙＡｓ２とＰ−Ｉ ｎ
ｙＧａｒｙＡｓの屈折率差で、上下方向のレーザ光閉じ
込めはＡｌ２ＧａＡｓ層２２．２３の組成による屈折率
差で実現する。かくの如くに、レーザ光共振器内にＳＨ
Ｇ機能を構成することができる０以上の構成により光導
波路内の励起レーザ光強度を高めることができる。従っ
て非線型光学効果であるＳＨＧが効果的に発生する。さ
らに、前記光導波路層３をＺ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ
ｅ超格子エピタキシアル層にすることにより、ＺｎＳ
又はＺｎ５ｅの単体結晶の場合よりも非線型光学定数が
大きくなっていると見られ、明らかに単体結晶の場合よ
りも変換効率が高くなっている。これ等の結果、放射さ
れるＳＨＧ光出力が大きくとれる。
例を示すと、ＳＨＧ効率として１ｍＷあたり５％が実現
でき、ＳＨＧ光出力は励起光６０ｍＷに対して３ｍＷで
ある。
次に、本発明構造の製法について述べる。
第２図は、本発明一実施例を示す第１図の半導体レーザ
部即ちＡ−Ａ’断面の構造を示す図である。２０はｎ−
ＧａＡｓ基板、２１はｎ−ＧａＡＳバッファー層、２２
はｎ −Ａ １２ ｘ Ｇ ａ ｌ’−Ｘ Ａ ５（ｘ
＝Ｏ，ｌ）、２３はｎ−ＩｎｙＧａ＋−ｙ Ａｓ（ｙ＝
０．０５）、２４はｎ−Ａｌ２ｘＧａ＋−＋＋ Ａｓ
（ｘ ＝Ｏ，ｌ）、 ２５はＰ −Ａ Ｑ ｘ Ｇ ａ
＋−ｘ Ａｓ （ｘ＝０．１）、２６はｎ−ＧａＡｓ
キャップ層、２７はＳｉＯ□膜、２８はＺｎ拡散領域を
示し、ｎ−Ａｌ２ｘＧａｔ−ｘ Ａｓ層２２とｎ−Ｇａ
ＡＳバッファー層２１の境界までの深さに拡散する。そ
の結果として、ｎ−ＩｎｙＧａｒｙＡｓ（ｙ＝ｏ、、０
５）層２３の一部分２′にＺｎが拡散されＰ型になった
部分が活性層を形成する。前述の各層はＭＯＣＶＤ法に
より基板２０の上にエビクキシアル成長する。ＭＯＣＶ
Ｄ条件は概略以下の如くである。
基板温度 ： ７６０＠〜８２０℃圧力 ＋
７６０Ｔｏｒｒ
Ｖ族／ ＩＩＩ族比： ５０〜１００
成長速度 ：０．０７−μｍ／ｍｉｎＭＯＣＶＤ原料
ガスは、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム
、トリメチルインジウム及びアルシンである。Ｚｎ拡散
領域の形成は、周知の拡散方法による。ＳｉＯ□膜２７
に２μ×１５０μの窓を開け、６００℃〜６５０℃で拡
散する。Ｚｎ濃度はｌＸｌ０”／ｃｒｎ’である。
次に、第１図のＳＨＧ機能部分を形成するために、第１
図Ｂ−Ｂ′より右側部分をエツチングにより、第２図ｎ
−ＧａＡｓバッファー層２１まで除去する。該露出ｎ−
ＧａＡｓ２１表面上に、ＳＨＧ機能光導波路を構成する
Ｚ ｎ Ｓ ｘ Ｓ ｅ ＋ −ｍクラッド層及び導波
路層をエピタキシアル成長する。該エツチングは、ＥＣ
Ｒ方式プラズマ装置によりＲＩＢＥ法による。エツチン
グガスはＣｅ２４を採用した。ＲＩＢＥプロセスの方が
化学エツチングプロセスに比較して、第１図エツチング
表面９が極めて平滑になり、かつ、コーナ一部分が直角
に形成され、好ましい形状になる。従って、良好なエピ
タキシアル成長表面が得られる。
該表面を基板にして、ＳＨＧ機能部を形成する。
第１図Ｂ−Ｂ′断面右側ＳＨＧ機能部のエピタキシアル
成長方法を第３図により説明する。初めに、ＧａＡｓ基
板３４上に熱ＣＶＤ法等によりマスク３４の５ｉｎｓを
堆積する。この状態が第３図（ａ）である０次にフォト
リングラフィ技術により５ｉＯａのバターニングを行な
う、このとき導波路層を形成する部分の５ｉＯｚをエツ
チングにより除去する。この状態が第３図（ｂ）である
、バターニングされたＳｉｎ、をマスクとして選択エピ
タキシアル成長によりクラッド層のＺｎ５ｎＳｅ＋−ｘ
３２、さらにその上に導波路層３３を同一の成長炉内で
連続して形成する。このときマスクのＳｉＯ□上には堆
積物がな（第３図（Ｃ）の如き状態となる。該選択エビ
クキシアル成長は以下の方法で実現できる。原料として
２ｎ、Ｓ及びＳｅの有機化合物を用い、成長圧力が１０
０Ｔｏｒｒ以下、成長温度が４００℃以上７００℃以下
、■１族原料とＩＩＩ族原料のモル比が６以下の条件で
減圧ＭＯＣＶＤ法又はＭＯＭＢＥ法により実施する。Ｚ
ｎＳ／Ｚｎ５−ｅ超格子エピタキシアル膿は、原料のＳ
及びＳｅの有機化合物蒸気の供給を予め設定された時間
シーフェンスに従って交互に行なうことにより、−層あ
たり１０〜ｌＯＯオングストロームの厚みの膿を次々に
積層する。＠記膜層を形成した後、弗酸系エッチセント
による５ｉｎｓを除去し、第３図（ｄ）の如く光導波路
が完成する。前記の例では、マスク材として５ｉＯ−を
用いたが、５ｉｓＮ４等の他の誘電体薄膜又はＷ等の金
属薄膜も同様に用いることができる。さらに、Ｚ ｎ
Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ超格子エピタキシアル膜を用い
たが、Ｃｄ Ｓ ／ Ｃｄ Ｓ ｅ超格子、Ｚ ｎ Ｔ
ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ超格子、Ｃｄ Ｓ ｅ ／
Ｚ ｎＳｅ超格子、Ｃｄ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ超格子も
また適用できる。
また、レーザ励起光とＳＨＧ先の位相整合なとるだめに
、光導波路層の幅、厚さ及び長さは制限される。各寸法
を変動させて、励起レーザ光ＴＥＯ次モードとＳＨＧ光
ＴＥ２次モードとが一致する寸法を設定する。さらに、
光導波路の出射端面７とＩ ｎｙＧａ＋□Ａｓ端面６で
レーザ共振器を形成する０両端面ともへき開面とする。
該界面は光反射率を調整するため薄膜蒸着を行なう、端
面６はＡｎＭ＊とし、端面７は周知の干渉フィルターと
する。端面６の反射率は１００％に近づけ、端面７は励
起レーザ光を反射しＳＨＧ光は透過する如く設定する。
