JPH0376188A - 半導体レーザアレイ - Google Patents
半導体レーザアレイInfo
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- JPH0376188A JPH0376188A JP21193089A JP21193089A JPH0376188A JP H0376188 A JPH0376188 A JP H0376188A JP 21193089 A JP21193089 A JP 21193089A JP 21193089 A JP21193089 A JP 21193089A JP H0376188 A JPH0376188 A JP H0376188A
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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〕
本発明は、光情報処理またはレーザ加工等に使用する半
導体レーザアレイに関する。
導体レーザアレイに関する。
一般に半導体レーザでは、光出力を高めるべく駆動電流
を増加させると、ｐｎ接合部が発熱し、しきい値電流密
度の増加と外部微分量子効率の低下とによって、光出力
が熱的に飽和する。各半導体レーザの最大光出力は、こ
の熱的飽和または光出力の増加に伴う光学的な端面破壊
により決定される。
を増加させると、ｐｎ接合部が発熱し、しきい値電流密
度の増加と外部微分量子効率の低下とによって、光出力
が熱的に飽和する。各半導体レーザの最大光出力は、こ
の熱的飽和または光出力の増加に伴う光学的な端面破壊
により決定される。
半導体レーザから出射されるレーザ光の応用範囲の拡大
化に伴って、高出力なレーザ光の要求が高まっており、
高出力なレーザ光を得る手段として、導波路を有する複
数の半導体レーザを並設させてなる半導体レーザアレイ
がある（Ｋ、Ｈａ□ａｄａ ａｔａｔ、 ５ｏｌｉｄ−
５ｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ、３０＋
Ｎｏ、１ ｐｐ３３−３７．１９８７）。このような
半導体レーザアレイには、各半導体レーザからのレーザ
光の位相がそろった位相同期型のものと、各半導体レー
ザからのレーザ光の位相がそろっていない非位相同期型
のものとの２種類がある。
化に伴って、高出力なレーザ光の要求が高まっており、
高出力なレーザ光を得る手段として、導波路を有する複
数の半導体レーザを並設させてなる半導体レーザアレイ
がある（Ｋ、Ｈａ□ａｄａ ａｔａｔ、 ５ｏｌｉｄ−
５ｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｖｏｌ、３０＋
Ｎｏ、１ ｐｐ３３−３７．１９８７）。このような
半導体レーザアレイには、各半導体レーザからのレーザ
光の位相がそろった位相同期型のものと、各半導体レー
ザからのレーザ光の位相がそろっていない非位相同期型
のものとの２種類がある。
上述した位相同期型の半導体レーザアレイでは、各導波
路に発生したレーザ光が位相同期するために、隣合う導
波路間の距離を約５μｍ以下に設定する必要がある。と
ころがこのような構成では、各半導体レーザが密に並設
しているので、各半導体レーザから発生する熱に対して
相互に影響されやす＜、ｐｎ接合部の温度上昇が大きい
ので、光出力の飽和が生じやすくなって高出力のレーザ
光が得られない。
路に発生したレーザ光が位相同期するために、隣合う導
波路間の距離を約５μｍ以下に設定する必要がある。と
ころがこのような構成では、各半導体レーザが密に並設
しているので、各半導体レーザから発生する熱に対して
相互に影響されやす＜、ｐｎ接合部の温度上昇が大きい
ので、光出力の飽和が生じやすくなって高出力のレーザ
光が得られない。
このような各半導体レーザ間相互からの発熱の影響を防
止するためには、アレイ内の各半導体レーザを数十μｍ
以上離隔させた構成（各半導体レーザ間において位相同
期はかけられない非位相同期型の半導体レーザアレイ）
とすればよい。ところがこの構成では、隣合う半導体レ
ーザが離れすぎているので、各半導体レーザから出射さ
れるビーム光を、レンズ等を用いて１点に集光させるこ
とができないという難点がある。
止するためには、アレイ内の各半導体レーザを数十μｍ
以上離隔させた構成（各半導体レーザ間において位相同
期はかけられない非位相同期型の半導体レーザアレイ）
とすればよい。ところがこの構成では、隣合う半導体レ
ーザが離れすぎているので、各半導体レーザから出射さ
れるビーム光を、レンズ等を用いて１点に集光させるこ
とができないという難点がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、導波
路の間隔を、端面近傍では短くして中央部では長くする
ことにより、各半導体レーザからの発熱の影響を低減で
き、しかもレンズ等を用いて各半導体レーザからのビー
ム光を１点に集光させることができる半導体レーザアレ
イを提供することを目的とする。
路の間隔を、端面近傍では短くして中央部では長くする
ことにより、各半導体レーザからの発熱の影響を低減で
き、しかもレンズ等を用いて各半導体レーザからのビー
ム光を１点に集光させることができる半導体レーザアレ
イを提供することを目的とする。
本発明に係る半導体レーザアレイは、複数の導波路を並
設形威している半導体レーザアレイにおいて、少なくと
も一方の端面近傍における隣合った前記導波路の間隔よ
