JPH0525192B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0525192B2 JPH0525192B2 JP60167813A JP16781385A JPH0525192B2 JP H0525192 B2 JPH0525192 B2 JP H0525192B2 JP 60167813 A JP60167813 A JP 60167813A JP 16781385 A JP16781385 A JP 16781385A JP H0525192 B2 JPH0525192 B2 JP H0525192B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide region
- mode
- semiconductor laser
- array
- gain
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は位相同期集積型レーザの横モード制
御に関するものである。
御に関するものである。
第３図は例えばアプライドフイジクスレターズ
46巻136〜138頁（Appl.Phys.Lett.vol.16pp.136―
138）に示された従来の集積型半導体レーザの断
面図で、図において、１はn+―InP基板、２は２
―Inp下クラツド層、３はInGaAsP活性層、４は
３本のストライプ状の溝を有するｐ―InP上クラ
ツド層、５は活性層３とInPとの中間の禁制帯幅
をもつｐ―InGaAsP埋込み層、６はｐ側電極、
７はｎ側電極、８はストライプ状の溝埋込み部、
９は活性層３のうち溝埋込み部８の直下部分にで
きる導波領域である。
46巻136〜138頁（Appl.Phys.Lett.vol.16pp.136―
138）に示された従来の集積型半導体レーザの断
面図で、図において、１はn+―InP基板、２は２
―Inp下クラツド層、３はInGaAsP活性層、４は
３本のストライプ状の溝を有するｐ―InP上クラ
ツド層、５は活性層３とInPとの中間の禁制帯幅
をもつｐ―InGaAsP埋込み層、６はｐ側電極、
７はｎ側電極、８はストライプ状の溝埋込み部、
９は活性層３のうち溝埋込み部８の直下部分にで
きる導波領域である。
次に動作について説明する。ｐ側電極６に正、
ｎ側電極７に負の電圧を印加すると、活性層３に
は上クラツド層４から正孔が、下クラツド層２か
ら電子が注入され、両者は２重ヘテロ構造のバリ
アにより活性層３内に閉じ込められ、放射再結合
する。発生した光はpn接合に垂直及び水平方向
に形成された屈折率分布により導波領域９の近傍
に閉じ込められる。
ｎ側電極７に負の電圧を印加すると、活性層３に
は上クラツド層４から正孔が、下クラツド層２か
ら電子が注入され、両者は２重ヘテロ構造のバリ
アにより活性層３内に閉じ込められ、放射再結合
する。発生した光はpn接合に垂直及び水平方向
に形成された屈折率分布により導波領域９の近傍
に閉じ込められる。
ここで、３つのストライプが約10μm以内に隣
接していると、３つのレーザは独立ではなく光学
的に結合し、その結果同じ波長で一定の位相関係
を保つて、いわゆる位相同期発振をする。このよ
うに複数個の導波路が結合している場合には、各
導波路単体としては基本モードのみを伝搬する条
件にあつても、複合導波路の固有モード（アレイ
モード）は導波路の数だけ存在する。第４図ａ，
ｂは、各々、３連導波路の電界分布と光強度分布
を示す。同図において、νはアレイモードの番号
で、ν＝１が基本アレイモードである。集積型レ
ーザにおいては、各モードに対する利得が等しけ
れば、これらの３つのうち何れのモードでも発振
し得。
接していると、３つのレーザは独立ではなく光学
的に結合し、その結果同じ波長で一定の位相関係
を保つて、いわゆる位相同期発振をする。このよ
うに複数個の導波路が結合している場合には、各
導波路単体としては基本モードのみを伝搬する条
件にあつても、複合導波路の固有モード（アレイ
モード）は導波路の数だけ存在する。第４図ａ，
ｂは、各々、３連導波路の電界分布と光強度分布
を示す。同図において、νはアレイモードの番号
で、ν＝１が基本アレイモードである。集積型レ
ーザにおいては、各モードに対する利得が等しけ
れば、これらの３つのうち何れのモードでも発振
し得。
従来の集積型レーザは、電流が複合導波領域全
体にわたつてほぼ均一に流れるので、各アレイモ
ードに対するモード利得はほぼ等しく、その結果
３つのアレイモードで発振し得る。高次のアレイ
モードで発振すると遠視野像が双峰性となり出射
ビーム角が広くなつてしまい、アレイ化した方向
（pn接合に平行な方向）の出射角が非常に狭くで
きるという位相同期集積型レーザ本来の特徴を出
せないという問題点があつた。
体にわたつてほぼ均一に流れるので、各アレイモ
ードに対するモード利得はほぼ等しく、その結果
３つのアレイモードで発振し得る。高次のアレイ
モードで発振すると遠視野像が双峰性となり出射
ビーム角が広くなつてしまい、アレイ化した方向