以上の結果、波長５００ｎｍのＳＨＧ光発生が実現でき
、光出力３ｍＷにて、ＳＨＧ変換効率として、５％／
ｍ Ｗが達成できた。
［発明の効果］
以上説明した如くに、本発明は以下の効果を有する。
１、極めてコンパクトであり、従来のＩＣチップと同等
に扱える。
２、光電子集積回路の一構成素子として、ブレーす集積
できる。
３、良質な大型単結晶が不要になる。
４．３ｍＷクラスの半導体レーザが実現でき、１０ｍＷ
０ｍＷクラスできる。
５、従来のＩＣ技術の応用で１作製できる。
６、従って、大量生産が可能で、製造コストの低減が可
能である。
７、ＳＨＧ結晶がＭＯＣＶＤエピタキシアル成長により
完全性の高い品質が確保でき、高変換効率が得られる。
８゜超格子エピタキシアル膜層により、極めて高い非線
型光学定数が得られ、高変換効率が実現できた。
前記のとおり、きわめて広汎に、有用な効果をもたらす
と期待され、特に光磁気記憶装置システム及びレーザプ
リンター用光源として有用である。Conventionally, second harmonic generation (hereinafter referred to as SHG) of semiconductor laser light
(abbreviated as ) was attempted, and applied physics
Applied Physics Letter
rs) Vol, 35, No. 6, (197
9) As seen in P, 461-P, 463 and Nikkei New Material April 20, 1987 issue P, 96-P, 105, a module was devised that combines a semiconductor laser and a waveguide type SHG element. ing. For example, a collimating lens (numerical aperture 0.3
) and a focusing lens (numerical aperture 0.6), L i
Light is focused and coupled onto the waveguide end face of a waveguide-type SHG element made of NbOs single crystal, and SHG is generated within the LiNb0-single crystal waveguide. An example of the overall dimensions of the module is IQx 10X30mm'. [Problems to be Solved by the Invention] However, the following problems remain with the above-mentioned module. 1. Because it is modularized, it is impossible to integrate the brainer as a component of an optoelectronic integrated circuit. 2. Since the SHG element requires a large single crystal of extremely high quality, the manufacturing cost becomes high. 3. Since the optical waveguide is usually a thin film layer on the order of 1μ, it is a complicated technology that requires precision in center alignment and parallelism adjustment of the semiconductor laser optical waveguide and the SHG element optical waveguide. Poor workability. 4. The SHG conversion efficiency is low, and the optical output is below the 1 mW level. 5. LiNbO5 single crystals are unstable and prone to optical damage in the visible wavelength range. The present invention is intended to solve this problem, and its purpose is to fully apply semiconductor epitaxial technology to obtain a Brenna integrated device. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the integrated second harmonic generation device of the present invention is characterized by having the following structural requirements as means thereof. 1. Select a compound semiconductor superlattice structure as the SHG crystal material. 2. The compound semiconductor has MO on the semiconductor laser substrate surface.
