JPH04307524A - 第二高調波発生装置 - Google Patents
第二高調波発生装置Info
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- JPH04307524A JPH04307524A JP7171691A JP7171691A JPH04307524A JP H04307524 A JPH04307524 A JP H04307524A JP 7171691 A JP7171691 A JP 7171691A JP 7171691 A JP7171691 A JP 7171691A JP H04307524 A JPH04307524 A JP H04307524A
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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
- H01S5/06—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
- H01S5/20—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
Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体積層基板の積層
された層に垂直な方向に第二高調波を発生させる装置（
以下、面発光型第二高調波発生装置と称する。）に関す
る。
された層に垂直な方向に第二高調波を発生させる装置（
以下、面発光型第二高調波発生装置と称する。）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、面発光型第二高調波発生装置とし
ては以下の構成が提案されている。
ては以下の構成が提案されている。
【０００３】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板として２°
オフ（１００）面ＧａＡｓ基板を用いて、その上に下部
反射ラー層、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層
、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層、上部反射ミラー層、コ
ンタクト層を積層し、後に上記積層部を円柱状の領域を
残して掘り下げ、該円柱状の領域の周囲を電気抵抗の大
きい、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で埋め込むこ
とで電流狭窄を達成し、面発光型第二高調波発生装置を
得る構成が提案されている。
オフ（１００）面ＧａＡｓ基板を用いて、その上に下部
反射ラー層、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層
、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層、上部反射ミラー層、コ
ンタクト層を積層し、後に上記積層部を円柱状の領域を
残して掘り下げ、該円柱状の領域の周囲を電気抵抗の大
きい、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で埋め込むこ
とで電流狭窄を達成し、面発光型第二高調波発生装置を
得る構成が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の技術に
記載の面発光型第二高調波発生装置におけるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体基板は一般に（１００）面が用いられる
ため、その上に積層された各化合物半導体層もすべて（
１００）面が上部にあり非線形光学結晶としてのＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層に対しても基本波の入射方向は［
１００］方向となる。
記載の面発光型第二高調波発生装置におけるＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体基板は一般に（１００）面が用いられる
ため、その上に積層された各化合物半導体層もすべて（
１００）面が上部にあり非線形光学結晶としてのＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層に対しても基本波の入射方向は［
１００］方向となる。
【０００５】しかしながら、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
は一般に立方晶系に属するため、非線形光学定数がｄ１
４しか存在せず、これは（１００）面に対しては４５°
の角度を持った方向である。従って［１００］方向また
はこれと等価な方向からの基本波の入射は、［０１１］
方向またはこれと等価な方向の成分しか第二高調波発生
に寄与せず面発光型第二高調波発生装置の効率の低下に
つながる。
は一般に立方晶系に属するため、非線形光学定数がｄ１
４しか存在せず、これは（１００）面に対しては４５°
の角度を持った方向である。従って［１００］方向また
はこれと等価な方向からの基本波の入射は、［０１１］
方向またはこれと等価な方向の成分しか第二高調波発生
に寄与せず面発光型第二高調波発生装置の効率の低下に
つながる。
【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、面発光型第二高調波発生装置において
非線形光学結晶への効率の良い基本波の入射角度を有し