（pn接合に平行な方向）の出射角が非常に狭くで
きるという位相同期集積型レーザ本来の特徴を出
せないという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、基本アレイモードで発振する
とともに、動作電流を低減することができる集積
型半導体レーザを得ることを目的とする。
になされたもので、基本アレイモードで発振する
とともに、動作電流を低減することができる集積
型半導体レーザを得ることを目的とする。
この発明に係る集積型半導体レーザは、複合導
波領域の幅より狭い幅の、上記導波領域のストラ
イプ方向に沿つたストライプ状の分離部が上記複
合導波領域の中央部分に対向する位置に設けられ
た電流阻止層を備え、該電流阻止層により複合導
波領域に注入される電流を制限し、ストライプに
垂直な面内での利得の分布が、複合導波領域の中
央部分で高くその両側で充分に低い山型の形状を
持つようにしたものである。
波領域の幅より狭い幅の、上記導波領域のストラ
イプ方向に沿つたストライプ状の分離部が上記複
合導波領域の中央部分に対向する位置に設けられ
た電流阻止層を備え、該電流阻止層により複合導
波領域に注入される電流を制限し、ストライプに
垂直な面内での利得の分布が、複合導波領域の中
央部分で高くその両側で充分に低い山型の形状を
持つようにしたものである。
この発明においては、電流阻止層により複合導
波領域に注入される電流を制限し、ストライプに
垂直な面内での利得の分布が、複合導波領域の中
央部分で高くその両側で充分に低い山型の形状を
持つようにしたから、複合導波領域の両端の部分
に光強度分布のピークをもつ高次のアレイモード
はその利得が制限され、複合導波領域の中央部分
で光強度分布の大きなピークをもつ基本アレイモ
ードのモード利得が複数のアレイモード中最大と
なるため、基本アレイモードでの発振を実現でき
る。
波領域に注入される電流を制限し、ストライプに
垂直な面内での利得の分布が、複合導波領域の中
央部分で高くその両側で充分に低い山型の形状を
持つようにしたから、複合導波領域の両端の部分
に光強度分布のピークをもつ高次のアレイモード
はその利得が制限され、複合導波領域の中央部分
で光強度分布の大きなピークをもつ基本アレイモ
ードのモード利得が複数のアレイモード中最大と
なるため、基本アレイモードでの発振を実現でき
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、２１はp+―InPからなり、
アレイの中央部に中心線を持ちかつアレイ全体の
幅より狭い幅のストライプ状の分離部２２を有す
る電流阻止層である。また１〜９は第３図の従来
例の場合と同等部分を示す。
る。第１図において、２１はp+―InPからなり、
アレイの中央部に中心線を持ちかつアレイ全体の
幅より狭い幅のストライプ状の分離部２２を有す
る電流阻止層である。また１〜９は第３図の従来
例の場合と同等部分を示す。
次に動作について説明する。
電圧印加、活性層へのキヤリアの注入、活性層
での発光・導波から位相同期発振に至る動作に関
しては従来例の場合と同様である。本実施例にお
いては、ｎ―InP下クラツド層２とp+―InP電流
阻止層２１との間のpn接合は逆バイアスされる
ので、電流は分離部２２のみを通つて流れる。即
ち電流は、アレイの中央部近傍に狭窄される。分
離部２２の幅及び下クラツド層の厚さを適当に選
べば、活性層３における横方向の電流分布、従つ
て利得分布を第２図のような山型に形成すること
ができる。これにより、複合導波領域の両端の部
分に光強度分布のピークをもつ高次のアレイモー
ドはその利得が制限され、複合導波領域の中央部
分で光強度分布の大きなピークをもつ基本アレイ
モードのモード利得が複数のアレイモード中最大
となるため、アレイモードは基本モードが選択さ
れる。従つて本装置では横モードを基本モードに
制御でき、狭い出射ビームを持つ高出力半導体レ
ーザが得られる。
での発光・導波から位相同期発振に至る動作に関
しては従来例の場合と同様である。本実施例にお
いては、ｎ―InP下クラツド層２とp+―InP電流
阻止層２１との間のpn接合は逆バイアスされる
ので、電流は分離部２２のみを通つて流れる。即
ち電流は、アレイの中央部近傍に狭窄される。分
離部２２の幅及び下クラツド層の厚さを適当に選
べば、活性層３における横方向の電流分布、従つ
て利得分布を第２図のような山型に形成すること
ができる。これにより、複合導波領域の両端の部
分に光強度分布のピークをもつ高次のアレイモー
ドはその利得が制限され、複合導波領域の中央部
分で光強度分布の大きなピークをもつ基本アレイ
モードのモード利得が複数のアレイモード中最大
となるため、アレイモードは基本モードが選択さ
れる。従つて本装置では横モードを基本モードに
制御でき、狭い出射ビームを持つ高出力半導体レ
ーザが得られる。
なお、上記実施例では３連の集積型半導体レー
ザについて説明したが、４連以上の場合において
も、基本アレイモードの光強度分布の包絡線に近
い利得分布を形成するならば、同様の効果を奏す
