JPH0465887A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH0465887A JPH0465887A JP17987090A JP17987090A JPH0465887A JP H0465887 A JPH0465887 A JP H0465887A JP 17987090 A JP17987090 A JP 17987090A JP 17987090 A JP17987090 A JP 17987090A JP H0465887 A JPH0465887 A JP H0465887A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- layer
- type
- double refraction
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体レーザに関し、特に特定モードの発
振を抑えることのできる半導体レーザに関するものであ
る。
振を抑えることのできる半導体レーザに関するものであ
る。
ダブルへテロ接合レーザは、通常ＴＥ波に偏光している
。これは定性的に次のように説明される。
。これは定性的に次のように説明される。
ＴＥ波は活性層面内に電界成分をもち、ＴＭ波は活性層
面内に垂直に電界成分もつ。導波路を進行する光波につ
いては、概念的には導波路境界をジグザグに進行する平
面波の集合と考えることができる。反射面での反射率を
考えるとき、反射面に垂直方向に電界成分があるＴＭ波
では、ブリュースタ角が存在することでもわかるように
、反射面内に電界成分があるＴＥ波に比べて反射率は低
い。従って、ＴＥ波の方がＴＭ波に比べて反射率が大き
いため、次式で示されるしきい値利得係数ｇｔｈにおい
て、 ｇｔｂ：Ｌきい値利得係数 α、：内部損失 Ｒ；端面反射率 Ｌ ：共振器長 反射損失が小さくなるため、小さな利得すなわち小さな
電流でＴＥ波のレーザ発振が生じることがわかる。ＴＥ
波とＴＭ波の強度比はしきい値電流より十分小さい電流
領域では１：１であるが、しきい値電流以下でも誘導放
出が増加してくると、ＴＥ波の強度が強くなる。しきい
値電流以上では通常光出力が３ｍＷ以上になれば、ＴＥ
波とＴＭ波の成分比は１００：１以上になる例が多い。
面内に垂直に電界成分もつ。導波路を進行する光波につ
いては、概念的には導波路境界をジグザグに進行する平
面波の集合と考えることができる。反射面での反射率を
考えるとき、反射面に垂直方向に電界成分があるＴＭ波
では、ブリュースタ角が存在することでもわかるように
、反射面内に電界成分があるＴＥ波に比べて反射率は低
い。従って、ＴＥ波の方がＴＭ波に比べて反射率が大き
いため、次式で示されるしきい値利得係数ｇｔｈにおい
て、 ｇｔｂ：Ｌきい値利得係数 α、：内部損失 Ｒ；端面反射率 Ｌ ：共振器長 反射損失が小さくなるため、小さな利得すなわち小さな
電流でＴＥ波のレーザ発振が生じることがわかる。ＴＥ
波とＴＭ波の強度比はしきい値電流より十分小さい電流
領域では１：１であるが、しきい値電流以下でも誘導放
出が増加してくると、ＴＥ波の強度が強くなる。しきい
値電流以上では通常光出力が３ｍＷ以上になれば、ＴＥ
波とＴＭ波の成分比は１００：１以上になる例が多い。
このようにレーザ光は通常ＴＥ波に偏光しており、ＴＭ
酸成分少ないが、さらにＴＭモード成分を抑える必要が
ある際には、ＬＤ外部に偏光子やモードスプリッタ等の
偏光素子を置き、モジュール化していた。
酸成分少ないが、さらにＴＭモード成分を抑える必要が
ある際には、ＬＤ外部に偏光子やモードスプリッタ等の
偏光素子を置き、モジュール化していた。
〔発明が解決しようとする課題）
以上の説明で明らかなように、従来の半導体レーザにお
いては、ＴＭモード成分を抑えるためには、レーザ外部
に偏光素子を置きモジール化する必要があり、軸合わせ
等の微調整が必要であるという問題点があった。また、
モジュール化によるモード選択信号（ＴＥモード／ＴＭ
モード）も偏光素子の性能に依存しており、本質的に７
Ｍモードを抑えることができないという問題点があった
。
いては、ＴＭモード成分を抑えるためには、レーザ外部
に偏光素子を置きモジール化する必要があり、軸合わせ
等の微調整が必要であるという問題点があった。また、
モジュール化によるモード選択信号（ＴＥモード／ＴＭ
モード）も偏光素子の性能に依存しており、本質的に７
Ｍモードを抑えることができないという問題点があった
。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、偏光素子を用いることな（半導体レーザ素子
内で本質的にＴＭモード成分を抑えることのできる半導
体レーザを得ることを目的とする。
たもので、偏光素子を用いることな（半導体レーザ素子
内で本質的にＴＭモード成分を抑えることのできる半導
体レーザを得ることを目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、レーザ構造をＳ
ＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈ
ｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造とし、ＳＣＨ構造
の光ガイド層を多重量子井戸構造としたものである。
ＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈ
ｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造とし、ＳＣＨ構造
の光ガイド層を多重量子井戸構造としたものである。