Perform CVD epitaxial growth. 3. The epitaxial growth includes selective formation. 4. The SHG function section has an optical waveguide structure. 5. The optical waveguide is constructed on a plane containing the optical resonator, that is, the active layer of the semiconductor laser, and the laser light is directly connected to the SHG.
incident on the crystal. 6. The setting of the semiconductor laser oscillation conditions is based on the assumption that the optical waveguide of the semiconductor laser and the optical waveguide of the SHG function section coupled thereto are configured to include both groove waveguides. That is,
The SHG crystal is placed within the laser resonator. 7. Form an interference filter on the SHG light emitting end face that reflects the SHG excitation source laser light and transmits the SHG light. 8. The phase matching between the laser beam and the SHG light is set so that the effective refractive index of each of the low-order mode of the excitation wave and the high-order mode of the SHG is matched by using the mode dispersion of the optical waveguide. Example] FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the present invention.
This example has the following settings. 1. The excitation laser beam is P-InyGaryAs (y=0
．． 05) Composition of active layer, oscillation wavelength of 11000n light. 2. SHG light is generated by SHG conversion by alternating epitaxial single crystal laminations of compound semiconductors Zn5e and ZnS. 3. The compound semiconductor superlattice stack forms an optical waveguide,
The cladding layer is made of compound semiconductor Zn5xSe+-x (x
=0.5~017) MOCVD! Formed by a bitaxial layer. 4. Phase matching between the basic excitation laser beam and the 5t-IG light is achieved by controlling the thickness of the optical waveguide to match the effective refractive index. 5. The laser resonator is of the Fapley-Perot type, consisting of cleavage planes 6 and 7. 6. The crystal orientation of n-GaAs substrates 1 and 31 is <11
0>, therefore, the SHG functional component is epitaxially grown in this direction. Next, the function and structure will be explained. In FIG. 1, the left side in the figure from the BB' cross section constitutes the semiconductor laser section, and the right side in the figure constitutes the SHG function section. Both are grown on an n-GaAs substrate by MOCVD evixaxial growth. n-InyGaryAS (3/=
0.05) A portion 2' of the layer 2 is an active layer doped to P type by Zn diffusion, and laser oscillation occurs in this region.The ZnS/ZnSe superlattice epitaxial layer 3 forms an optical waveguide. do. The Zn5xSerx epitaxial growth layer 4 forms a cladding layer. 4-3 are epitaxially grown on the n-GaAs substrate 31 in sequence. The active layer 2' and the optical waveguide 3 are on the same plane and are epitaxially connected to each other on the cross section B-B'. The dimensions of the Zn5e layer 3 are a thickness of 0.7 to 1.0 um, a width of 3 to 5 um, and a length of 2 to 5 um.
It is mm. Cleavage planes 6 and 7 are parallel and constitute opposing reflectors. The laser beam resonator is a reverse slope 6, P-InyGar
It is composed of a yAs (y=0.05) layer 2, an optical waveguide 3, and a reflecting mirror 7. SHG is generated in the optical waveguide 3. The SHG light passes through the reflecting mirror 7 and is emitted to the outside. This is because the wavelength of the SHG light is the same as the wavelength of the excitation laser light, so it can pass through the opposite slope 7. Lateral laser light confinement is n-InyGaryAs2 and P-I n
Confinement of laser light in the vertical direction is realized by the difference in refractive index of yGaryAs and the difference in refractive index caused by the composition of the Al2GaAs layers 22 and 23. In this way, SH is placed inside the laser beam resonator.
