JPH0537085A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0537085A JPH0537085A JP19140291A JP19140291A JPH0537085A JP H0537085 A JPH0537085 A JP H0537085A JP 19140291 A JP19140291 A JP 19140291A JP 19140291 A JP19140291 A JP 19140291A JP H0537085 A JPH0537085 A JP H0537085A
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- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩｎＧａＡｌＰ系赤色半導体レーザ装置のス
ロープ効率を低下させると共に、ドループ特性を含めた
温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提供
する点にある。 【構成】 本発明に係わる半導体レーザ装置は、四元混
晶を用いており、活性層とこれを挟んで設けるクラッド
層四元混晶のＡｌ組成はＸ＜０．６≦Ｗである。ここで
一方のそれがＸであり、他方がＷである。活性層の厚さ
は、０．０３μｍ以下とし、少なくとも出射面を構成す
るミラー面の反射率を５０％以上とするコ−ティング面
を形成する。この結果、スロープ効率の低下、ドループ
特性及び温度特性の改善ひいては信頼性の向上が達成で
きる。
ロープ効率を低下させると共に、ドループ特性を含めた
温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提供
する点にある。 【構成】 本発明に係わる半導体レーザ装置は、四元混
晶を用いており、活性層とこれを挟んで設けるクラッド
層四元混晶のＡｌ組成はＸ＜０．６≦Ｗである。ここで
一方のそれがＸであり、他方がＷである。活性層の厚さ
は、０．０３μｍ以下とし、少なくとも出射面を構成す
るミラー面の反射率を５０％以上とするコ−ティング面
を形成する。この結果、スロープ効率の低下、ドループ
特性及び温度特性の改善ひいては信頼性の向上が達成で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に係
わり、特に、レーザビームプリンタなどの情報処理装置
の光源に好適なものである。
わり、特に、レーザビームプリンタなどの情報処理装置
の光源に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置にあっては、光を有効
に利用するために、出射面側の反射率を劈開面と同等な
３２％と同等以下にするのが一般的である。しかし、近
年６７０ｎｍ帯の波長域のレーザビームを出射するＩｎ
ＧａＡｌＰ系の半導体レーザは、レーザビームプリンタ
の光源に利用されるようになっており、ドループ特性と
しては１０％以下を満足することが要求されている。ま
た、この半導体レーザは、高感度の感光剤が使えるので
高速化・高精度化に適している利点が利用されている。
に利用するために、出射面側の反射率を劈開面と同等な
３２％と同等以下にするのが一般的である。しかし、近
年６７０ｎｍ帯の波長域のレーザビームを出射するＩｎ
ＧａＡｌＰ系の半導体レーザは、レーザビームプリンタ
の光源に利用されるようになっており、ドループ特性と
しては１０％以下を満足することが要求されている。ま
た、この半導体レーザは、高感度の感光剤が使えるので
高速化・高精度化に適している利点が利用されている。
【０００３】この種の半導体レーザ即ち屈折率ガイド型
レーザＳＢＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖ−ｅｌｙ Ｂｕｒｉｅ
ｄ Ｒｉｄｇｅ）の構造は、ＧａＡｓ基板に同導電型及