この発明においては、ＳＣＨ構造の光ガイド層を複屈折
性を示す多重量子井戸構造の導波路としたので、従来Ｔ
Ｅモードと７Ｍモードが近接しているために困難であっ
たモード分離が容易となり、７Ｍモードのみをカットオ
フすることができるためにレーザ光のＴＭ酸成分抑える
ことができる。
性を示す多重量子井戸構造の導波路としたので、従来Ｔ
Ｅモードと７Ｍモードが近接しているために困難であっ
たモード分離が容易となり、７Ｍモードのみをカットオ
フすることができるためにレーザ光のＴＭ酸成分抑える
ことができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例による半導体レーザの
ＳＣＨ構造部のバンド構造を示す図、第１図ら）は該Ｓ
ＣＨ構造部の屈折率分布を示す図である。
ＳＣＨ構造部のバンド構造を示す図、第１図ら）は該Ｓ
ＣＨ構造部の屈折率分布を示す図である。
図において、２１はｐ型Ａ １２ Ｇ ａ ＋−２Ａ
Ｓクラッド層、２２はｐ型Ａ ｊ！ ｙ Ｃｒ ａ ｔ
−ｙ Ａ ｓウェル層、２３はｐ型Ａ Ｉ Ｘ Ｇ ａ
Ｉ−Ｘ Ａ ｓバリア層、２４はＧａＡｓ活性層、２
５はｎ型Ａｌ、Ｇａｐ−、Ａｓウェル層、２６はｎ型Ａ
ｌ２．Ｃａｔ−ｇ Ａｓバリア層、２７はｎ型Ａ ！！
、ｚ Ｇ ａ ｒ−ｚ Ａ ｓクラッド層である。また
り、はバリア層膜厚、Ｌ、はウェル層膜厚である。各層
のＡ！組成比ｘ、ｙ、ｚの関係はｚ ＞ ｘ ＞ ｙで
ある。
Ｓクラッド層、２２はｐ型Ａ ｊ！ ｙ Ｃｒ ａ ｔ
−ｙ Ａ ｓウェル層、２３はｐ型Ａ Ｉ Ｘ Ｇ ａ
Ｉ−Ｘ Ａ ｓバリア層、２４はＧａＡｓ活性層、２
５はｎ型Ａｌ、Ｇａｐ−、Ａｓウェル層、２６はｎ型Ａ
ｌ２．Ｃａｔ−ｇ Ａｓバリア層、２７はｎ型Ａ ！！
、ｚ Ｇ ａ ｒ−ｚ Ａ ｓクラッド層である。また
り、はバリア層膜厚、Ｌ、はウェル層膜厚である。各層
のＡ！組成比ｘ、ｙ、ｚの関係はｚ ＞ ｘ ＞ ｙで
ある。
また、第２図は本実施例による半導体レーザの断面模式
図である。図において、１はｐ側電極、２はｐ型Ａ１Ｇ
ａＡｓキャップ層、３はｐ型ＡｆＧａＡｓクラッド層、
４はｎ型ＡｌＧａＡｓ電流フロック層、５はｐ型Ａｊ！
ＧａＡｓクラッド層、６はｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
多重量子井戸光ガイド層、７はＧａＡｓ活性層、８はｎ
型ＡｆｆｉＧａＡｓ多重量子井戸光ガイド層、９はｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０はｎ型ＧａＡｓ基板、１
１はｎ側電極である。
図である。図において、１はｐ側電極、２はｐ型Ａ１Ｇ
ａＡｓキャップ層、３はｐ型ＡｆＧａＡｓクラッド層、
４はｎ型ＡｌＧａＡｓ電流フロック層、５はｐ型Ａｊ！
ＧａＡｓクラッド層、６はｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ
多重量子井戸光ガイド層、７はＧａＡｓ活性層、８はｎ
型ＡｆｆｉＧａＡｓ多重量子井戸光ガイド層、９はｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０はｎ型ＧａＡｓ基板、１
１はｎ側電極である。
次に作用について説明する。
本実施例の光ガイド層にみられるように、屈折率の異な
る２種類の媒質が交互に層状に積み重ねられているとき
は、複屈折性を示すことが知られている。この複屈折性
は多重量子井戸数、バリア層膜厚Ｌｂ、ウェル層膜厚Ｌ
２等により制御可能である。複屈折性の制御により、該
ガイド層をＴＥモードは閉じ込めるが、７Ｍモードは閉
じ込めないような光ガイド層を実現することができ、こ
れにより７Ｍモードのレーザ素子内でのカットオフが可
能となる。
る２種類の媒質が交互に層状に積み重ねられているとき
は、複屈折性を示すことが知られている。この複屈折性
は多重量子井戸数、バリア層膜厚Ｌｂ、ウェル層膜厚Ｌ
２等により制御可能である。複屈折性の制御により、該
ガイド層をＴＥモードは閉じ込めるが、７Ｍモードは閉
じ込めないような光ガイド層を実現することができ、こ
れにより７Ｍモードのレーザ素子内でのカットオフが可
能となる。
このように本実施例によれば、従来、ＴＥモードと７Ｍ
モードが近接しているために困難であったモード分離が
、複屈折性を示す光ガイド層を導入することにより容易
となり、７Ｍモードのみをカットオフすることが可能と
なる。
モードが近接しているために困難であったモード分離が
、複屈折性を示す光ガイド層を導入することにより容易
となり、７Ｍモードのみをカットオフすることが可能と
なる。
なお、上記実施例ではＧ ａ Ａ ｓ系半導体を用いた
が、その他の半導体を用いても本発明は有効である。
が、その他の半導体を用いても本発明は有効である。
また、上記実施例では、電流ブロック層を用いて電流狭
窄を行なうものを示したが、活性領域の狭ストライプ化
はこの方法にかぎるものではないことはいうまでもない
。
窄を行なうものを示したが、活性領域の狭ストライプ化
はこの方法にかぎるものではないことはいうまでもない
。
以上のように、この発明によれば、ＳＣＨ構造の光ガイ
ド層を多重量子井戸構造としたから、適切な導波路構造
設計によりＴＭモードのみをカットオフすることができ
、レーザ光のＴＭモード成分を抑えることが可能となる
効果がある。
ド層を多重量子井戸構造としたから、適切な導波路構造
設計によりＴＭモードのみをカットオフすることができ
、レーザ光のＴＭモード成分を抑えることが可能となる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザのＳＣ
Ｈ構造部のバンド構造、屈折率分布を示す図、第２図は
本発明の一実施例による半導体レーザを示す断面図であ