The intensity of the excitation laser light in the optical waveguide can be increased by using zero or more configurations that can configure the G function. Therefore, SHG, which is a nonlinear optical effect, is effectively generated. Furthermore, the optical waveguide layer 3 is made of ZnS/ZnS
By forming an e superlattice epitaxial layer, ZnS
Alternatively, it appears that the nonlinear optical constant is larger than in the case of a single crystal of Zn5e, and the conversion efficiency is clearly higher than in the case of a single crystal. As a result of these, the emitted SHG light output can be increased. For example, an SHG efficiency of 5% per 1 mW can be achieved, and the SHG optical output is 3 mW with respect to 60 mW of pumping light. Next, a method for manufacturing the structure of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the semiconductor laser section of FIG. 1, that is, a cross section taken along line AA', showing an embodiment of the present invention. 20 is n-
GaAs substrate, 21 is n-GaAS buffer layer, 22
is n −A 12 x G a l'-X A 5(x
=O,l), 23 is n-InyGa+-yAs(y=
0.05), 24 is n-Al2xGa+-++ As
(x = O, l), 25 is P −A Q x Ga
+-x As (x=0.1), 26 is n-GaAs
A cap layer, 27 is a SiO□ film, 28 is a Zn diffusion region, n-Al2xGat-x As layer 22 and n-Ga
It diffuses to the depth up to the boundary of the AS buffer layer 21. As a result, n-InyGaryAs(y=o,,0
5) A portion 2' of the layer 23 in which Zn is diffused and becomes P type forms an active layer. Each of the aforementioned layers is evixaxially grown on the substrate 20 by MOCVD. MOCV
D conditions are roughly as follows. Substrate temperature: 760@~820℃ Pressure +
760 Torr Group V/Group III ratio: 50-100 Growth rate: 0.07-μm/min MOCVD source gases are trimethylgallium, trimethylaluminum, trimethylindium, and arsine. The Zn diffusion region is formed by a well-known diffusion method. SiO□ film 27
A window of 2 μ x 150 μ is opened in the cell and the mixture is diffused at 600°C to 650°C. The Zn concentration is lXl0"/crn'. Next, in order to form the SHG functional part shown in FIG.
By etching the right side part from Figure B-B', Figure 2 n
- Remove up to the GaAs buffer layer 21. The exposure n-
A Z n S x S e + -m cladding layer and a waveguide layer constituting an SHG functional optical waveguide are epitaxially grown on the surface of the GaAs 21 . The etching is EC
Using the RIBE method using an R-type plasma device. Ce24 was used as the etching gas. Compared to the chemical etching process, the RIBE process makes the etched surface 9 in FIG. 1 extremely smooth, and some corners are formed at right angles, resulting in a preferable shape. Therefore, a good epitaxial growth surface is obtained. Using this surface as a substrate, an SHG functional section is formed. A method for epitaxially growing the SHG functional section on the right side of the section B-B' in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. First, 5 inches of the mask 34 is deposited on the GaAs substrate 34 by thermal CVD or the like. In this state, as shown in FIG. 3(a), patterning of 5 iOa is performed using the zero-order photolithography technique, and at this time, 5iOz of the portion where the waveguide layer is to be formed is removed by etching. This state is shown in FIG. 3(b). Zn5nSe+-x of the cladding layer is grown by selective epitaxial growth using the patterned Sin as a mask.