び異導電型のクラッド層をこの順に重ねて形成し、クラ
ッド層の間に活性層を設置する。また、異導電型のクラ
ッド層の一部を除去してストライプ状の電流通路を形成
し、除去部分に電流ブロック層を堆積してから、電流通
路ならびに電流ブロック層にコンタクト層を設置して構
成する。
レーザＳＢＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖ−ｅｌｙ Ｂｕｒｉｅ
ｄ Ｒｉｄｇｅ）の構造は、ＧａＡｓ基板に同導電型及
び異導電型のクラッド層をこの順に重ねて形成し、クラ
ッド層の間に活性層を設置する。また、異導電型のクラ
ッド層の一部を除去してストライプ状の電流通路を形成
し、除去部分に電流ブロック層を堆積してから、電流通
路ならびに電流ブロック層にコンタクト層を設置して構
成する。
【０００４】この半導体レーザの特徴は、電流通路の形
成により活性層の一部に電流と光を閉じ込め、また、ク
ラッド層の組成としてＡｌが０．６以上とする点にあ
る。
成により活性層の一部に電流と光を閉じ込め、また、ク
ラッド層の組成としてＡｌが０．６以上とする点にあ
る。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】以上のようにレーザプ
リンターの光源として使用する半導体レーザ装置は、数
十ｍｓｅｃの定電流パルスを印加する間に、発熱により
半導体レーザの光出力が低下することが問題になってき
た。また、屈折率ガイド型レーザから成り、ＩｎＧａＡ
ｌＰを主体とする赤色半導体レーザは、熱伝導率が悪い
上に、無効電流の低減によりしきい値は下がっているも
のの、スロープ効率が高く、温度特性が悪い。更に、半
導体レ−ザのパルス駆動時に光出力が下がる現象を表す
特性として知られているドループ特性が、ＳＢＲレーザ
では、１０％またはそれ以上あるので、レーザプリンタ
ーの光源用としての要求を満足することが難しかった。
更にまた、Ｉ−Ｌカーブにおけるスロープ効率も０．４
５（Ｗ／Ａ）以上あり、パワーを一定にして駆動するこ
とが難しかった。
リンターの光源として使用する半導体レーザ装置は、数
十ｍｓｅｃの定電流パルスを印加する間に、発熱により
半導体レーザの光出力が低下することが問題になってき
た。また、屈折率ガイド型レーザから成り、ＩｎＧａＡ
ｌＰを主体とする赤色半導体レーザは、熱伝導率が悪い
上に、無効電流の低減によりしきい値は下がっているも
のの、スロープ効率が高く、温度特性が悪い。更に、半
導体レ−ザのパルス駆動時に光出力が下がる現象を表す
特性として知られているドループ特性が、ＳＢＲレーザ
では、１０％またはそれ以上あるので、レーザプリンタ
ーの光源用としての要求を満足することが難しかった。
更にまた、Ｉ−Ｌカーブにおけるスロープ効率も０．４
５（Ｗ／Ａ）以上あり、パワーを一定にして駆動するこ
とが難しかった。
【０００６】本発明は、このような事情により成された
もので、特に、ＩｎＧａＡｌＰ半導体レーザのスロープ
効率を低下し、ドループ特性を含めた半導体レーザ装置
の温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
もので、特に、ＩｎＧａＡｌＰ半導体レーザのスロープ
効率を低下し、ドループ特性を含めた半導体レーザ装置
の温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１導電型の半導体基板
と，前記半導体基板に以下の順に重ねて形成する第１導
電型及び第２導電型のクラッド層と，前記両クラッド層
に挟まれて設置し厚さが０．０３μｍ以下の活性層と，
前記第２導電型のクラッド層の一部を除去して残った部
分で形成するストライプ状の電流通路と，前記除去部分
を埋めて形成する電流ブロック層と，前記電流通路及び
電流ブロック層に積層して形成するコンタクト層と，前
記半導体基板及びコンタクト層の露出部分に形成する電
極と，前記電流通路の長辺、活性層、第１導電型及び第