り、中央部における隣合った前記導波路の間隔が広くな
っていることを特徴とする。
設形威している半導体レーザアレイにおいて、少なくと
も一方の端面近傍における隣合った前記導波路の間隔よ
り、中央部における隣合った前記導波路の間隔が広くな
っていることを特徴とする。
本発明の半導体レーザアレイにあっては、端面近傍では
隣合う導波路の間隔が狭く、各導波路を経て端面から出
射される各レーザ光はレンズ等により１点に集光される
。また中央部では隣合う導波路の間隔が広く、各半導体
レーザから発生される熱が隣合う半導体レーザに与える
影響は少なくなり、光出力は熱的に飽和され難＜、光出
力を大きくできる。
隣合う導波路の間隔が狭く、各導波路を経て端面から出
射される各レーザ光はレンズ等により１点に集光される
。また中央部では隣合う導波路の間隔が広く、各半導体
レーザから発生される熱が隣合う半導体レーザに与える
影響は少なくなり、光出力は熱的に飽和され難＜、光出
力を大きくできる。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明に係る半導体レーザアレイの平面図、第
２図は第１図のｎ−ｎ線における部分断面図である。
２図は第１図のｎ−ｎ線における部分断面図である。
第１図において１０はレーザチップを示し、このレーザ
チップ１０は平面視で、両端面１１．１２間の長さ（共
振長）が７５０μｍ１幅が６００μｍである矩形状をな
し、各半導体レーザに対応させて計３木の導波路ｌを両
端面ＩＬ １２間に並設形威しである。
チップ１０は平面視で、両端面１１．１２間の長さ（共
振長）が７５０μｍ１幅が６００μｍである矩形状をな
し、各半導体レーザに対応させて計３木の導波路ｌを両
端面ＩＬ １２間に並設形威しである。
なお図中左側の端面１１の反射率が９０％、右側の端面
１２の反射率が８％になるように、端面コーティングを
施している。
１２の反射率が８％になるように、端面コーティングを
施している。
ここで第２図に基づき、本実施例の素子構造について説
明する。第２図において２はｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉド
ープ、 ｎ ＝ ２ ＸＩＯ”ｃｍ−３）であり、基
板２上には、ｎ−Ｇａｏ、 ５８Ａ１０．４Ｊｓクラフ
ト層（Ｓｅドープ。
明する。第２図において２はｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉド
ープ、 ｎ ＝ ２ ＸＩＯ”ｃｍ−３）であり、基
板２上には、ｎ−Ｇａｏ、 ５８Ａ１０．４Ｊｓクラフ
ト層（Ｓｅドープ。
ｎ ＝ ５ ＸＩＯ”ａｍ−’、膜厚２．．Ｏμｍ）
３ 、Ｇａｏ、５Ｊ１ｏ、。
３ 、Ｇａｏ、５Ｊ１ｏ、。
Ａｓ活性Ｎ（ノンドープ、ＷＸ膜厚、０７／’ ｍ）
４ 、ｐ−Ｇａｏ、 ５ｓＡｌｏ、 ａｚＡｓクラッ
ド層（Ｚｎドープ、ｐ ＝ ２ＸＩＱ”ｃｍ−”膜厚１
，５．ｃｒｍ） ５、ｐ−ＧａＡｓキャンプＦ！ （
Ｚｎドープ。
４ 、ｐ−Ｇａｏ、 ５ｓＡｌｏ、 ａｚＡｓクラッ
ド層（Ｚｎドープ、ｐ ＝ ２ＸＩＱ”ｃｍ−”膜厚１
，５．ｃｒｍ） ５、ｐ−ＧａＡｓキャンプＦ！ （
Ｚｎドープ。
り ＝ ｌ ＸＩＯ１９ａｍ−’、膜厚０．５μｍ）６
がこの順に積層形成されている。ｐ−クラッド層５及び
キャップ層６は、所定ピッチにて逆メサ状に除去されて
おり、この除去部分にｎ−ＧａＡｓブロック層（Ｓｅド
ープ、ｎ＝ ５ ×１ＱＩＩＣ１１−３．膜厚１．０μ
ｍ）７が形成されている。本実施例では、各導波路１は
り、ツジ状のストライブをなしている。なお、各導波路
１において安定した基本横モードを得るために、ブロッ
ク層７下端から活性層４上面までの距離（１）をｔ ＝
０．１〜０．２μｍとし、導波路の幅（Ｗ）をＷ＝３
〜４μｍとした。
がこの順に積層形成されている。ｐ−クラッド層５及び
キャップ層６は、所定ピッチにて逆メサ状に除去されて
おり、この除去部分にｎ−ＧａＡｓブロック層（Ｓｅド
ープ、ｎ＝ ５ ×１ＱＩＩＣ１１−３．膜厚１．０μ
ｍ）７が形成されている。本実施例では、各導波路１は
り、ツジ状のストライブをなしている。なお、各導波路
１において安定した基本横モードを得るために、ブロッ
ク層７下端から活性層４上面までの距離（１）をｔ ＝
０．１〜０．２μｍとし、導波路の幅（Ｗ）をＷ＝３
〜４μｍとした。
各導波路１の並設形成パターンは、レーザチップ１０の
長手方向における３領域において異なっている。端面１
１近傍の領域Ａでは隣合う導波路ｌ。
長手方向における３領域において異なっている。端面１
１近傍の領域Ａでは隣合う導波路ｌ。
１間の間隔が狭くなっており、中央の領域Ｂでは導波路
１が放射状に拡がっており、端面１２近傍の領域Ｃでは
隣合う導波路１．１間の間隔が広くなっている。導波路
ｌのリッジ状ストライプの具体的な形状は、以下の通り
である。
１が放射状に拡がっており、端面１２近傍の領域Ｃでは
隣合う導波路１．１間の間隔が広くなっている。導波路
ｌのリッジ状ストライプの具体的な形状は、以下の通り
である。
領域Ａの長さＬＩ＝５０μｍ。
領域Ｂの長さＬｚ ＝５５０μｍ。
領域Ｃの長さＬ３ ＝ １５０．ｃｒｍ。
領域Ａにおける導波路間距離り、＝３μｍ。
領域Ｃにおける導波路間距離Ｄ２ ＝ １００μｍここ
で、導波路１の屈曲部（領域Ａ、 Ｂ及びＢ。
で、導波路１の屈曲部（領域Ａ、 Ｂ及びＢ。
Ｃの境界）は、放射損失を小さくするために円弧状をな
し、この円弧の曲率半径を少なくとも１〜２朋以上とす
