JPH045880A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高密度光ディスク、分析用励起光源、印刷分
野などの超小型ｌレーザ光源として用いることができる
半導体レーザ装置に関するものである。

従来の技術 ＧａＡｓ系半導体レーザの発振波長は近赤外の７８０ｎ
ｍ〜８６０ｎｒｎてあり、コンパクトディスクを始めと
する光メモリディスクの再生／記録用光源や、レーザプ
リンタの光源などの光情報処理装置に広く用いられてい
る。波長を短くし、可視領域に持って行くことにより光
メモリの高密度化やプリンタの高速化（感光膜の感度が
上がるため）などの光情報処理装置の高性能化を実現て
きるため、近年短波長化への努力がなされている。現在
、単体の半導体レーザ素子としては、波長６７０ｎｍの
赤色レーザが実用化されており、バーコードリーダなと
の応用を中心に、従来Ｈｅ−Ｎｅレーザが用いられてい
た分野に進出しつつある。さらに波長の短い緑〜青の領
域では、単体の半導体レーザては実現の目処が立ってい
ないが、ＧａＡｓ系半導体レーザ光を波長変換技術によ
って高調波変換し、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍ帯の青〜紫
外域のレーザ光を得る方法がある。第４図に示す従来の
方法は、非線形光学定数の大きいＬ＋Ｎｂ０ａに、レー
ザ光を閉じ込めて導波させるための光導波路を形成し、
光導波路に半導体レーザ光を入射させることにより高調
波（ＳＨＧ）レーザ光を取り出す方法である。第４図に
おいて、■は半導体レーザチップて、この半導体レーザ
チップ１から出射するレーザ光はレンズ２を通って先導
波路３に入射し、導波路型ＳＨＧ素子４より高調波レー
ザ光として取り出される。この方法では光導波路３中て
のレーザ光の光密度を極めて大きくてきるため、１％程
度の変換効率が得られる。

発明が解決しようとする課題 レーザ光のＳＨＧを行なうには、基本波と高調波の位相
整合がとれることが必要である。第４図に示すグ従来例
ては、光導波路３内を伝搬する基本波に対し、その高調
波が位相整合のとれた角度で放射される（チェレンコフ
放射）ことでＳＨＧを行なっている。この場合、ＳＨＧ
光は波面収差か大きく、レンズで完全に収差を取ること
は不可能であり、レーザ光の集光特性が悪くなる。即ち
、光ディスクなどのレーザ光を回折限界まで絞り込んで
用いる応用には使えない。光ディスクに用いるには基本
モードのレーザ光が必要である。高密度光ディスク用の
半導体レーザＳＨＧ光源を実現するためには以下の条件
が必要となる。

（１）　　非線形光学結晶による高調波変換効率は、入
射レーザ光の光パワー密度の２乗に比例するため、結晶
内におけるパワー密度を高くする。

（２）　　基本モードのＳＨＧレーザ光を得るために、
基本モードが維持される先兵振器構造にする。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、光ディスク
なとのレーザ光を回折限界まで集光でき、光情報処理装
置の高性能化に大きく貢献できるよう（こすることを目
的とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、半導体レーザチッ
プの一方の端面に低反射率コーティング膜を有するとと
もに他方の端面に高反射率コーティング膜を有し、前記
低反射率コーティング膜を有する端面から出射する。レ
ーザ光を高反射率の凹面鏡の出力ミラーによって再び半
導体レーザチップ内に帰還するように構成し、半導体レ
ーザチップと前記出力ミラーとの間に非線、形光学結晶
を介在させ、前記出力ミラーの反射率は半導体レーザチ
ップから出射する半導体レーザ光の波長の半分の波長に
対し低反射率となっているものである。

作　　用 上記の構成により、共振器内での基本波は基本モードで
、その光密度は極めて高くなり、非線形光学結晶内で発
生した高調波も基本モードで取り出せることになる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明す
る。

まず、第１図に示す第１実施例について説明すると、１
１はＧａＡｓ半導体レーザチップで、出力ミラー１２と
対向する側の端面には５ｉＯ１Ｚｒ０３などの絶縁材料
を用いて４分の１波長膜により低反射率（ＡＲ）コーテ
ィングが施され、反対側の端面にはＡｌ２Ｏ３／　Ｓｉ
の多層膜または金属膜により高反射率（ＨＲ）コーティ
ングか施されている。１３は低反射率コーティング膜、
１４は高反射率コーティング膜である。前記半導体レー
ザチップ１１の低反射コティング膜１３より出射したレ
ーザ光は凹面鏡である出力ミラー１２で半導体レーザチ
ップ１１に帰還される。出力ミラー１２の反射率は半導
体レーザチップ１１から出射する半導体レーザ光の波長
に対しては高反射率、半導体レーザ光の波長の半分の波
長に対して低反射率となっており、この出力ミラー１２
と前記半導体レーザチップ１１との間にＫＮｂＯ３など
の非線形光学結晶１５か挿入されて共振器を構成してい
る。前記非線形光学結晶１５の両端面の反射率はｊ半導
体レーザ光の波長に対しては低反射率、半導体レーザ光
の波長の半分の波長に対しては半導体レーザチップ１１
側が高反射率、出力ミラー１２側が低反射率となってお
り、出力ミラー１２を介して高調波レーザ光を取り出せ
るようになっている。

第２図に上記第１実施例において半導体レーザチップ１
１に注入する電流とブルーレザー光出力の関係を示す。

注入電流１００ｍＡに対し、１０ｍＷのブルーレーザ光
が得られている。

以上第１実施例の構成について述べたか、第３図に示す
第２実施例のように、半導体レーザチップ１１と非線形
光学結晶１５との間にレンズ１６を介在させ、非線形光
学結晶１５内でビームを絞るようにすれば、変換効率を
さらに上げることができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、注入電流１００ｍＡて３
９０ｎｍ　〜４３０ｎｍのブルーレーザ光１０ｍＷが得
られ、空間モードが基本モードであるため、回折限界ま
で集光てき、高密度光ディスクなどの光情報処理装置の
高性能化に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における半導体レーザ装置
の構成図、第２図は同半導体レーザ装置における半導体
レーザチップ注入電流とブルーレーザ光出力との関係を
示すグラフ、第３図は本発明の第２実施例における半導
体レーザ装置の構成図、第４図は従来の半導体レーザ装
置の構成図である。 １１・・・半導体レーザチップ、１２・・・出力ミラー
　１３・・・低反射率コーティング膜、１４・・・高反
射率コーティング膜、１５・・・非線形光学結晶、１６
・・・レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．半導体レーザチップの一方の端面に低反射率コーテ
   ィング膜を有するとともに他方の端面に高反射率コーテ
   ィング膜を有し、前記低反射率コーティング膜を有する
   端面から出射するレーザ光を高反射率の凹面鏡の出力ミ
   ラーによって再び半導体レーザチップ内に帰還するよう
   に構成し、半導体レーザチップと前記出力ミラーとの間
   に非線形光学結晶を介在させ、前記出力ミラーの反射率
   は半導体レーザチップから出射する半導体レーザ光の波
   長の半分の波長に対し低反射率となっていることを特徴
   とする半導体レーザ装置。