２導電型のクラッド層に直交する結晶面から成りかつ、
レーザ光を利用する出射面側の反射率が５０％以上のミ
ラ−面を具備する点に本発明に係わる半導体レーザ装置
の特徴がある。
と，前記半導体基板に以下の順に重ねて形成する第１導
電型及び第２導電型のクラッド層と，前記両クラッド層
に挟まれて設置し厚さが０．０３μｍ以下の活性層と，
前記第２導電型のクラッド層の一部を除去して残った部
分で形成するストライプ状の電流通路と，前記除去部分
を埋めて形成する電流ブロック層と，前記電流通路及び
電流ブロック層に積層して形成するコンタクト層と，前
記半導体基板及びコンタクト層の露出部分に形成する電
極と，前記電流通路の長辺、活性層、第１導電型及び第
２導電型のクラッド層に直交する結晶面から成りかつ、
レーザ光を利用する出射面側の反射率が５０％以上のミ
ラ−面を具備する点に本発明に係わる半導体レーザ装置
の特徴がある。
【０００８】更に、本発明に係わる半導体レーザ装置
は、前記活性層及びクラッド層は夫々Ｉｎ1-y Ｇａ1-x
Ａｌx ）y Ｐと、Ｉｎ1-z （Ｇａ1-w Ａｌw ）z Ｐから
成り，Ｘ＜０．６≦Ｗである点にも特徴がある。
は、前記活性層及びクラッド層は夫々Ｉｎ1-y Ｇａ1-x
Ａｌx ）y Ｐと、Ｉｎ1-z （Ｇａ1-w Ａｌw ）z Ｐから
成り，Ｘ＜０．６≦Ｗである点にも特徴がある。
【０００９】
【作用】本発明に係わる半導体レーザ装置は、ミラー面
側の反射率を５０％以上、更に活性層の厚さを０．０３
μｍ以下とすることによりスロープ効率の低下、ドルー
プ特性の改善、動作温度の改善ひいては信頼性が向上す
るとの事実を基に完成したものである。出射面側を構成
するミラー面には、反射率が５０％以上になるように例
えばコーティングする。
側の反射率を５０％以上、更に活性層の厚さを０．０３
μｍ以下とすることによりスロープ効率の低下、ドルー
プ特性の改善、動作温度の改善ひいては信頼性が向上す
るとの事実を基に完成したものである。出射面側を構成
するミラー面には、反射率が５０％以上になるように例
えばコーティングする。
【００１０】更に赤色半導体レーザとしての機能を発揮
するためには、第１及び第２クラッド層の組成を前者が
Ｉｎ1-y （Ｇａ1-x Ａｌx ）y Ｐ、後者がＩｎ1-z （Ｇ
ａ1- w Ａｌw ）z Ｐとし、その上Ｘ＜０．６≦Ｗとする
ことが必要であるので、限定する。ただし、Ｙ、Ｚはほ
ぼ０．５とすれば良いことを付記する。
するためには、第１及び第２クラッド層の組成を前者が
Ｉｎ1-y （Ｇａ1-x Ａｌx ）y Ｐ、後者がＩｎ1-z （Ｇ
ａ1- w Ａｌw ）z Ｐとし、その上Ｘ＜０．６≦Ｗとする
ことが必要であるので、限定する。ただし、Ｙ、Ｚはほ
ぼ０．５とすれば良いことを付記する。
【００１１】
【実施例】本発明に係わる一実施例を図１乃至図４を参
照して説明する。図１に斜視図に明らかにする屈折率ガ
イド型赤色レーザ（ＳＢＲレーザ）の主要部は、３回の
ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル法により作成する。
即ち、厚さがほぼ３００μｍのｎ型即ち第１導電型のＧ
ａＡｓ基板１に第１導電型のＩｎ1-z （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）z Ｐから成る厚さがほぼ１．２μｍの第１クラッ
ド層２を堆積後、ノンドープのＩｎ1-y （Ｇａ1-x Ａｌ
x ）y Ｐで構成し厚さ（図１にｄact と表示）がほぼ
０．０３μｍの活性層３を堆積する。更に、第２導電型
のＩｎ1-z （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）z Ｐから成る厚さがほ
ぼ１．２μｍの第２クラッド層４を堆積する。更にま
た、その上に第２導電型のＩｎＧａＰ層１２を０．００
５μｍ堆積する。
照して説明する。図１に斜視図に明らかにする屈折率ガ