32, and further a waveguide layer 33 is continuously formed thereon in the same growth furnace. At this time, there is no deposit on the SiO□ of the mask (a state as shown in Fig. 3 (C) is formed). The selective erectile growth can be realized by the following method. Using organic compounds of 2n, S, and Se as raw materials, , the growth pressure is 10
The process is carried out by a low-pressure MOCVD method or a MOMBE method under the following conditions: 0 Torr or less, a growth temperature of 400° C. or more and 700° C. or less, and (1) a molar ratio of Group 1 raw material to Group III raw material of 6 or less. Z
nS/Zn5-e superlattice epitaxial P. aeruginosa
By alternately supplying the organic compound vapors of and Se according to the sea fence for a preset time, a layer of pus with a thickness of 10 to 100 angstroms per layer is layered one after another. After forming the film layer, 5ins of hydrofluoric acid etchant is removed to complete the optical waveguide as shown in FIG. 3(d). In the above example, 5iO- was used as the mask material, but other dielectric thin films such as 5isN4 or metal thin films such as W may be used in the same manner. Furthermore, Z n
S/ZnSe superlattice epitaxial film was used, but CdS/CdSe superlattice, ZnT
e / Z n S e superlattice, Cd S e /
ZnSe superlattices, CdS/ZnS superlattices are also applicable. Furthermore, the width, thickness, and length of the optical waveguide layer are limited by the phase matching between the laser excitation light and the SHG destination. Each dimension is varied to set a dimension in which the excitation laser light TEO mode and the SHG light TE second mode coincide. moreover,
The output end face 7 of the optical waveguide and the InyGa+□As end face 6 form a laser resonator, and both end faces are cleaved planes. A thin film is deposited on the interface to adjust the light reflectance. The end face 6 is made of AnM*, and the end face 7 is made of a well-known interference filter. The reflectance of the end face 6 is set close to 100%, and the end face 7 is set so as to reflect the excitation laser beam and transmit the SHG light. As a result of the above, it was possible to generate SHG light with a wavelength of 500 nm, and at an optical output of 3 mW, the SHG conversion efficiency was 5%/
mW was achieved. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention has the following effects. 1. It is extremely compact and can be handled in the same way as a conventional IC chip. 2. Can be integrated as a constituent element of an optoelectronic integrated circuit. 3. No need for high-quality large single crystals. 4.3mW class semiconductor laser can be realized, 10mW
0mW class possible. 5. Can be manufactured by applying conventional IC technology. 6. Therefore, mass production is possible and manufacturing costs can be reduced. 7. By MOCVD epitaxial growth of SHG crystal, high quality of perfection can be ensured and high conversion efficiency can be obtained. The 8° superlattice epitaxial film layer provides extremely high nonlinear optical constants and high conversion efficiency. As mentioned above, it is expected to have a very wide range of useful effects, and is particularly useful as a light source for magneto-optical storage systems and laser printers.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の二次高調波発生デバイスの一実施例を
示す概略構造を示す斜視図。
第２図は本発明の二次高調波発生デバイスの一実施例に
おける半導体レーザ部の断面構造図。
第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の二次高調波発生デバイ
スの一実施例における５ｔ−ＩＧ機機能売光導波路製造
プロセスを説明する図６
１ ・
２ ・
２′
３ ・
４ ・
６ ・
７ ・
８ ・
２０ ・
２ ｌ ・
２２ ・
２３ ・
ｎ−ＧａＡｓ基板
光導波路を含む層
光導波路を構成する活性層
光導波路
クラッド層
へき開面
伯のへき開面
Ｐ電極
ｎ−ＧａＡｓ基板
ｎ−ＧａＡｓバッファー層
ｎ−ＡｆｉｘＧａ＋−＋＋ Ａｓ
ｒ ｎｙＧａ＋−ｙ Ａｓ （活性層を含む）
２４ ・
２５ ・
２６ ・
２７ ・
２８ ・
３ ｌ ・
３２ ・
３３ ・
３４ ・
・ ｎ−Ａｌ２ｘＧａ＋−＋＋ Ａｓ・ Ｐ−Ａｌ２
ｘＧａ＋−＋＋ Ａｓ・ ｎ−ＧａＡｓ
・５ｉＯｉ膜
・Ｚｎ拡散領域
・ＧａＡｓ基板
−ＺｎＳｘＳｅ＋−ｘクラッド層
・超格子構造光導波路
・５ｉＯ−マスク
以FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of an embodiment of the second harmonic generation device of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser section in an embodiment of the second harmonic generation device of the present invention. FIGS. 3(a) to 3(d) illustrate the manufacturing process of a 5t-IG optical waveguide in one embodiment of the second harmonic generation device of the present invention. 6 ・ 7 ・ 8 ・ 20 ・ 2 l ・ 22 ・ 23 ・ n-GaAs substrate layer including optical waveguide Active layer optical waveguide cladding layer cleavage plane P electrode of cleavage plane ratio n-GaAs substrate n-GaAs Buffer layer n-AfixGa+-++ As r nyGa+-y As (including active layer) 24 ・ 25 ・ 26 ・ 27 ・ 28 ・ 3 l ・ 32 ・ 33 ・ 34 ・ ・ n-Al2xGa+-++ As・P-Al2
xGa+-++ As, n-GaAs, 5iOi film, Zn diffusion region, GaAs substrate-ZnSxSe+-x cladding layer, superlattice structure optical waveguide, 5iO-mask