る。 ｌはｐ側電極、２はｐ型ＡｆＧａＡｓキャンプ層、３は
ｐ型Ａｊ２ＧａＡｓクラッド層、４はｎ型Ａｊ２ＧａＡ
ｓブ０７り層、５はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、６は
ｐ型Ａｊ２ＧａＡｓ多重量子井戸光ガイド層、７はＧａ
Ａｓ活性層、８はｎ型Ａ！Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸
光ガイド層、９はｎ型ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層、１
０はｎ型ＧａＡｓ基板、１１はｎ側電極、２１はＰ型Ａ
ｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓクラッド層、２２はｐ型Ａ ｌ
ｙ Ｇ ａ ＋−ｙ Ａ ｓウェル層、２３はｐ型Ａ
ｆ、Ｇａ、−、Ａｓバリア層、２４はＧａＡｓ活性層、
２５はｎ型Ａｊ２ｙＧａ＋、Ａｓウェル層、２６はｎ型
ＡｌＸＧａ、−８Ａｓバリア層、２７はｎ型Ａｆｆ□Ｇ
ａ、−ｚ Ａｓクラッド層、Ｌ、はバリア層膜厚、＋２
はウェル層膜厚である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Ｈ構造部のバンド構造、屈折率分布を示す図、第２図は
本発明の一実施例による半導体レーザを示す断面図であ
る。 ｌはｐ側電極、２はｐ型ＡｆＧａＡｓキャンプ層、３は
ｐ型Ａｊ２ＧａＡｓクラッド層、４はｎ型Ａｊ２ＧａＡ
ｓブ０７り層、５はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、６は
ｐ型Ａｊ２ＧａＡｓ多重量子井戸光ガイド層、７はＧａ
Ａｓ活性層、８はｎ型Ａ！Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸
光ガイド層、９はｎ型ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層、１
０はｎ型ＧａＡｓ基板、１１はｎ側電極、２１はＰ型Ａ
ｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓクラッド層、２２はｐ型Ａ ｌ
ｙ Ｇ ａ ＋−ｙ Ａ ｓウェル層、２３はｐ型Ａ
ｆ、Ｇａ、−、Ａｓバリア層、２４はＧａＡｓ活性層、
２５はｎ型Ａｊ２ｙＧａ＋、Ａｓウェル層、２６はｎ型
ＡｌＸＧａ、−８Ａｓバリア層、２７はｎ型Ａｆｆ□Ｇ
ａ、−ｚ Ａｓクラッド層、Ｌ、はバリア層膜厚、＋２
はウェル層膜厚である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）ＳＣＨ（ＳｅｐａｒａｔｅＣｏｎｆｉｎｅｍｅｎ
ｔＨｅｔｅｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有する半
導体レーザにおいて、上記ＳＣＨ構造の光ガイド層は多
重量子井戸層からなり、 該多重量子井戸層が示す複屈折性により特定モードの発
振を抑えることを特徴とした半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987090A JPH0465887A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987090A JPH0465887A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465887A true JPH0465887A (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=16073349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17987090A Pending JPH0465887A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0465887A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06248358A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Showa Alum Corp | 金属条用フレーム処理装置及び処理方法 |
| US5528614A (en) * | 1993-05-19 | 1996-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Quantum well semiconductor laser device structure |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP17987090A patent/JPH0465887A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06248358A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Showa Alum Corp | 金属条用フレーム処理装置及び処理方法 |
| US5528614A (en) * | 1993-05-19 | 1996-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Quantum well semiconductor laser device structure |
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