イド型赤色レーザ（ＳＢＲレーザ）の主要部は、３回の
ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル法により作成する。
即ち、厚さがほぼ３００μｍのｎ型即ち第１導電型のＧ
ａＡｓ基板１に第１導電型のＩｎ1-z （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）z Ｐから成る厚さがほぼ１．２μｍの第１クラッ
ド層２を堆積後、ノンドープのＩｎ1-y （Ｇａ1-x Ａｌ
x ）y Ｐで構成し厚さ（図１にｄact と表示）がほぼ
０．０３μｍの活性層３を堆積する。更に、第２導電型
のＩｎ1-z （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）z Ｐから成る厚さがほ
ぼ１．２μｍの第２クラッド層４を堆積する。更にま
た、その上に第２導電型のＩｎＧａＰ層１２を０．００
５μｍ堆積する。
【００１２】この中で、ノンドープの活性層３と、第１
及び第２クラッド層２、４におけるＡｌに関する組成
は、請求範囲で前者がＩｎ1-y Ｇａ1-x Ａｌx ）y Ｐ、
後者がＩｎ1-z （Ｇａ1-w Ａｌw ）z Ｐと記載されてお
り、Ｘ＜０．６≦Ｗとし、Ｙ、Ｚはほぼ０．５とする。
このような組成において、赤色半導体レーザとしての機
能を十分に発揮するために、限定の根拠とする。
及び第２クラッド層２、４におけるＡｌに関する組成
は、請求範囲で前者がＩｎ1-y Ｇａ1-x Ａｌx ）y Ｐ、
後者がＩｎ1-z （Ｇａ1-w Ａｌw ）z Ｐと記載されてお
り、Ｘ＜０．６≦Ｗとし、Ｙ、Ｚはほぼ０．５とする。
このような組成において、赤色半導体レーザとしての機
能を十分に発揮するために、限定の根拠とする。
【００１３】第２クラッド層２の露出面に、二酸化珪素
のエッチングマスクを被覆後、等方性エッチング処理に
より第２クラッド層２の一部を溶除して図１のＷで表示
するストライプ状の電流通路５を形成する。その後、第
１導電型の厚さがほぼ０．５μｍのＧａＡｓ６電流ブロ
ック層の一部をストライプ状電流通路５の側面を埋めて
堆積する。
のエッチングマスクを被覆後、等方性エッチング処理に
より第２クラッド層２の一部を溶除して図１のＷで表示
するストライプ状の電流通路５を形成する。その後、第
１導電型の厚さがほぼ０．５μｍのＧａＡｓ６電流ブロ
ック層の一部をストライプ状電流通路５の側面を埋めて
堆積する。
【００１４】この結果、第２導電型の電流ブロック層６
とストライプ状電流通路５の露出表面により構成する平
坦面に第２導電型で厚さがほぼ０．５μｍのＧａＡｓか
ら成るコンタクト層７を全面に堆積する。
とストライプ状電流通路５の露出表面により構成する平
坦面に第２導電型で厚さがほぼ０．５μｍのＧａＡｓか
ら成るコンタクト層７を全面に堆積する。
【００１５】ｎ型即ち第１導電型のＧａＡｓ基板１の厚
さは、積層構造体の各層の中で最も厚いが、図１では〜
印により省略していることを示した。更に、電流通路４
の幅Ｗが５μｍ、活性層３と電流ブロック層６との距離
ｈを０．２μｍとする。
さは、積層構造体の各層の中で最も厚いが、図１では〜
印により省略していることを示した。更に、電流通路４
の幅Ｗが５μｍ、活性層３と電流ブロック層６との距離
ｈを０．２μｍとする。
【００１６】その後、第１導電型のＧａＡｓ基板１側を
全体の厚さが１００μｍとなるまで研磨して薄くする。
全体の厚さが１００μｍとなるまで研磨して薄くする。
【００１７】次に基板１の露出面には、Ａｕ−Ｇｅから
成る電極８を、コンタクト層７の露出面いいかえれば積
層体の露出面には、Ａｕ−Ｚｎで構成する電極９を形成
後、ミラー面１０用工程に移行する。
成る電極８を、コンタクト層７の露出面いいかえれば積
層体の露出面には、Ａｕ−Ｚｎで構成する電極９を形成
後、ミラー面１０用工程に移行する。
【００１８】ストライプ状電流通路５に直交する結晶面
いいかえれば基板１、第１及び第２活性層２、４、活性
層３、電流ブロック層６、ストラスプ状電流通路５及び
コンタクト層７の夫々の端面を劈開し、その上に図示し
ない誘電体多層膜を被覆してミラー面１０とする。誘電
体多層膜としては、Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ／Ａｌ2 Ｏ3 ；λ
／４×３）が適用可能であり、その他の材料としてＳｉ
Ｏ2 ／ＳｉやＳｉＯ2 ／ＳｉＮなどの組合わせも使用で
きる。これによりミラー面１０の反射率は５０％以上と
なる。
いいかえれば基板１、第１及び第２活性層２、４、活性
層３、電流ブロック層６、ストラスプ状電流通路５及び
コンタクト層７の夫々の端面を劈開し、その上に図示し
ない誘電体多層膜を被覆してミラー面１０とする。誘電
体多層膜としては、Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ／Ａｌ2 Ｏ3 ；λ
／４×３）が適用可能であり、その他の材料としてＳｉ
Ｏ2 ／ＳｉやＳｉＯ2 ／ＳｉＮなどの組合わせも使用で
きる。これによりミラー面１０の反射率は５０％以上と
なる。
【００１９】また、反射率５０％以上のミラー面１０
は、ストライプ状の電流通路５などに直交し、互いに対
向する結晶面に設置する必要なく、一方が反射率５０％
以上のミラー面１０であれば差支えがない。
は、ストライプ状の電流通路５などに直交し、互いに対
向する結晶面に設置する必要なく、一方が反射率５０％
以上のミラー面１０であれば差支えがない。
【００２０】ミラー面１０の反射率５０％以上とするこ
とを説明するために示す図５及び図６は、ミラー面１０
に対向するミラ−面１１（図１参照）の反射率をパラメ
ータとし、両方の横軸に前面反射率を採り、縦軸には、
前者がスロープ効率、後者にしきい値を示した。従っ
て、両図に記載した％は、後面反射率を表している。
とを説明するために示す図５及び図６は、ミラー面１０
に対向するミラ−面１１（図１参照）の反射率をパラメ
ータとし、両方の横軸に前面反射率を採り、縦軸には、
前者がスロープ効率、後者にしきい値を示した。従っ
て、両図に記載した％は、後面反射率を表している。
【００２１】一方、半導体レーザ装置を使用するシステ
ムで要求するスロープ効率は、０．４Ｗ／Ａ以下であ
る。
ムで要求するスロープ効率は、０．４Ｗ／Ａ以下であ
る。
【００２２】ここで、相対向するミラー面１０、１１の
反射率を対称とする時の図５の曲線は、丁度０．４Ｗ／
Ａのスロープ効率を示しており、ミラー面１０の反射率
５０％以上とすることの根拠となるものである。
反射率を対称とする時の図５の曲線は、丁度０．４Ｗ／
Ａのスロープ効率を示しており、ミラー面１０の反射率
５０％以上とすることの根拠となるものである。
【００２３】また、図６は、前面反射率が５０％以上と
した時、後面反射率がどの程度に制御すれば良いかを示
すものである。後面反射率はしきい値に相関関係があ
り、これが低くなるとしきい値が高くなる傾向にある。
劈開面と同じ３０％程度の反射率を目途にそれと同等の
反射損失となるように制御するならば、半導体レーザ装
置のしきい値に影響が及ばないと考えられる。
した時、後面反射率がどの程度に制御すれば良いかを示
すものである。後面反射率はしきい値に相関関係があ
り、これが低くなるとしきい値が高くなる傾向にある。
劈開面と同じ３０％程度の反射率を目途にそれと同等の
反射損失となるように制御するならば、半導体レーザ装
置のしきい値に影響が及ばないと考えられる。
【００２４】例えば前面を５０％の反射率とし、後面反
射率が１８％以上とするとしきい値が高くなることはな
い。
射率が１８％以上とするとしきい値が高くなることはな
い。
【００２５】このような半導体レーザは、劈開工程によ
り１チップに形成後、いわゆるＪ−ダウン（Ｄｏｗｎ）
方式即ち基板１を上方にする方式により９ｍｍΦの外囲
器にマウントして半導体レーザ装置とする。
り１チップに形成後、いわゆるＪ−ダウン（Ｄｏｗｎ）
方式即ち基板１を上方にする方式により９ｍｍΦの外囲
器にマウントして半導体レーザ装置とする。
【００２６】このように本発明に係わる半導体レーザ装
置では、第２導電型のクラッド層の一部を除去して残っ
た部分でストライプ状の電流通路５を形成し、この除去
部分を埋めて電流ブロック層６を設置する。
置では、第２導電型のクラッド層の一部を除去して残っ
た部分でストライプ状の電流通路５を形成し、この除去
部分を埋めて電流ブロック層６を設置する。
【００２７】他の半導体レーザ構造としては、ゲインガ
イドのＩＳ構造とすることも可能であり、その斜視図を
図２に示す。図面から判然とするように、図１のそれと
殆ど同じであり、具体的な数値もほぼ同一なので説明は
省略する。
イドのＩＳ構造とすることも可能であり、その斜視図を
図２に示す。図面から判然とするように、図１のそれと
殆ど同じであり、具体的な数値もほぼ同一なので説明は
省略する。
【００２８】
【発明の効果】ＩｎＧａＡｌＰ系から構成する四元混晶
の半導体レーザは、従来λ／２の厚さのコーティングを
したミラー面を備えており、活性層の厚さｄact ０．０
６μｍとするとスロープ効率≧０．４５しきい値電流＝
３５ｍＡ、キンクレベルが１４ｍＷ、ＣＯＤレベルは約
１５ｍＷ更にドループ特性が約１０％が得られる。これ
に対して、Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ／Ａｌ2 Ｏ3 （λ／４×３
層）の高反射被覆を施すと、反射率が約６０％となる。
の半導体レーザは、従来λ／２の厚さのコーティングを
したミラー面を備えており、活性層の厚さｄact ０．０
６μｍとするとスロープ効率≧０．４５しきい値電流＝
３５ｍＡ、キンクレベルが１４ｍＷ、ＣＯＤレベルは約
１５ｍＷ更にドループ特性が約１０％が得られる。これ
に対して、Ａｌ2 Ｏ3 ／Ｓｉ／Ａｌ2 Ｏ3 （λ／４×３
層）の高反射被覆を施すと、反射率が約６０％となる。
【００２９】図３は、電流を横軸に、光出力を縦軸に採
ってａ、ｂ、ｃ型の半導体レーザの特性を示すものであ
る。ａは、ｄact ＝０．０６μｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝３２
％、ｂでは、ｄact ＝０．０６μｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝６０
％、ｃは本発明に係わるもので、ｄact ＝０．０３μ
ｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝６０％である。
ってａ、ｂ、ｃ型の半導体レーザの特性を示すものであ
る。ａは、ｄact ＝０．０６μｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝３２
％、ｂでは、ｄact ＝０．０６μｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝６０
％、ｃは本発明に係わるもので、ｄact ＝０．０３μ
ｍ、Ｒf ＝Ｒr ＝６０％である。
【００３０】図３によると、従来の半導体レーザａの両
面反射率を６０％としたｂでは、スロープ効率が０．３
５、しきい値電流＝２７ｍＡとなって、キンクレベルと
ＣＯＤレベルが低下するのがはっきりと示されている。
面反射率を６０％としたｂでは、スロープ効率が０．３
５、しきい値電流＝２７ｍＡとなって、キンクレベルと
ＣＯＤレベルが低下するのがはっきりと示されている。
【００３１】これに対して、本発明に係わるＣは、スロ
ープ効率が０．３５であり、キンクレベルとＣＯＤレベ
ルは従来のａと同等である。
ープ効率が０．３５であり、キンクレベルとＣＯＤレベ
ルは従来のａと同等である。
【００３２】これを図４により説明する。この図は、横
軸にミラー面反射率、縦軸に規格化パワー密度（×１０
9 ｃｍ2 ）を採り、ミラー面における活性層厚さが破壊