る。
ザについて説明したが、４連以上の場合において
も、基本アレイモードの光強度分布の包絡線に近
い利得分布を形成するならば、同様の効果を奏す
る。
また、上記実施例ではクラツド層及び活性層が
InPとInGaAsPとから成る場合について説明した
が、GaAs基板上にAlxGa1-xAs結晶（０＜ｘ＜
１）を用いて同じ構造を形成しても良い。
InPとInGaAsPとから成る場合について説明した
が、GaAs基板上にAlxGa1-xAs結晶（０＜ｘ＜
１）を用いて同じ構造を形成しても良い。
以上のように、この発明によれば、ストライプ
に垂直な面内での利得分布を、基本アレイモード
に対するモード利得が最大となるよう複合導波領
域の中央部分で高くその両側で充分に低い山型の
形状を持つように構成したので、横モードを基本
モードに制御でき、狭い出射ビームを持つ高出力
集積型半導体レーザが得られる効果がある。
に垂直な面内での利得分布を、基本アレイモード
に対するモード利得が最大となるよう複合導波領
域の中央部分で高くその両側で充分に低い山型の
形状を持つように構成したので、横モードを基本
モードに制御でき、狭い出射ビームを持つ高出力
集積型半導体レーザが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による集積型半導
体レーザを示す断面正面図、第２図は上記実施例
装置の利得分布を示す図、第３図は従来の集積型
半導体レーザを示す断面正面図、第４図は上記実
施例装置及び該従来装置のアレイモードの電界分
布、及び光強度分布を示す図である。 ９…導波領域、２１…電流阻止層、２２…分離
部。なお図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。
体レーザを示す断面正面図、第２図は上記実施例
装置の利得分布を示す図、第３図は従来の集積型
半導体レーザを示す断面正面図、第４図は上記実
施例装置及び該従来装置のアレイモードの電界分
布、及び光強度分布を示す図である。 ９…導波領域、２１…電流阻止層、２２…分離
部。なお図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個のストライプ状の導波領域が隣接して
形成された複合導波領域を有する位相同期型の集
積型半導体レーザにおいて、 上記複合導波領域の幅より狭い幅の、上記導波
領域のストライプ方向に沿つたストライプ状の分
離部が上記複合導波領域の中央部分に対向する位
置に設けられた電流阻止層を備えたことを特徴と
する集積型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16781385A JPS6230391A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 集積型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16781385A JPS6230391A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 集積型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230391A JPS6230391A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0525192B2 true JPH0525192B2 (ja) | 1993-04-12 |
Family
ID=15856579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16781385A Granted JPS6230391A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 集積型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230391A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3678075B2 (ja) | 1998-12-09 | 2005-08-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電源装置およびその制御方法、携帯型電子機器、計時装置およびその制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61113294A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16781385A patent/JPS6230391A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230391A (ja) | 1987-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |