JPH0434316B2 - - Google Patents
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- JPH0434316B2 JPH0434316B2 JP16654083A JP16654083A JPH0434316B2 JP H0434316 B2 JPH0434316 B2 JP H0434316B2 JP 16654083 A JP16654083 A JP 16654083A JP 16654083 A JP16654083 A JP 16654083A JP H0434316 B2 JPH0434316 B2 JP H0434316B2
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- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
-
- 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
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体レーザ、特に内部ストライブ
レーザと呼ばれる注入形半導体レーザに関するも
のである。
レーザと呼ばれる注入形半導体レーザに関するも
のである。
従来この種の半導体レーザを第１図ａ，ｂに示
す。これらの各図は平面および正面の模式図であ
り、図中、符号１はｐ−GaAs基板、２，３，４
および５は基板１上に積層されたｎ−GaAs電流
阻止層、ｐ−AlyGa1−yAsクラツド層、ｐ−
AlxGa1−xAs活性層（ｘ＜ｙ）、およびｎ−
AlzGa1−zAsクラツド層（ｘ＜ｚ）を示し、ま
た６は電流阻止層２を貫通するＶ形の溝、７は結
晶端面であり、簡略化のために基板１の下面とｎ
形クラツド層５の上面に設けられる電極は省略し
てある。しかして前記２，３，４および５の各層
の典型的な厚さは、それぞれに1μm，0.4μm，
0.1μm，および3μmである。
す。これらの各図は平面および正面の模式図であ
り、図中、符号１はｐ−GaAs基板、２，３，４
および５は基板１上に積層されたｎ−GaAs電流
阻止層、ｐ−AlyGa1−yAsクラツド層、ｐ−
AlxGa1−xAs活性層（ｘ＜ｙ）、およびｎ−
AlzGa1−zAsクラツド層（ｘ＜ｚ）を示し、ま
た６は電流阻止層２を貫通するＶ形の溝、７は結
晶端面であり、簡略化のために基板１の下面とｎ
形クラツド層５の上面に設けられる電極は省略し
てある。しかして前記２，３，４および５の各層
の典型的な厚さは、それぞれに1μm，0.4μm，
0.1μm，および3μmである。
この従来構成での動作としては、まず基板１側
を正，ｎ形クラツド層５側を負にして電圧を印加
すると、基板１から流入した電流は、電流阻止層
２とＰ形クラツド層３との界面の、逆バイアスさ
れたｐ−ａ接合によつて、Ｖ溝６の部分に狭搾さ
れる。そしてｐ形クラツド層３が薄く、活性層４
と電流阻止層２との間隔が小さいために、Ｖ溝６
を通つた電流は大きく広がらずに、活性層４を通
過してｎ形クラツド層５に入り、活性層４のＶ講
６上方に位置する部分に対して、ｎ形クラツド層
５から注入された電子が、活性層４内で放射再結
合されて発光する。この光は電流阻止層２で吸収
されて損失を受けるために、ｐ形クラツド層３が
厚くなつたＶ溝６の中央部では損失が小さく、結
果としてＶ溝６の上方に位置する部分の実効的屈
折率が周辺よりも大きくなり、光はこの屈折率分
布により導波され、２つの結晶端面７，７によつ
て構成される共振器内で増幅され、レーザ発振に
至るものである。
を正，ｎ形クラツド層５側を負にして電圧を印加
すると、基板１から流入した電流は、電流阻止層
２とＰ形クラツド層３との界面の、逆バイアスさ
れたｐ−ａ接合によつて、Ｖ溝６の部分に狭搾さ
れる。そしてｐ形クラツド層３が薄く、活性層４
と電流阻止層２との間隔が小さいために、Ｖ溝６
を通つた電流は大きく広がらずに、活性層４を通
過してｎ形クラツド層５に入り、活性層４のＶ講
６上方に位置する部分に対して、ｎ形クラツド層
５から注入された電子が、活性層４内で放射再結
合されて発光する。この光は電流阻止層２で吸収
されて損失を受けるために、ｐ形クラツド層３が
厚くなつたＶ溝６の中央部では損失が小さく、結
果としてＶ溝６の上方に位置する部分の実効的屈
折率が周辺よりも大きくなり、光はこの屈折率分
布により導波され、２つの結晶端面７，７によつ
て構成される共振器内で増幅され、レーザ発振に
至るものである。
しかし乍らこの構成による従来の内部ストライ
プレーザは、結晶端面７において、光密度の高い
発光部が活性層４上に位置しているために、端面
破壊を生じ易く、かつ高出力動作が困難であると
いう不都合があつた。そしてこれは内部に比較し
て端面近傍では光密度が高く、かつ活性層内での
吸収が大きいことに基づいている。
プレーザは、結晶端面７において、光密度の高い
発光部が活性層４上に位置しているために、端面
破壊を生じ易く、かつ高出力動作が困難であると
いう不都合があつた。そしてこれは内部に比較し
て端面近傍では光密度が高く、かつ活性層内での
吸収が大きいことに基づいている。
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、端面
近傍部に厚い電流阻止層を設け、この厚い電流阻
止層内にくぼみ部を設けてこのくぼみ部の深さに
沿つて活性層を屈曲せしめることにより、上記く
ぼみ部を通過する電流によつて生ずる発振しきい
値電流の増大を防止すると共に、光を吸収の少な
いクラツド層を通過して放射させることにより、
端面破壊を防止しひいては高出力動作を可能にし
た半導体レーザを提供するものである。
近傍部に厚い電流阻止層を設け、この厚い電流阻
止層内にくぼみ部を設けてこのくぼみ部の深さに
沿つて活性層を屈曲せしめることにより、上記く
ぼみ部を通過する電流によつて生ずる発振しきい
値電流の増大を防止すると共に、光を吸収の少な
いクラツド層を通過して放射させることにより、
端面破壊を防止しひいては高出力動作を可能にし
た半導体レーザを提供するものである。
以下、この発明に係る内部ストライプレーザの
実施例につき、第２図ａ〜ｅを参照して詳細に説
明する。
実施例につき、第２図ａ〜ｅを参照して詳細に説
明する。
第２図ａ，ｂ，ｅ，ｄおよびｅは、実施例によ
る平面、正面，ｃ−ｃ断面、およびｄ−
ｄ断面、ｅ−ｅ断面の各模式図であり、これ
らの各図において前記第１図ａ，ｂと同一符号は
同一または相当部分を示している。
る平面、正面，ｃ−ｃ断面、およびｄ−
ｄ断面、ｅ−ｅ断面の各模式図であり、これ
らの各図において前記第１図ａ，ｂと同一符号は
同一または相当部分を示している。
この実施例において、符号８は前記Ｖ溝６に連
なつて結晶端面７の近傍に形成される幅の広いく
ぼみ部であり、共振端面近傍に形成された厚い電
流阻止層１０の上面部より内部に向かつて形成さ
れるが、この底部は基板１には到達しないように
形成する。９は同端面近傍の溝部８に対応させた
前記活性層４の窪み部であり、くぼみ部８の深さ
に沿つて屈曲させている。
なつて結晶端面７の近傍に形成される幅の広いく
ぼみ部であり、共振端面近傍に形成された厚い電
流阻止層１０の上面部より内部に向かつて形成さ
れるが、この底部は基板１には到達しないように
形成する。９は同端面近傍の溝部８に対応させた
前記活性層４の窪み部であり、くぼみ部８の深さ
に沿つて屈曲させている。
この実施例構造の形成は、前記従来例の場合と
同様に、基板１の電流阻止層２に幅の広い溝部８
を含むＶ溝６をつけたのちに、液相エピタキシー
（LPE）法により、ｐ形クラツド層３，窪み部９
を含む活性層４、およびｎ形クラツド層５を連続
して成長させればよい。すなわち、一般に、溝を
つけた結晶上へのLPE法の旋行においては、平
担部での成長層厚が一定値以上になると、溝部上
での成長層が平担部と揃つて溝部を完全に埋める
ことができ、この溝部が埋められる時間は、同溝
部の容積によつてほぼ決まるのを利用すればよ
い。
同様に、基板１の電流阻止層２に幅の広い溝部８
を含むＶ溝６をつけたのちに、液相エピタキシー
（LPE）法により、ｐ形クラツド層３，窪み部９
を含む活性層４、およびｎ形クラツド層５を連続
して成長させればよい。すなわち、一般に、溝を
つけた結晶上へのLPE法の旋行においては、平
担部での成長層厚が一定値以上になると、溝部上
での成長層が平担部と揃つて溝部を完全に埋める
ことができ、この溝部が埋められる時間は、同溝
部の容積によつてほぼ決まるのを利用すればよ
い。
この実施例においても、従来例と同様にＶ溝６
の上方に位置する活性層４内で発光し、溝に沿つ
て活性層４内を導波光が伝播する点は同様である
が、実施例では結晶端面７の近傍の活性層４に窪
み部９を形成して、活性層位置を急激にずらせて
あるために、内部から結晶端面７に導波されてき
た光は、端面付近に至つてｎ形クラツド層５内を
直進することになる。そしてこの導波光は、さき
に従来例で述べたように、誘導放出により増幅さ
れて端面で光強度が最高になるために、光吸収が
大きいときにはこの光による結晶端面の破壊を生
じ易かつたのであるが、ｐ−AlxGa1−xAs活性
層４内で放射再結合により生じた光は、この活性
層４のバンドギヤツプに対応した波長を有して、
より大きなバンドギヤツプのｎ−AlzGa1−zAs
クラツド層５内では殆んど吸収を受けないため
に、この実施例構造の場合には、光強度の高い結
晶端面７付近での光吸収が小さく、従つて端面破
壊が防止され、ひいては高出力動作を可能にし得
るのである。
の上方に位置する活性層４内で発光し、溝に沿つ
て活性層４内を導波光が伝播する点は同様である
が、実施例では結晶端面７の近傍の活性層４に窪
み部９を形成して、活性層位置を急激にずらせて
あるために、内部から結晶端面７に導波されてき
た光は、端面付近に至つてｎ形クラツド層５内を
直進することになる。そしてこの導波光は、さき
に従来例で述べたように、誘導放出により増幅さ
れて端面で光強度が最高になるために、光吸収が
大きいときにはこの光による結晶端面の破壊を生
じ易かつたのであるが、ｐ−AlxGa1−xAs活性
層４内で放射再結合により生じた光は、この活性
層４のバンドギヤツプに対応した波長を有して、
より大きなバンドギヤツプのｎ−AlzGa1−zAs
クラツド層５内では殆んど吸収を受けないため
に、この実施例構造の場合には、光強度の高い結
晶端面７付近での光吸収が小さく、従つて端面破
壊が防止され、ひいては高出力動作を可能にし得
るのである。
しかも、この実施例構造では、幅の広い溝部８
を通過する電流は発振に寄与せずに発振しきい値
電流の増大をもたらすが、これを避けるために幅
の広い溝部８よりも広い範囲に亘つて、厚い電流
阻止領域１０を形成して、同溝部８が基板１に接
続されない構造にしている。
を通過する電流は発振に寄与せずに発振しきい値
電流の増大をもたらすが、これを避けるために幅
の広い溝部８よりも広い範囲に亘つて、厚い電流
阻止領域１０を形成して、同溝部８が基板１に接
続されない構造にしている。
なお、前記実施例においては、何れも幅の広い
溝部を形成しているが、深い溝部を形成して溝の
断面積を変化させるようにしてもよく、またここ
ではAlGaAs／GaAs結晶の場合について述べた
が、他の半導体結晶からなる内部ストライプレー
ザであつても同様の効果が得られることは勿論で
ある。
溝部を形成しているが、深い溝部を形成して溝の
断面積を変化させるようにしてもよく、またここ
ではAlGaAs／GaAs結晶の場合について述べた
が、他の半導体結晶からなる内部ストライプレー
ザであつても同様の効果が得られることは勿論で
ある。
以上のようにこの発明によれば、内部ストライ
プレーザにおいて、共振器を形成している２つの
結晶端面の少なくとも一方の端面近傍部に厚い電
流阻止層を設け、この厚い電流阻止層内でその上
面部より基板に到達しないようにくぼみ部を設
け、ストライブ溝部の断面積より大きな断面積と
なし、このくぼみ部の深さに沿つて活性層を屈曲
せしめることにより、端面破壊の防止のみなら
ず、発振しきい値電流の増大を有効に防止するこ
とができる。
プレーザにおいて、共振器を形成している２つの
結晶端面の少なくとも一方の端面近傍部に厚い電
流阻止層を設け、この厚い電流阻止層内でその上
面部より基板に到達しないようにくぼみ部を設
け、ストライブ溝部の断面積より大きな断面積と
なし、このくぼみ部の深さに沿つて活性層を屈曲
せしめることにより、端面破壊の防止のみなら
ず、発振しきい値電流の増大を有効に防止するこ
とができる。
第１図ａ，ｂは従来例による内部ストライプレ
ーザを示す平面、正面模式図、第２図ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅはこの発明の実施例による内部ストラ
イプレーザを示す平面、正面、ｃ−ｃ断面、
ｄ−ｄ断面、ｅ−ｅ断面模式図、 １……第１導電形の基板、２……第２導電形の
電流阻止層、３……第１導電形のクラツド層、４
……活性層、５……第２導電形のクラツド層、６
……電流阻止層を貫通する溝、７……結晶端面、
８……断面積を変化させた溝部、９……活性層の
窪み部（位置変位させた活性層）、１０……厚い
電流阻止層。
ーザを示す平面、正面模式図、第２図ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅはこの発明の実施例による内部ストラ
イプレーザを示す平面、正面、ｃ−ｃ断面、
ｄ−ｄ断面、ｅ−ｅ断面模式図、 １……第１導電形の基板、２……第２導電形の
電流阻止層、３……第１導電形のクラツド層、４
……活性層、５……第２導電形のクラツド層、６
……電流阻止層を貫通する溝、７……結晶端面、
８……断面積を変化させた溝部、９……活性層の
窪み部（位置変位させた活性層）、１０……厚い
電流阻止層。
Claims (1)
- １ 第１導電形の半導体結晶基板と、この基板上
に形成された第２導電形の電流阻止層と、この電
流阻止層上に形成された第１導電形のクラツド層
と、このクランド層上に形成されて、そのバンド
ギヤツプより小さいバンドギヤツプをもつ活性層
と、この活性層上に形成されて、そのバンドギヤ
ツプより大きいバンドギヤツプをもつ第２導電形
のクラツド層とを備えた半導体レーザにおいて、
共振器を形成する２つの結晶端面の少なくとも一
方の結晶端面からその近傍部にわたつてその近傍
部に連続する内部の電流阻止層よりも厚い電流阻
止層を設け、この厚い電流阻止層内でその上面部
より内部に向かつてくぼみ部を設け、このくぼみ
部の断面積を上記近傍部に連続する内部に形成さ
れた溝部の断面積よりも大きくし、かつ上記くぼ
み部の深さに沿つて上記活性層を屈曲せしめたこ
とを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16654083A JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16654083A JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058689A JPS6058689A (ja) | 1985-04-04 |
| JPH0434316B2 true JPH0434316B2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=15833170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16654083A Granted JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058689A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302732B1 (en) * | 1987-08-04 | 1993-10-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16654083A patent/JPS6058689A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6058689A (ja) | 1985-04-04 |
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