ることが望ましい。また両端に位置する導波路１． １
からの放熱を良好にするために、領域Ｃにおける両端の
導波路１から側面までの距離（第１図り、）はできるだ
け長＜（１５０μｍ程度）することが望ましい。なお、
端面１１近傍における隣合った導波路の間隔ＤＩを８μ
ｍ以下にすれば、レンズ等により各導波路からのレーザ
光を一点に集光できる。
し、この円弧の曲率半径を少なくとも１〜２朋以上とす
ることが望ましい。また両端に位置する導波路１． １
からの放熱を良好にするために、領域Ｃにおける両端の
導波路１から側面までの距離（第１図り、）はできるだ
け長＜（１５０μｍ程度）することが望ましい。なお、
端面１１近傍における隣合った導波路の間隔ＤＩを８μ
ｍ以下にすれば、レンズ等により各導波路からのレーザ
光を一点に集光できる。
次に、本発明例と従来例とにおける電流−光出力特性の
比較について説明する。第３図は両側の特性を示すグラ
フであり、図中（ａ）は第１，２図に示す前述した本発
明例の場合の特性を表し、図中（ｂ）は第４図に示すよ
うな従来例の場合の特性を表している。第４図はここに
用いた従来例の平面図であり、端面間の距離が７５０μ
ｍのレーザチップ２０には、３本の導波路２１が両端面
間に並設形成されており、隣合う導波路２１．２１の間
隔はどの領域においても同じ（６μｍ）である。
比較について説明する。第３図は両側の特性を示すグラ
フであり、図中（ａ）は第１，２図に示す前述した本発
明例の場合の特性を表し、図中（ｂ）は第４図に示すよ
うな従来例の場合の特性を表している。第４図はここに
用いた従来例の平面図であり、端面間の距離が７５０μ
ｍのレーザチップ２０には、３本の導波路２１が両端面
間に並設形成されており、隣合う導波路２１．２１の間
隔はどの領域においても同じ（６μｍ）である。
第３図から理解されるように、従来例（ｂ）では光出力
が１９０ｍＷにて飽和している。これに対して本発明例
（ａ）では、中央のレーザと両端のレーザとの間にて発
振にずれが生じるので、電流−光出力特性を示す曲線は
折れ曲がるが、２４０ｍＷまで光出力は飽和しない。こ
のように本発明の半導体レーザアレイでは従来に比して
光出力が熱的に飽和されにくい。
が１９０ｍＷにて飽和している。これに対して本発明例
（ａ）では、中央のレーザと両端のレーザとの間にて発
振にずれが生じるので、電流−光出力特性を示す曲線は
折れ曲がるが、２４０ｍＷまで光出力は飽和しない。こ
のように本発明の半導体レーザアレイでは従来に比して
光出力が熱的に飽和されにくい。
本発明の半導体レーザアレイでは、以上のように中央部
において隣合う導波路の間隔が広いので、各半導体レー
ザ相互間から放出される熱による影響を低減でき、光出
力を増加することができる。
において隣合う導波路の間隔が広いので、各半導体レー
ザ相互間から放出される熱による影響を低減でき、光出
力を増加することができる。
また端面近傍では隣合う導波路の間隔を狭くしているの
で、レンズ等を用いて各半導体レーザからのレーザ光を
一点に集光することができる。
で、レンズ等を用いて各半導体レーザからのレーザ光を
一点に集光することができる。
以上詳述した如く本発明の半導体レーザアレイでは、端
面近傍では隣合う導波路の間隔を狭くし、中央部では導
波路を放射状に拡大しているので、レンズ等を使用して
各半導体レーザから出射されるレーザ光を一点に集光す
ることができると共に、光出力が熱的に飽和されにくく
なってレーザ光の高出力化を達成することができる・従
って・光情報処理、レーザ光加工における光源としての
応用範囲の一層の拡大を図れる等、本発明は優れた効果
を奏する。
面近傍では隣合う導波路の間隔を狭くし、中央部では導
波路を放射状に拡大しているので、レンズ等を使用して
各半導体レーザから出射されるレーザ光を一点に集光す
ることができると共に、光出力が熱的に飽和されにくく
なってレーザ光の高出力化を達成することができる・従
って・光情報処理、レーザ光加工における光源としての
応用範囲の一層の拡大を図れる等、本発明は優れた効果
を奏する。
第１図は本発明に係る半導体レーザアレイの平面図、第
２図は第１図のｎ−ｎ線における部分断面図、第３図は
電流−光出力特性を示すグラフ、第４図は従来の半導体
レーザアレイの平面図である。 １・・・導波路 ２・・・基板 ３・・・ｎ−クラッド
Ｎ４・・・活性層 ５・・・ｐ−クラッド層 ６・・・
キャンプ層７・・・ブロック１ １０・・・レーザチッ
プ １１．１２・・・端面
２図は第１図のｎ−ｎ線における部分断面図、第３図は
電流−光出力特性を示すグラフ、第４図は従来の半導体
レーザアレイの平面図である。 １・・・導波路 ２・・・基板 ３・・・ｎ−クラッド
Ｎ４・・・活性層 ５・・・ｐ−クラッド層 ６・・・
キャンプ層７・・・ブロック１ １０・・・レーザチッ
プ １１．１２・・・端面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の導波路を並設形成している半導体レーザアレ
イにおいて、 少なくとも一方の端面近傍における隣合った前記導波路
の間隔より、中央部における隣合った前記導波路の間隔
が広くなっていることを特徴とする半導体レーザアレイ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211930A JP2798720B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211930A JP2798720B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376188A true JPH0376188A (ja) | 1991-04-02 |