、結果として、高効率な面発光型第二高調波発生装置を
提供するところにある。
で、その目的は、面発光型第二高調波発生装置において
非線形光学結晶への効率の良い基本波の入射角度を有し
、結果として、高効率な面発光型第二高調波発生装置を
提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、面発光
型第二高調波発生装置のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
の面方位を（０１１）面または（０１１）面と等価な面
とした。
型第二高調波発生装置のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
の面方位を（０１１）面または（０１１）面と等価な面
とした。
【０００８】
【作用】本発明によれば、面発光型第二高調波発生装置
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の面方位を（０１１）
面または（０１１）面と等価な面としたことにより、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に形成された半導体レー
ザからの出射光がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に入射す
る角度がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層におけるｄ定数の
方向と一致し、基本波の第二高調波への変換が効率良く
行なわれる。
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の面方位を（０１１）
面または（０１１）面と等価な面としたことにより、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に形成された半導体レー
ザからの出射光がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に入射す
る角度がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層におけるｄ定数の
方向と一致し、基本波の第二高調波への変換が効率良く
行なわれる。
【０００９】さらに、非線形光学結晶部の厚さを第二高
調波発生におけるコヒーレンス長としたことにより、第
二高調波が非線形光学結晶中を伝播する際の減衰がなく
第二高調波の効率の良い取り出しが可能となる。
調波発生におけるコヒーレンス長としたことにより、第
二高調波が非線形光学結晶中を伝播する際の減衰がなく
第二高調波の効率の良い取り出しが可能となる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明の実施例における第二高調波発
生装置を示す。
生装置を示す。
【００１１】図２は本発明の実施例における面発光型第
二高調波発生装置の製造工程を示す断面図である。
二高調波発生装置の製造工程を示す断面図である。
【００１２】以下にその作成方法を述べる。
【００１３】ｎ型ＧａＡｓ基板（１０２）上に、ｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層（１０３）、ｎ型Ａｌ０．７ Ｇａ０
．３ Ａｓ層、ｎ型Ａｌ０．１ Ｇａ０．９ Ａｓ層か
らなる波長８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反射
率を持つ３０対の分布反射型多層膜ミラー（１０４）、
ｎ型Ａｌ０．４ Ｇａ０．６ Ａｓクラッド層（１０５
）、ｐ型ＧａＡｓ活性層（１０６）、ｐ型Ａｌ０．４
Ｇａ０．６ Ａｓクラッド層（１０７）、ｐ型Ａｌ０．
１ Ｇａ０．９ Ａｓコンタクト層（１０８）を順次有
機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法と称する。）で
エピタキシャル成長する（第２図（ａ））。この時の成
長温度は７００℃、成長圧力は１５０Ｔｏｒｒとした。 原料はＩＩＩ族元素にトリメチルガリウム、トリメチル
アルミニウム、Ｖ族元素にＡｓＨ３ を用いた。またｎ
型ドーパントとしてＨ２ Ｓｅ、ｐ型ドーパントとして
ジエチル亜鉛を用いた。
ａＡｓバッファ層（１０３）、ｎ型Ａｌ０．７ Ｇａ０
．３ Ａｓ層、ｎ型Ａｌ０．１ Ｇａ０．９ Ａｓ層か
らなる波長８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反射
率を持つ３０対の分布反射型多層膜ミラー（１０４）、
ｎ型Ａｌ０．４ Ｇａ０．６ Ａｓクラッド層（１０５
）、ｐ型ＧａＡｓ活性層（１０６）、ｐ型Ａｌ０．４
Ｇａ０．６ Ａｓクラッド層（１０７）、ｐ型Ａｌ０．
１ Ｇａ０．９ Ａｓコンタクト層（１０８）を順次有
機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法と称する。）で
エピタキシャル成長する（第２図（ａ））。この時の成
長温度は７００℃、成長圧力は１５０Ｔｏｒｒとした。 原料はＩＩＩ族元素にトリメチルガリウム、トリメチル
アルミニウム、Ｖ族元素にＡｓＨ３ を用いた。またｎ
型ドーパントとしてＨ２ Ｓｅ、ｐ型ドーパントとして
ジエチル亜鉛を用いた。
【００１４】この際、ｎ型ＧａＡｓ基板（１０２）とし
ては、（０１１）面基板を用いた。
ては、（０１１）面基板を用いた。
【００１５】各半導体層を成長後、表面に熱ＣＶＤ法に
よりＳｉＯ２ 層（１１３）を形成した後、反応性イオ
ンビームエッチング法（以下、ＲＩＢＥ法と称する。）
により、レジスト（１１４）で覆われた円柱状の発光部
を残して（１０７）部の途中まで掘り下げる（第２図（
ｂ））。この際、ＲＩＢＥ法の条件として、エッチング
ガスには塩素とアルゴンの混合ガスを用い、ガス圧１×
１０−３Ｔｏｒｒ、引出し電圧４００Ｖを設定した。こ
こで、（１０７）部の途中までしか掘り下げないのは、
リブ導波路型の屈折率導波構造にするためである。
よりＳｉＯ２ 層（１１３）を形成した後、反応性イオ
ンビームエッチング法（以下、ＲＩＢＥ法と称する。）
により、レジスト（１１４）で覆われた円柱状の発光部
を残して（１０７）部の途中まで掘り下げる（第２図（
ｂ））。この際、ＲＩＢＥ法の条件として、エッチング
ガスには塩素とアルゴンの混合ガスを用い、ガス圧１×
１０−３Ｔｏｒｒ、引出し電圧４００Ｖを設定した。こ
こで、（１０７）部の途中までしか掘り下げないのは、
リブ導波路型の屈折率導波構造にするためである。
【００１６】次に（１１４）部を除去した後、ＭＯＶＰ
Ｅ法などで、第２図（ｂ）における（１０７）部の一部
及び（１０８）部よりなる円柱部の周囲及び（１０７）
部上面にＺｎＳｅ層（１０９）を成長させることにより
前述のエッチングで掘り下げた部分を（１０８）部と同
じ高さまで埋め込む（第２図（ｃ））。この（１０９）
部の成長過程に於て、（１１３）部は第２図（ｃ）にお
ける（１０８）部の上に（１０９）部が成長するのを妨
げるマスクとして作用する。
Ｅ法などで、第２図（ｂ）における（１０７）部の一部
及び（１０８）部よりなる円柱部の周囲及び（１０７）
部上面にＺｎＳｅ層（１０９）を成長させることにより
前述のエッチングで掘り下げた部分を（１０８）部と同
じ高さまで埋め込む（第２図（ｃ））。この（１０９）
部の成長過程に於て、（１１３）部は第２図（ｃ）にお
ける（１０８）部の上に（１０９）部が成長するのを妨
げるマスクとして作用する。
【００１７】埋め込み終了後（１１３）部はウェットエ
ッチングにより除去される。
ッチングにより除去される。
【００１８】その後、表面にＺｎＳＳｅ層（１１１）及
び上部反射層（１１２）を形成し、ウェットエッチング
で、発光部の径（（１０８）部）よりやや小さい領域を
残して取り去る（第２図（ｄ））。
び上部反射層（１１２）を形成し、ウェットエッチング
で、発光部の径（（１０８）部）よりやや小さい領域を
残して取り去る（第２図（ｄ））。
【００１９】しかる後、（１１１）部及び（１１２）部
以外の表面に上部オーミック電極（１１０）を蒸着し、
さらに基板側に下部オーミック電極（１０１）を蒸着し
窒素雰囲気中４２０℃で合金化し面発光型第二高調波発
生装置を完成する（第２図（ｅ））。
以外の表面に上部オーミック電極（１１０）を蒸着し、
さらに基板側に下部オーミック電極（１０１）を蒸着し
窒素雰囲気中４２０℃で合金化し面発光型第二高調波発
生装置を完成する（第２図（ｅ））。
【００２０】以上のように本実施例に於て作製された面
発光型第二高調波発生装置においては、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板の結晶面として（０１１）面を用いたこ
とによりその上にエピタキシャルに成長されたＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層の成長方向も基板と同じ［０１１］
方向になっているため、半導体レーザ部より出射される
光は非線形光学結晶部であるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層へ入射される場合も［０１１］方向入射となり、ｄ定
数の方向と一致する。従って、入射された光の全部が第
二高調波発生に寄与でき、高効率な第二高調波発生が可
能となった。
発光型第二高調波発生装置においては、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板の結晶面として（０１１）面を用いたこ
とによりその上にエピタキシャルに成長されたＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層の成長方向も基板と同じ［０１１］
方向になっているため、半導体レーザ部より出射される
光は非線形光学結晶部であるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層へ入射される場合も［０１１］方向入射となり、ｄ定
数の方向と一致する。従って、入射された光の全部が第
二高調波発生に寄与でき、高効率な第二高調波発生が可
能となった。
【００２１】本発明に於ける実施例で得られた面発光型
第２高調波発生装置は、室温において連続発振が達成さ
れ、外部微分量子効率も高く、基本波の入射角度をｄ定
数の方向と一致させたことが装置の特性向上に飛躍的に
貢献していることが確認された。
第２高調波発生装置は、室温において連続発振が達成さ
れ、外部微分量子効率も高く、基本波の入射角度をｄ定
数の方向と一致させたことが装置の特性向上に飛躍的に
貢献していることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上実施例に述べたように本発明によれ
ば、以下のような効果が得られる。
ば、以下のような効果が得られる。
【００２３】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板として（０
１１）面基板を用いたことにより、上に形成されたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層も［０１１］方向に成長してお
り、従って半導体レーザ部からの出射光はＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層の持つｄ定数の方向と一致した方向から
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に入射される。これにより
効率のよい第二高調波発生が可能となった。
１１）面基板を用いたことにより、上に形成されたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層も［０１１］方向に成長してお
り、従って半導体レーザ部からの出射光はＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層の持つｄ定数の方向と一致した方向から
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に入射される。これにより
効率のよい第二高調波発生が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における、第二高調波発生装置の構成を
示す図。
示す図。
【図２】本発明における、第二高調波発生装置の製作工
程を示す図。
程を示す図。
１０１ 下部オーミック電極
１０２ ｎ型ＧａＡｓ基板
１０３ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０４ 分布反射型多層膜ミラー
１０５ ｎ型Ａｌ０．４ Ｇａ０．６ Ａｓクラッド
層１０６ ｐ型ＧａＡｓ活性層 １０７ ｐ型Ａｌ０．４ Ｇａ０．６ Ａｓクラッド
層１０８ ｐ型Ａｌ０．１ Ｇａ０．９ Ａｓコンタ
クト層１０９ ＺｎＳｅ層 １１０ 上部オーミック電極 １１１ ＺｎＳＳｅ層 １１２ 上部反射膜 １１３ ＳｉＯ２ 層 １１４ レジスト
層１０６ ｐ型ＧａＡｓ活性層 １０７ ｐ型Ａｌ０．４ Ｇａ０．６ Ａｓクラッド
層１０８ ｐ型Ａｌ０．１ Ｇａ０．９ Ａｓコンタ
クト層１０９ ＺｎＳｅ層 １１０ 上部オーミック電極 １１１ ＺｎＳＳｅ層 １１２ 上部反射膜 １１３ ＳｉＯ２ 層 １１４ レジスト
Claims (2)
- 【請求項１】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に半導体
層を積層し、該半導体層に垂直な方向にレーザ光を発振
するよう形成された半導体レーザ部と該半導体レーザ部
の共振器内部に非線形光学結晶部を有する第二高調波発
生装置において前記ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の結
晶面が（０１１）面あるいは（０１１）面と等価な結晶
面であることを特徴とする第二高調波発生装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の第二高調波発生装置にお
いて、非線形光学結晶部の厚さが、第二高調波発生にお
ける、コヒーレンス長であることを特徴とする第二高調
波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171691A JPH04307524A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 第二高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171691A JPH04307524A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 第二高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307524A true JPH04307524A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13468533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171691A Pending JPH04307524A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 第二高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04307524A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5341390A (en) * | 1992-04-16 | 1994-08-23 | Hewlett-Packard Company | Surface emitting second harmonic generating device |
| EP0632553A3 (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-25 | Hewlett Packard Co | |
| US5422903A (en) * | 1993-04-15 | 1995-06-06 | Yamada; Norihide | Surface emitting second harmonic generating device |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP7171691A patent/JPH04307524A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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