するパラメータとしてミラー面反射率の依存性を説明す
るものであり、活性層の厚さの差により規格化パワー密
度が違ってくることが判然としている。
軸にミラー面反射率、縦軸に規格化パワー密度（×１０
9 ｃｍ2 ）を採り、ミラー面における活性層厚さが破壊
するパラメータとしてミラー面反射率の依存性を説明す
るものであり、活性層の厚さの差により規格化パワー密
度が違ってくることが判然としている。
【００３３】ミラー面破壊が発生する点を示すＣＯＤレ
ベルは、ミラー面における内部光密度に依存する。図４
の縦軸として示す規格化パワー密度は、結晶内部光のそ
れを表しており、例えば内部パワー密度が５ＭＷ／ｃｍ
2 でＣＯＤが発生するレーザにおいて、１０ｍＷ以上の
出力を出すには、規格化パワー密度を５×１０8 ｃｍ-2
以下にしなければならない。しかし、前面反射率を上げ
ると、内部に戻る光量が多くなり、規格化パワー密度は
増加する。
ベルは、ミラー面における内部光密度に依存する。図４
の縦軸として示す規格化パワー密度は、結晶内部光のそ
れを表しており、例えば内部パワー密度が５ＭＷ／ｃｍ
2 でＣＯＤが発生するレーザにおいて、１０ｍＷ以上の
出力を出すには、規格化パワー密度を５×１０8 ｃｍ-2
以下にしなければならない。しかし、前面反射率を上げ
ると、内部に戻る光量が多くなり、規格化パワー密度は
増加する。
【００３４】一方、活性層の厚さを薄くすると、クラッ
ド層への光のしみ出しが大きくなって、活性層における
内部光密度が小さくなる。
ド層への光のしみ出しが大きくなって、活性層における
内部光密度が小さくなる。
【００３５】キンクレベルは、ミラー面での光密度だけ
では、決まらないが、ミラー面の内部パワー密度に対し
てＣＯＤと同じ傾向を示す。
では、決まらないが、ミラー面の内部パワー密度に対し
てＣＯＤと同じ傾向を示す。
【００３６】従って前面反射率を上げることによりスロ
ープ効率を落とし、しきい値電流Ｉtrを低下して温度特
性を改善することができる。
ープ効率を落とし、しきい値電流Ｉtrを低下して温度特
性を改善することができる。
【００３７】この時、キンクレベルとＣＯＤレベルが同
時に低下することになるが、活性層を薄くすることによ
り、内部のパワー密度を小さくすることにより補償する
ことが可能になる。
時に低下することになるが、活性層を薄くすることによ
り、内部のパワー密度を小さくすることにより補償する
ことが可能になる。
【００３８】図４に明らかなように、活性層の厚さｄ
act が０．０３μｍとすると、６０％の高反射率にして
も、スロープ効率＝０．３５、Ｉtr＝３０ｍＡ、キンク
レベル１４ｍＷ、ＣＯＤが１５ｍＷ程度である。
act が０．０３μｍとすると、６０％の高反射率にして
も、スロープ効率＝０．３５、Ｉtr＝３０ｍＡ、キンク
レベル１４ｍＷ、ＣＯＤが１５ｍＷ程度である。
【００３９】しかし、約５ｍＷの光出力で使用するのに
は、実用上十分な値であり、５０℃、５ｍＷにおける動
作電流も従来の６０〜７０ｍＡから４０〜５０ｍＡに低
下するので、動作電流密度も下がり信頼性も大きく改善
できる。
は、実用上十分な値であり、５０℃、５ｍＷにおける動
作電流も従来の６０〜７０ｍＡから４０〜５０ｍＡに低
下するので、動作電流密度も下がり信頼性も大きく改善
できる。
【００４０】このように、ミラー面反射率５０％以上と
してかつ、活性層の厚さを薄くすることにより、ミラー
面におけるパワー密度を小さくした結果、スロープ効率
としきい値の低下、キンクレベルとＣＯＤレベルの向上
更にドループ特性の改善が達成でき、ひいては動作レベ
ル５ｍＷでの信頼性も大幅に改善できる。
してかつ、活性層の厚さを薄くすることにより、ミラー
面におけるパワー密度を小さくした結果、スロープ効率
としきい値の低下、キンクレベルとＣＯＤレベルの向上
更にドループ特性の改善が達成でき、ひいては動作レベ
ル５ｍＷでの信頼性も大幅に改善できる。
【００４１】このために、レーザビームプリンター用と
して好適な特性を備える可視光半導体レーザ装置を歩留
り良く製造することができる。
して好適な特性を備える可視光半導体レーザ装置を歩留
り良く製造することができる。
【００４２】なお、前面反射率を上げれば、前面のミラ
ー損失が小さくなって、光の取出し効率が悪くなり、ひ
いては前面のミラー面でのスロープ効率が小さくなる。
ー損失が小さくなって、光の取出し効率が悪くなり、ひ
いては前面のミラー面でのスロープ効率が小さくなる。
【図１】本発明に係わる一実施例を表す斜視図である。
【図２】本発明に係わる他の実施例を表す斜視図であ
る。
る。
【図３】半導体レーザの電流光出力特性を表す図であ
る。
る。
【図４】活性層厚さをパラメータとして端面における規
格化パワー密度のミラー面反射率に対する依存性を説明
する図である。
格化パワー密度のミラー面反射率に対する依存性を説明
する図である。
【図５】前面反射率を横軸に、スロープ効率を縦軸に採
って両者の関係を示す図である。
って両者の関係を示す図である。
【図６】前面反射率を横軸に、しきい値を縦軸に採って
両者の関係を示す図である。
両者の関係を示す図である。
１：基板、
２、４：クラッド層、
３：活性層、
５：ストライプ状の電流通路、
６：電流ブロック層、
７：コンタクト層、
８，９：電極、
１０：前面ミラー面、
１１：後面ミラー面。
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と，前記半導体
基板に以下の順に重ねて形成する第１導電型及び第２導
電型のクラッド層と，前記両クラッド層に挟まれて設置
し厚さが０．０３μｍ以下の活性層と，前記第２導電型
のクラッド層に重ねて形成するストライプ状の開口部よ
り成る電流通路を備える第１導電型の電流ブロック層
と，前記電流通路及び電流ブロック層に積層して形成す
るコンタクト層と，前記半導体基板及びコンタクト層の
露出部分に形成する電極と，前記電流通路の長辺、活性
層、第１導電型及び第２導電型のクラッド層に直交する
結晶面から成りかつ、レーザ光を利用する出射面側の反
射率が５０％以上のミラ−面を具備することを特徴とす
る半導体レーザ装置 - 【請求項２】 前記活性層及びクラッド層は夫々Ｉｎ
1-y （Ｇａ1-x Ａｌx ）y Ｐと、Ｉｎ1-z （Ｇａ1-w Ａ
ｌw ）z Ｐから成り，Ｘ＜０．６≦Ｗ であることを特
徴とする半導体レーザ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19140291A JPH0537085A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19140291A JPH0537085A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537085A true JPH0537085A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16274010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19140291A Pending JPH0537085A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285700B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19140291A patent/JPH0537085A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285700B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
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