| JP2798720B2 JP2798720B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16614032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211930A Expired - Fee Related JP2798720B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798720B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286287A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-10-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| JP2007033060A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Japan Radio Co Ltd | レーダ測距装置におけるオフセット誤差校正方法 |
| JP2010192603A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| US8855161B2 (en) | 2012-03-16 | 2014-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser device, method of manufacturing semiconductor laser device, and semiconductor laser array |
| EP2816680A1 (de) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | PBC Lasers GmbH | Laser |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62268188A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | Canon Inc | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6387780A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-19 | Nec Corp | アレイ型半導体レ−ザ装置 |
| JPH01238086A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP1211930A patent/JP2798720B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62268188A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | Canon Inc | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6387780A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-19 | Nec Corp | アレイ型半導体レ−ザ装置 |
| JPH01238086A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
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| JP2007033060A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Japan Radio Co Ltd | レーダ測距装置におけるオフセット誤差校正方法 |
| JP2010192603A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Seiko Epson Corp | 発光装置 |
| US8855161B2 (en) | 2012-03-16 | 2014-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser device, method of manufacturing semiconductor laser device, and semiconductor laser array |
| EP2816680A1 (de) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | PBC Lasers GmbH | Laser |
| US9160142B2 (en) | 2013-06-18 | 2015-10-13 | Pbc Lasers Gmbh | Laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2798720B2 (ja) | 1998-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |