JPH0661583A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0661583A JPH0661583A JP4234063A JP23406392A JPH0661583A JP H0661583 A JPH0661583 A JP H0661583A JP 4234063 A JP4234063 A JP 4234063A JP 23406392 A JP23406392 A JP 23406392A JP H0661583 A JPH0661583 A JP H0661583A
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- 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
- H01S5/1082—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 with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
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- 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
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
-
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- 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
- H01S5/4056—Edge-emitting structures emitting light in more than one direction
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】非点隔差を減少させたあるいは非点隔差の無い
半導体レーザ、あるいは又、出射したレーザ光が半導体
レーザの外部で集光し得る半導体レーザ、更には、指向
性を有さないレーザ光を出射し得る半導体レーザを提供
する。 【構成】活性層１０の両端に設けられた、凸面から成る
第１の共振器端面１４と、凹面又は平面から成る第２の
共振器端面１６とを具備し、活性層と平行方向における
第１の共振器端面の長さが、活性層と平行方向における
第２の共振器端面の長さよりも長いことを特徴とする。
半導体レーザ、あるいは又、出射したレーザ光が半導体
レーザの外部で集光し得る半導体レーザ、更には、指向
性を有さないレーザ光を出射し得る半導体レーザを提供
する。 【構成】活性層１０の両端に設けられた、凸面から成る
第１の共振器端面１４と、凹面又は平面から成る第２の
共振器端面１６とを具備し、活性層と平行方向における
第１の共振器端面の長さが、活性層と平行方向における
第２の共振器端面の長さよりも長いことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ、更に詳
しくは、非点隔差を減少させたあるいは非点隔差の無い
半導体レーザ、あるいは又、出射したレーザ光が半導体
レーザの外部で集光し得る半導体レーザ、更には、指向
性を有さないレーザ光を出射し得る半導体レーザに関す
る。
しくは、非点隔差を減少させたあるいは非点隔差の無い
半導体レーザ、あるいは又、出射したレーザ光が半導体
レーザの外部で集光し得る半導体レーザ、更には、指向
性を有さないレーザ光を出射し得る半導体レーザに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】狭ストライプ構造を有する利得導波型半
導体レーザにおいては、半導体レーザの電流を狭窄する
ストライプの幅を狭くしていくと、注入したキャリアの
分布によって生じる利得分布により、活性層と平行方向
の光の分布を表す水平横モード（以下、単に横モードと
いう）が閉じ込められる。利得導波型半導体レーザで
は、キャリア密度がストライプ中央部分で大きくなる。
その結果、ストライプ中央部分での実効屈折率が他の部
分の実効屈折率と比較して低下し、屈折率に関しては反
導波性となる。横モードは利得によって閉じ込められる
ので、活性層と平行方向の等位相面は、光軸方向に垂直
な平面とはならず、以下に述べるように進行方向に凸の
曲面となる。一方、活性層の厚さ方向はダブルヘテロ構
造により強い屈折率導波となるので、活性層の厚さ方向
の等位相面は光軸方向に垂直な平面となる。
導体レーザにおいては、半導体レーザの電流を狭窄する
ストライプの幅を狭くしていくと、注入したキャリアの
分布によって生じる利得分布により、活性層と平行方向
の光の分布を表す水平横モード（以下、単に横モードと
いう）が閉じ込められる。利得導波型半導体レーザで
は、キャリア密度がストライプ中央部分で大きくなる。
その結果、ストライプ中央部分での実効屈折率が他の部
分の実効屈折率と比較して低下し、屈折率に関しては反
導波性となる。横モードは利得によって閉じ込められる
ので、活性層と平行方向の等位相面は、光軸方向に垂直
な平面とはならず、以下に述べるように進行方向に凸の
曲面となる。一方、活性層の厚さ方向はダブルヘテロ構
造により強い屈折率導波となるので、活性層の厚さ方向
の等位相面は光軸方向に垂直な平面となる。
【０００３】活性層と平行方向の等位相面は、一般に下
記の式で示される放物面で表すことができる（D.D. Coo
k and F.R. Nash, J. Appl. Phys., Vol 46, No. 4,(19
75),, pp1660 参照 ）。 βr・ｚ＋ｋ・ａi・ｙ2／２＝一定 （１） 尚、βrは複素伝幡定数の実数部、ｋは波数（＝２π／
λ）である。また、活性層の厚さ方向をｘ軸、幅方向を
ｙ軸、光の進行方向をｚ軸とし、活性層内の複素誘電率
εの活性層と平行方向の分布を以下のように仮定してい
る。 ε＝ε0−ａ2・ｙ2 ここでε0及びａは各々複素数パラメータで、ａ＝ａr＋
ｉａi、ε0＝ε0r＋ｉε0iと表せる。
記の式で示される放物面で表すことができる（D.D. Coo
k and F.R. Nash, J. Appl. Phys., Vol 46, No. 4,(19
75),, pp1660 参照 ）。 βr・ｚ＋ｋ・ａi・ｙ2／２＝一定 （１） 尚、βrは複素伝幡定数の実数部、ｋは波数（＝２π／
λ）である。また、活性層の厚さ方向をｘ軸、幅方向を
ｙ軸、光の進行方向をｚ軸とし、活性層内の複素誘電率
εの活性層と平行方向の分布を以下のように仮定してい
る。 ε＝ε0−ａ2・ｙ2 ここでε0及びａは各々複素数パラメータで、ａ＝ａr＋
ｉａi、ε0＝ε0r＋ｉε0iと表せる。
【０００４】（１）式は放物面であるが、ｙ＝０近傍で
は円柱面で近似でき、その曲率半径をＲmとすれば、 Ｒm＝βr／（ｋ・ａi） で表すことができる。
は円柱面で近似でき、その曲率半径をＲmとすれば、 Ｒm＝βr／（ｋ・ａi） で表すことができる。
【０００５】従来の狭ストライプ構造を有する利得導波
型半導体レーザにおいては、通常、レーザ光が反射、出
射する共振器端面は平面である。そして、図１３の
（Ａ）に示すように、活性層と平行方向においては、レ
ーザ光の幅が最も絞られる位置、即ちビームウェストの
仮想的な位置が共振器端面より活性層の内部に存在する
ように見える。これに対して、図１３の（Ｂ）に示すよ
うに、活性層の厚さ方向においては、ビームウェストの
位置は共振器端面にある。活性層と平行方向におけるビ
ームウェストの位置と、活性層の厚さ方向におけるビー
ムウェストの位置との間の距離を非点隔差という。非点
隔差が存在すると、単一レンズによって、平行性のよい
レーザビームを形成したり、小さな正円のレーザビーム
スポットを形成することができない。
型半導体レーザにおいては、通常、レーザ光が反射、出
射する共振器端面は平面である。そして、図１３の
（Ａ）に示すように、活性層と平行方向においては、レ
ーザ光の幅が最も絞られる位置、即ちビームウェストの
仮想的な位置が共振器端面より活性層の内部に存在する
ように見える。これに対して、図１３の（Ｂ）に示すよ
うに、活性層の厚さ方向においては、ビームウェストの
位置は共振器端面にある。活性層と平行方向におけるビ
ームウェストの位置と、活性層の厚さ方向におけるビー
ムウェストの位置との間の距離を非点隔差という。非点
隔差が存在すると、単一レンズによって、平行性のよい
レーザビームを形成したり、小さな正円のレーザビーム
スポットを形成することができない。
【０００６】屈折率導波型半導体レーザにおいても、活
性層のストライプにおける実効屈折率とストライプ以外
の部分の実効屈折率との差が小さい場合、利得導波型半
導体レーザと同様に非点隔差が生じる。
性層のストライプにおける実効屈折率とストライプ以外
の部分の実効屈折率との差が小さい場合、利得導波型半
導体レーザと同様に非点隔差が生じる。
【０００７】半導体レーザの高出力化を図るために、狭
ストライプ構造を有する半導体レーザの共振器端面にお
ける光密度を高くした場合、共振器端面に光学的損傷が
生じる場合がある。この光学的損傷の発生を防止するた
めには、ストライプ幅を広くし、半導体レーザをワイド
ストライプ構造とすることが有効である。ワイドストラ
イプ構造を有する半導体レーザは、はんだ付けやＹＡＧ
励起用の光源等、高出力で且つ小型、低消費電力が必要
とされる分野で使用されている。
ストライプ構造を有する半導体レーザの共振器端面にお
ける光密度を高くした場合、共振器端面に光学的損傷が
生じる場合がある。この光学的損傷の発生を防止するた
めには、ストライプ幅を広くし、半導体レーザをワイド
ストライプ構造とすることが有効である。ワイドストラ
イプ構造を有する半導体レーザは、はんだ付けやＹＡＧ
励起用の光源等、高出力で且つ小型、低消費電力が必要
とされる分野で使用されている。
【０００８】また、狭ストライプ構造を有する半導体レ
ーザにおいては、活性層と平行方向の遠視野像の半値全
角（θ//）は、通常、１０〜２０度である。埋め込みヘ
テロ構造を有する半導体レーザにおいて、ストライプの
内外の屈折率ステップΔｎを大きくしても、θ//の値は
せいぜい３０〜４０度程度にしかならない。これは回折
効果によって決まる値であり、通常の半導体レーザでは
約５０度以下である。
ーザにおいては、活性層と平行方向の遠視野像の半値全
角（θ//）は、通常、１０〜２０度である。埋め込みヘ
テロ構造を有する半導体レーザにおいて、ストライプの
内外の屈折率ステップΔｎを大きくしても、θ//の値は
せいぜい３０〜４０度程度にしかならない。これは回折
効果によって決まる値であり、通常の半導体レーザでは
約５０度以下である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】先に述べたような非点
隔差が生じる狭ストライプ構造を有する半導体レーザを
光ディスクシステム等に応用した場合、レンズ系で焦点
を結ぶ際、レーザビームのスポット径が大きくなった
り、光密度が低下するという問題が生じる。また、レー
ザビームの平行性が悪くなるという問題もある。
隔差が生じる狭ストライプ構造を有する半導体レーザを
光ディスクシステム等に応用した場合、レンズ系で焦点
を結ぶ際、レーザビームのスポット径が大きくなった
り、光密度が低下するという問題が生じる。また、レー
ザビームの平行性が悪くなるという問題もある。
【００１０】非点隔差を補正するための技術が、例え
ば、特開昭５９−１４６０１３号に開示されている。こ
の公報に開示された半導体レーザにおいては、半導体レ
ーザから導出される光束が通過する窓に、所定板厚の透
明もしくは半透明の平行平面板をその法線ベクトルが光
軸に対して半導体レーザの半導体接合面内で所定角度傾
くようにして少なくとも１枚設け、光束の非点隔差を補
正する。非点隔差を補正するための平行平面板が必要と
されるので、半導体レーザの構造が複雑になるという問
題を有する。
ば、特開昭５９−１４６０１３号に開示されている。こ
の公報に開示された半導体レーザにおいては、半導体レ
ーザから導出される光束が通過する窓に、所定板厚の透
明もしくは半透明の平行平面板をその法線ベクトルが光
軸に対して半導体レーザの半導体接合面内で所定角度傾
くようにして少なくとも１枚設け、光束の非点隔差を補
正する。非点隔差を補正するための平行平面板が必要と
されるので、半導体レーザの構造が複雑になるという問
題を有する。
【００１１】また、非点隔差を補正するための別の技術
が、例えば、特開昭６３−１７０９８５号に開示されて
いる。この公報に開示された半導体レーザは、レーザに
対し共振器となる少なくとも一対の半導体端面を有し、
端面のうち少なくとも一方をレンズ状の構造とし、端面
近傍の放射ビームの波面が平面波に近くなるようにした
ことを特徴とする。このような構造を有する半導体レー
ザは、端面近傍における光散乱損失が大きくなり、閾値
が増加するという問題を有する。
が、例えば、特開昭６３−１７０９８５号に開示されて
いる。この公報に開示された半導体レーザは、レーザに
対し共振器となる少なくとも一対の半導体端面を有し、
端面のうち少なくとも一方をレンズ状の構造とし、端面
近傍の放射ビームの波面が平面波に近くなるようにした
ことを特徴とする。このような構造を有する半導体レー
ザは、端面近傍における光散乱損失が大きくなり、閾値
が増加するという問題を有する。
【００１２】先に述べたように、半導体レーザの高出力
化を図るために、半導体レーザにワイドストライプ構造
を付与することが有効である。ワイドストライプ構造を
有する半導体レーザの共振器端面が平面である場合、出
射されたレーザビームをレンズ等で集光したとき、レー
ザビームは単峰性のスポットとはならず、ほぼストライ
プの幅に対応した長さを有する概ね矩形形状となる。こ
のようなビーム形状は、光ディスク用の光源として不適
当である。また、光出力が例えば１Ｗと高いにも拘ら
ず、光密度が低く、例えばＳＨＧ励起用の光源として適
していない。
化を図るために、半導体レーザにワイドストライプ構造
を付与することが有効である。ワイドストライプ構造を
有する半導体レーザの共振器端面が平面である場合、出
射されたレーザビームをレンズ等で集光したとき、レー
ザビームは単峰性のスポットとはならず、ほぼストライ
プの幅に対応した長さを有する概ね矩形形状となる。こ
のようなビーム形状は、光ディスク用の光源として不適
当である。また、光出力が例えば１Ｗと高いにも拘ら
ず、光密度が低く、例えばＳＨＧ励起用の光源として適
していない。
【００１３】また、狭ストライプ構造を有する半導体レ
ーザにおいては、活性層と平行方向の遠視野像の半値全
角（θ//）は、通常、先に述べたように約５０度以下で
ある。このようにレーザビームに指向性があると、例え
ば空間光伝送で信号を送る場合、レーザビームの出射方
向と受信装置との間の位置関係に制限を受ける。その結
果、半導体レーザと受信装置の配置の自由度が低くな
り、信号伝送装置系の設計が制約を受けるという問題が
ある。
ーザにおいては、活性層と平行方向の遠視野像の半値全
角（θ//）は、通常、先に述べたように約５０度以下で
ある。このようにレーザビームに指向性があると、例え
ば空間光伝送で信号を送る場合、レーザビームの出射方
向と受信装置との間の位置関係に制限を受ける。その結
果、半導体レーザと受信装置の配置の自由度が低くな
り、信号伝送装置系の設計が制約を受けるという問題が
ある。
【００１４】従って、本発明の第１の目的は、全体とし
て簡素な構造を有し、非点隔差を減少させることがで
き、しかも共振器端面近傍における光散乱損失が小さ
く、閾値が増加することのない狭ストライプ構造の半導
体レーザを提供することにある。本発明の第２の目的
は、集光性を有し、しかも共振器端面近傍における光散
乱損失が小さく、閾値が増加することのないワイドスト
ライプ構造を有する半導体レーザを提供することにあ
る。更に、本発明の第３の目的は、出射したレーザビー
ムに指向性の無い半導体レーザを提供することにある。
て簡素な構造を有し、非点隔差を減少させることがで
き、しかも共振器端面近傍における光散乱損失が小さ
く、閾値が増加することのない狭ストライプ構造の半導
体レーザを提供することにある。本発明の第２の目的
は、集光性を有し、しかも共振器端面近傍における光散
乱損失が小さく、閾値が増加することのないワイドスト
ライプ構造を有する半導体レーザを提供することにあ
る。更に、本発明の第３の目的は、出射したレーザビー
ムに指向性の無い半導体レーザを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の第１、第２及び第
３の目的は、活性層の両端に設けられた、凸面から成る
第１の共振器端面と、凹面又は平面から成る第２の共振
器端面とを具備し、活性層と平行方向における第１の共
振器端面の長さが、活性層と平行方向における第２の共
振器端面の長さよりも長いことを特徴とする本発明の半
導体レーザによって達成することができる。尚、以下、
活性層と平行方向における共振器端面の長さを、単に共
振器端面の長さという場合がある。
３の目的は、活性層の両端に設けられた、凸面から成る
第１の共振器端面と、凹面又は平面から成る第２の共振
器端面とを具備し、活性層と平行方向における第１の共
振器端面の長さが、活性層と平行方向における第２の共
振器端面の長さよりも長いことを特徴とする本発明の半
導体レーザによって達成することができる。尚、以下、
活性層と平行方向における共振器端面の長さを、単に共
振器端面の長さという場合がある。
【００１６】第２の共振器端面の形状が凹面である場
合、第１の共振器端面の形状／第２の共振器端面の形状
の組み合わせは任意であるが、同心の円弧／円弧、同焦
点の放物線／放物線、楕円／楕円の組み合わせであるこ
とが望ましい。活性層と平行方向における第１又は第２
の共振器端面の長さとは、第１又は第２の共振器端面に
おけるストライプの幅を意味する。
合、第１の共振器端面の形状／第２の共振器端面の形状
の組み合わせは任意であるが、同心の円弧／円弧、同焦
点の放物線／放物線、楕円／楕円の組み合わせであるこ
とが望ましい。活性層と平行方向における第１又は第２
の共振器端面の長さとは、第１又は第２の共振器端面に
おけるストライプの幅を意味する。
【００１７】本発明の第１の目的を達成するために、本
発明の半導体レーザの好ましい態様において、第２の共
振器端面から出射されるレーザ光は横単一モードを有す
る。このためには、例えば利得導波型半導体レーザにお
いて、共振器端面平均長（第１の共振器端面の長さと第
２の共振器端面の長さの平均値）を、狭ストライプ構造
とするのに適した長さ、例えば２０μｍ未満とすること
が望ましい。更に好ましい態様においては、半導体レー
ザは扇形のストライプ形状を有する。
発明の半導体レーザの好ましい態様において、第２の共
振器端面から出射されるレーザ光は横単一モードを有す
る。このためには、例えば利得導波型半導体レーザにお
いて、共振器端面平均長（第１の共振器端面の長さと第
２の共振器端面の長さの平均値）を、狭ストライプ構造
とするのに適した長さ、例えば２０μｍ未満とすること
が望ましい。更に好ましい態様においては、半導体レー
ザは扇形のストライプ形状を有する。
【００１８】本発明の第２の目的を達成するために、本
発明の半導体レーザの好ましい態様においては、第２の
共振器端面から出射されるレーザ光は横多モードを有す
る。このためには、例えば利得導波型半導体レーザにお
いて、共振器端面平均長を、ワイドストライプ構造とす
るのに適した長さ、例えば２０μｍ以上とすることが望
ましい。更に好ましい態様においては、半導体レーザは
扇形のストライプ形状を有する。また、一層好ましい態
様においては、第２の共振器端面から出射されたレーザ
光は半導体レーザの外部で集光される。更に、第２の共
振器端面の外側に、半導体レーザを構成する材料より低
い屈折率を有する導波層を備えていることが、活性層の
厚さ方向にも集光性を付与する観点から望ましい。ある
いは又、更に、第２の共振器端面から出射されたレーザ
光が半導体レーザの外部で集光される位置に、光励起材
料を配置することによって、高い光変換効率と高出力化
を達成することができる。
発明の半導体レーザの好ましい態様においては、第２の
共振器端面から出射されるレーザ光は横多モードを有す
る。このためには、例えば利得導波型半導体レーザにお
いて、共振器端面平均長を、ワイドストライプ構造とす
るのに適した長さ、例えば２０μｍ以上とすることが望
ましい。更に好ましい態様においては、半導体レーザは
扇形のストライプ形状を有する。また、一層好ましい態
様においては、第２の共振器端面から出射されたレーザ
光は半導体レーザの外部で集光される。更に、第２の共
振器端面の外側に、半導体レーザを構成する材料より低
い屈折率を有する導波層を備えていることが、活性層の
厚さ方向にも集光性を付与する観点から望ましい。ある
いは又、更に、第２の共振器端面から出射されたレーザ
光が半導体レーザの外部で集光される位置に、光励起材
料を配置することによって、高い光変換効率と高出力化
を達成することができる。
【００１９】本発明の第３の目的を達成するために、本
発明の半導体レーザの好ましい態様においては、扇形の
ストライプ形状を有し、扇形の中心角が２０度以上１８
０度以下、より好ましくは６０度以上１２０度以下であ
り、第１又は第２の共振器端面から出射されるレーザ光
が横多モードを有する。
発明の半導体レーザの好ましい態様においては、扇形の
ストライプ形状を有し、扇形の中心角が２０度以上１８
０度以下、より好ましくは６０度以上１２０度以下であ
り、第１又は第２の共振器端面から出射されるレーザ光
が横多モードを有する。
【００２０】
【作用】本発明の半導体レーザにおいては、第１及び第
２の共振器端面の形状及び長さが、従来の半導体レーザ
には無い特徴を有している。そして、共振器端面平均長
を適切に選択することにより、狭ストライプ構造を半導
体レーザに形成すれば、活性層内を進行する活性層と平
行方向の等位相面は、第２の共振器端面と概ね平行にな
る。即ち、等位相面は進行方向に凹の曲面となる。ま
た、狭ストライプ構造を有する利得導波型半導体レーザ
において、反導波性によって活性層と平行方向の等位相
面は進行方向に凸の曲面となる。尚、進行方向とは、レ
ーザ光が反射される共振器端面から、レーザ光が出射さ
れる共振器端面に向かう方向を意味する。
２の共振器端面の形状及び長さが、従来の半導体レーザ
には無い特徴を有している。そして、共振器端面平均長
を適切に選択することにより、狭ストライプ構造を半導
体レーザに形成すれば、活性層内を進行する活性層と平
行方向の等位相面は、第２の共振器端面と概ね平行にな
る。即ち、等位相面は進行方向に凹の曲面となる。ま
た、狭ストライプ構造を有する利得導波型半導体レーザ
において、反導波性によって活性層と平行方向の等位相
面は進行方向に凸の曲面となる。尚、進行方向とは、レ
ーザ光が反射される共振器端面から、レーザ光が出射さ
れる共振器端面に向かう方向を意味する。
【００２１】従って、等位相面の曲面の重ね合わせの結
果、第２の共振器端面近傍におけるレーザ光の等位相面
は平面あるいは概ね平面になる。その結果、活性層と平
行方向におけるビームウェストの仮想的な位置が共振器
端面に近づきあるいは共振器端面上に位置し、非点隔差
を減少させあるいは無くすことができる。活性層のスト
ライプにおける実効屈折率とストライプ以外の部分の実
効屈折率の差が小さい屈折率導波型半導体レーザにおい
ても、同様に非点隔差を減少させることができる。
果、第２の共振器端面近傍におけるレーザ光の等位相面
は平面あるいは概ね平面になる。その結果、活性層と平
行方向におけるビームウェストの仮想的な位置が共振器
端面に近づきあるいは共振器端面上に位置し、非点隔差
を減少させあるいは無くすことができる。活性層のスト
ライプにおける実効屈折率とストライプ以外の部分の実
効屈折率の差が小さい屈折率導波型半導体レーザにおい
ても、同様に非点隔差を減少させることができる。
【００２２】狭ストライプ構造を有する半導体レーザに
おいては、キャリアのプラズマ効果によって反導波性が
生じ、光の進行方向に対して凸状に波面が曲がる性質を
有しているので、集光性を示さない。共振器端面平均長
を適切に選択することにより、ワイドストライプ構造を
半導体レーザに形成すれば、活性層内を進行する活性層
と平行方向の等位相面は、第２の共振器端面と概ね平行
になる。即ち、等位相面は進行方向に凹の曲面となる。
この場合、第２の共振器端面から出射されたレーザ光に
おける等位相面は、活性層内を進行する活性層と平行方
向の等位相面を保持する。その結果、第２の共振器端面
から出射されたレーザ光は単峰性の集光性を示す。
おいては、キャリアのプラズマ効果によって反導波性が
生じ、光の進行方向に対して凸状に波面が曲がる性質を
有しているので、集光性を示さない。共振器端面平均長
を適切に選択することにより、ワイドストライプ構造を
半導体レーザに形成すれば、活性層内を進行する活性層
と平行方向の等位相面は、第２の共振器端面と概ね平行
になる。即ち、等位相面は進行方向に凹の曲面となる。
この場合、第２の共振器端面から出射されたレーザ光に
おける等位相面は、活性層内を進行する活性層と平行方
向の等位相面を保持する。その結果、第２の共振器端面
から出射されたレーザ光は単峰性の集光性を示す。
【００２３】あるいは又、扇形のストライプ形状を有
し、扇形の中心角が２０度以上１８０度以下、より好ま
しくは６０度以上１２０度以下であり、第１又は第２の
共振器端面から出射されるレーザ光が横多モードを有す
る本発明の半導体レーザにおいては、屈折率ステップΔ
ｎを大きくしなくても、遠視野像の半値全角θ//を大き
くすることができる。それ故、レーザビームに指向性を
無くすことができる。
し、扇形の中心角が２０度以上１８０度以下、より好ま
しくは６０度以上１２０度以下であり、第１又は第２の
共振器端面から出射されるレーザ光が横多モードを有す
る本発明の半導体レーザにおいては、屈折率ステップΔ
ｎを大きくしなくても、遠視野像の半値全角θ//を大き
くすることができる。それ故、レーザビームに指向性を
無くすことができる。
【００２４】いずれの場合においても、例えば第１の共
振器端面の長さが第２の共振器端面の長さと等しいとき
には、即ち、ストライプが平行な帯状の場合には、第２
の共振器端面において光散乱損失が大きくなり、閾値が
増加する。
振器端面の長さが第２の共振器端面の長さと等しいとき
には、即ち、ストライプが平行な帯状の場合には、第２
の共振器端面において光散乱損失が大きくなり、閾値が
増加する。
【００２５】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明の半導体レーザを説明する。本発明の半導体レーザの
模式図を図１に示す。図１の（Ａ）は、本発明の半導体
レーザ１の斜視図であり、図１の（Ｂ）は平面図であ
る。図１中、１０は活性層、１２はストライプ、１４は
凸面から成る第１の共振器端面、１６は凹面から成る第
２の共振器端面である。第１及び第２の共振器端面は活
性層１０の両端に設けられている。第１の共振器端面１
４及び第２の共振器端面１６の形状は、具体的には同心
の円弧（それぞれの半径はｒ1、ｒ2）である。第１の共
振器端面１４の長さ（Ｓ1）は、第２の共振器端面１６
の長さ（Ｓ2）よりも長い。このような共振器端面の形
状は、リアクティブ・イオン・ビーム・エッチング法や
ウエットエッチング法により形成することができる。ス
トライプ１２の形状は扇形である。ｒ1＞ｒ2とすること
によって、即ち、例えばストライプの形状を扇形にする
ことによって、光散乱損失を減少させることができる。
扇の要に相当する部分（図１の（Ｂ）に、点線の交点で
示す）を、第１の共振器端面１４及び第２の共振器端面
１６の円弧の中心Ｏと一致させている。
明の半導体レーザを説明する。本発明の半導体レーザの
模式図を図１に示す。図１の（Ａ）は、本発明の半導体
レーザ１の斜視図であり、図１の（Ｂ）は平面図であ
る。図１中、１０は活性層、１２はストライプ、１４は
凸面から成る第１の共振器端面、１６は凹面から成る第
２の共振器端面である。第１及び第２の共振器端面は活
性層１０の両端に設けられている。第１の共振器端面１
４及び第２の共振器端面１６の形状は、具体的には同心
の円弧（それぞれの半径はｒ1、ｒ2）である。第１の共
振器端面１４の長さ（Ｓ1）は、第２の共振器端面１６
の長さ（Ｓ2）よりも長い。このような共振器端面の形
状は、リアクティブ・イオン・ビーム・エッチング法や
ウエットエッチング法により形成することができる。ス
トライプ１２の形状は扇形である。ｒ1＞ｒ2とすること
によって、即ち、例えばストライプの形状を扇形にする
ことによって、光散乱損失を減少させることができる。
扇の要に相当する部分（図１の（Ｂ）に、点線の交点で
示す）を、第１の共振器端面１４及び第２の共振器端面
１６の円弧の中心Ｏと一致させている。
【００２６】（実施例−１）実施例−１は、非点隔差を
減少させた、狭ストライプ構造の半導体レーザに関す
る。第２の共振器端面から出射されるレーザ光は横単一
モードを有し、ストライプ形状は扇形である。
減少させた、狭ストライプ構造の半導体レーザに関す
る。第２の共振器端面から出射されるレーザ光は横単一
モードを有し、ストライプ形状は扇形である。
【００２７】この半導体レーザの平面図を図２の（Ａ）
に示すが、図中の参照番号は図１と同じである。この半
導体レーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面
に相当し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射
面に相当する。また、ｒ1＝１３０μｍ、ｒ2＝３０μ
ｍ、Ｓ1＝２６μｍ、Ｓ2＝６μｍ、共振器端面平均長
［（Ｓ1＋Ｓ2）／２］＝１６μｍである。
に示すが、図中の参照番号は図１と同じである。この半
導体レーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面
に相当し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射
面に相当する。また、ｒ1＝１３０μｍ、ｒ2＝３０μ
ｍ、Ｓ1＝２６μｍ、Ｓ2＝６μｍ、共振器端面平均長
［（Ｓ1＋Ｓ2）／２］＝１６μｍである。
【００２８】図２の（Ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った半
導体レーザの断面構造を図２の（Ｂ）の模式的断面図に
示す。半導体レーザは、Ａｕ−Ｎｉ−Ｇｅから成るｎ型
電極２０、ｎ−ＧａＡｓ基板２２、ｎ−ＧａＡｓから成
るバッファ層２４（０．５μｍ厚）、ｎ−ＡｌyＧａ1-y
Ａｓから成るｎ−クラッド層２６（１．５μｍ厚）、ノ
ンドープＡｌxＧａ1-xＡｓから成る活性層１０（０．０
６μｍ厚）、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓから成るｐ−クラッ
ド層２８（１．３μｍ厚）、ｐ−ＧａＡｓから成るキャ
ップ層３０（０．４μｍ厚）、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極３２から構成されている。但し、ｘ＝０．１
５、ｙ＝０．４５である。また、キャップ層３０及びｐ
−クラッド層２８の一部分にＢ+を注入することによっ
て、ストライプを形成し、電流狭窄を行う。Ｂ+を注入
した部分を斜線で示す。
導体レーザの断面構造を図２の（Ｂ）の模式的断面図に
示す。半導体レーザは、Ａｕ−Ｎｉ−Ｇｅから成るｎ型
電極２０、ｎ−ＧａＡｓ基板２２、ｎ−ＧａＡｓから成
るバッファ層２４（０．５μｍ厚）、ｎ−ＡｌyＧａ1-y
Ａｓから成るｎ−クラッド層２６（１．５μｍ厚）、ノ
ンドープＡｌxＧａ1-xＡｓから成る活性層１０（０．０
６μｍ厚）、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓから成るｐ−クラッ
ド層２８（１．３μｍ厚）、ｐ−ＧａＡｓから成るキャ
ップ層３０（０．４μｍ厚）、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極３２から構成されている。但し、ｘ＝０．１
５、ｙ＝０．４５である。また、キャップ層３０及びｐ
−クラッド層２８の一部分にＢ+を注入することによっ
て、ストライプを形成し、電流狭窄を行う。Ｂ+を注入
した部分を斜線で示す。
【００２９】この半導体レーザにおいては、共振器端面
平均長を適切に選択することによって、横モードは単一
モードとなっている。活性層を伝幡する光の活性層と平
行方向における等位相面は、図２の（Ａ）に点線で示す
ように、共振器端面の影響によって、出射方向に凹面の
円弧となる。また、反導波性の影響により、出射方向に
凸面の円弧となる。それ故、半導体レーザから出射する
レーザビームの活性層と平行方向における等位相面は平
面に近くなる。その結果、非点隔差を減少させることが
できる。
平均長を適切に選択することによって、横モードは単一
モードとなっている。活性層を伝幡する光の活性層と平
行方向における等位相面は、図２の（Ａ）に点線で示す
ように、共振器端面の影響によって、出射方向に凹面の
円弧となる。また、反導波性の影響により、出射方向に
凸面の円弧となる。それ故、半導体レーザから出射する
レーザビームの活性層と平行方向における等位相面は平
面に近くなる。その結果、非点隔差を減少させることが
できる。
【００３０】非点隔差の減少を評価するための試験を行
った。半導体レーザから出射したレーザビームの活性層
と平行方向及び厚さ方向のスポットサイズ（光強度分布
の半値幅）と、レーザビームの進行方向における第２の
共振器端面からの距離（ｚ）との関係を測定した結果を
図３に示す。レーザビームの活性層と平行方向及び活性
層の厚さ方向のスポットサイズが最小となる距離（ｚ）
の差が非点隔差Δｚである。図３から明らかなように、
Δｚは約５μｍである。従来の狭ストライプ構造を有し
共振器端面が平面である半導体レーザにおいては、非点
隔差Δｚは３０〜５０μｍである。従って、本発明の半
導体レーザにおいては、非点隔差が格段に減少してい
る。
った。半導体レーザから出射したレーザビームの活性層
と平行方向及び厚さ方向のスポットサイズ（光強度分布
の半値幅）と、レーザビームの進行方向における第２の
共振器端面からの距離（ｚ）との関係を測定した結果を
図３に示す。レーザビームの活性層と平行方向及び活性
層の厚さ方向のスポットサイズが最小となる距離（ｚ）
の差が非点隔差Δｚである。図３から明らかなように、
Δｚは約５μｍである。従来の狭ストライプ構造を有し
共振器端面が平面である半導体レーザにおいては、非点
隔差Δｚは３０〜５０μｍである。従って、本発明の半
導体レーザにおいては、非点隔差が格段に減少してい
る。
【００３１】実施例−１の変形を図４に平面図で示す。
この半導体レーザの第２の共振器端面１６は平面であ
る。第１の共振器端面１４は反射面に相当し、第２の共
振器端面１６はレーザビームの出射面に相当する。スト
ライプ形状は扇形である。第２の共振器端面の長さは実
質的に０である。
この半導体レーザの第２の共振器端面１６は平面であ
る。第１の共振器端面１４は反射面に相当し、第２の共
振器端面１６はレーザビームの出射面に相当する。スト
ライプ形状は扇形である。第２の共振器端面の長さは実
質的に０である。
【００３２】（実施例−２）実施例−２は、出射したレ
ーザ光が半導体レーザの外部で集光し得る半導体レーザ
に関する。第２の共振器端面から出射されるレーザ光は
横多モードを有する。また、ストライプ形状は扇形であ
り、第２の共振器端面から出射されたレーザ光は半導体
レーザの外部で集光される。
ーザ光が半導体レーザの外部で集光し得る半導体レーザ
に関する。第２の共振器端面から出射されるレーザ光は
横多モードを有する。また、ストライプ形状は扇形であ
り、第２の共振器端面から出射されたレーザ光は半導体
レーザの外部で集光される。
【００３３】この半導体レーザの平面図を図５に示す
が、図中の参照番号は図１と同じである。この半導体レ
ーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面に相当
し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射面に相
当する。また、ｒ1＝１１０μｍ、ｒ2＝１０μｍ、Ｓ1
＝６６μｍ、Ｓ2＝６μｍ、共振器端面平均長［（Ｓ1＋
Ｓ2）／２］＝３６μｍである。図５の線Ｂ−Ｂに沿っ
た半導体レーザの断面構造は図２の（Ｂ）と同様であ
る。また、半導体レーザの構成は、実施例−１と同様で
ある。
が、図中の参照番号は図１と同じである。この半導体レ
ーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面に相当
し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射面に相
当する。また、ｒ1＝１１０μｍ、ｒ2＝１０μｍ、Ｓ1
＝６６μｍ、Ｓ2＝６μｍ、共振器端面平均長［（Ｓ1＋
Ｓ2）／２］＝３６μｍである。図５の線Ｂ−Ｂに沿っ
た半導体レーザの断面構造は図２の（Ｂ）と同様であ
る。また、半導体レーザの構成は、実施例−１と同様で
ある。
【００３４】この半導体レーザにおいては、共振器端面
平均長を適切に選択することによって、横モードは多モ
ードとなっている。活性層を伝幡する光の活性層と平行
方向における等位相面は、図５に点線で示すように、出
射方向に凹面の円弧となる。そして、半導体レーザから
出射するレーザビームの活性層と平行方向における等位
相面は、出射方向に凹面の円弧となる。その結果、半導
体レーザの外部Ｏでレーザ光は集光する。
平均長を適切に選択することによって、横モードは多モ
ードとなっている。活性層を伝幡する光の活性層と平行
方向における等位相面は、図５に点線で示すように、出
射方向に凹面の円弧となる。そして、半導体レーザから
出射するレーザビームの活性層と平行方向における等位
相面は、出射方向に凹面の円弧となる。その結果、半導
体レーザの外部Ｏでレーザ光は集光する。
【００３５】レーザ光の集光状態を実験的に確認した。
即ち、半導体レーザから出射したレーザビームの活性層
と平行方向のスポットサイズ（光強度分布の半値幅）
と、レーザビームの進行方向における第２の共振器端面
からの距離（ｚ）との関係を測定した結果を図６に示
す。図６から明らかなように、第２の共振器端面から遠
ざかるに従い、スポットサイズは小さくなり、ｚ＝６〜
８μｍで最小となり、その後、スポットサイズは大きく
なる。このことから、第２の共振器端面を出射したレー
ザ光は、第２の共振器端面から６〜８μｍのところで集
光していることが解る。
即ち、半導体レーザから出射したレーザビームの活性層
と平行方向のスポットサイズ（光強度分布の半値幅）
と、レーザビームの進行方向における第２の共振器端面
からの距離（ｚ）との関係を測定した結果を図６に示
す。図６から明らかなように、第２の共振器端面から遠
ざかるに従い、スポットサイズは小さくなり、ｚ＝６〜
８μｍで最小となり、その後、スポットサイズは大きく
なる。このことから、第２の共振器端面を出射したレー
ザ光は、第２の共振器端面から６〜８μｍのところで集
光していることが解る。
【００３６】このように本発明の半導体レーザは集光性
を有しているので、従来の半導体レーザに比べて集光点
で高い光密度を得ることができる。その理由は、共振器
端面と集光点とが空間的に異なるので、光学的損傷に達
する光出力レベルが高くなるからである。従って、第２
の共振器端面から出射されたレーザ光が半導体レーザの
外部で集光される位置（集光点）に、ＳＨＧ、ＹＡＧ、
固体レーザ、色素レーザ等の光励起材料を置くことによ
り、高い変換効率と高出力化を達成することができる。
を有しているので、従来の半導体レーザに比べて集光点
で高い光密度を得ることができる。その理由は、共振器
端面と集光点とが空間的に異なるので、光学的損傷に達
する光出力レベルが高くなるからである。従って、第２
の共振器端面から出射されたレーザ光が半導体レーザの
外部で集光される位置（集光点）に、ＳＨＧ、ＹＡＧ、
固体レーザ、色素レーザ等の光励起材料を置くことによ
り、高い変換効率と高出力化を達成することができる。
【００３７】また、図７に示すようにレンズ系と半導体
レーザを組み合わせることによって、単峰性のスポット
状に焦点を結ぶことができるので、光ディスクシステム
等へ本発明の半導体レーザを適用することができる。
レーザを組み合わせることによって、単峰性のスポット
状に焦点を結ぶことができるので、光ディスクシステム
等へ本発明の半導体レーザを適用することができる。
【００３８】（実施例−３）実施例−２で説明した半導
体レーザは、活性層と平行方向に集光性はあるが、活性
層の厚さ方向には集光性がなく、非点を有する。実施例
−３では、実施例−２で説明した半導体レーザを変形
し、活性層の厚さ方向にも集光性を持たしている。即
ち、実施例−３の半導体レーザは、第２の共振器端面の
外側に、半導体レーザを構成する材料より低い屈折率を
有する導波層を備えている。
体レーザは、活性層と平行方向に集光性はあるが、活性
層の厚さ方向には集光性がなく、非点を有する。実施例
−３では、実施例−２で説明した半導体レーザを変形
し、活性層の厚さ方向にも集光性を持たしている。即
ち、実施例−３の半導体レーザは、第２の共振器端面の
外側に、半導体レーザを構成する材料より低い屈折率を
有する導波層を備えている。
【００３９】この半導体レーザの模式的斜視図を図８の
（Ａ）に示す。また、図８の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った
断面構造を図８の（Ｂ）の模式的断面図に示す。第２の
共振器端面１６の外側には、導波層４０が設けられてい
る。より具体的には、導波層４０は、例えば、ＳｉＯ2
から成る第１の層４２（屈折率：約１．４７）及びＳｉ
Ｎから成る第２の層４４（屈折率：約２．０）の２層か
ら成る。尚、半導体レーザを構成する材料の屈折率は約
３．４である。即ち、屈折率に関しては、 半導体レーザを構成する材料の屈折率＞第２の層の屈折
率＞第１の層の屈折率＞１ の関係を満たしている。例えば、第２の共振器端面１６
からｎ−クラッド層２６を外側へ延在させ、その上に導
波層４０を形成することができる。但し、導波層の配置
方法はこれに限定されるものではない。導波層４０の端
面４６は、半導体レーザの集光点と一致していることが
望ましい。
（Ａ）に示す。また、図８の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った
断面構造を図８の（Ｂ）の模式的断面図に示す。第２の
共振器端面１６の外側には、導波層４０が設けられてい
る。より具体的には、導波層４０は、例えば、ＳｉＯ2
から成る第１の層４２（屈折率：約１．４７）及びＳｉ
Ｎから成る第２の層４４（屈折率：約２．０）の２層か
ら成る。尚、半導体レーザを構成する材料の屈折率は約
３．４である。即ち、屈折率に関しては、 半導体レーザを構成する材料の屈折率＞第２の層の屈折
率＞第１の層の屈折率＞１ の関係を満たしている。例えば、第２の共振器端面１６
からｎ−クラッド層２６を外側へ延在させ、その上に導
波層４０を形成することができる。但し、導波層の配置
方法はこれに限定されるものではない。導波層４０の端
面４６は、半導体レーザの集光点と一致していることが
望ましい。
【００４０】半導体レーザから導波層４０に出射したレ
ーザ光は、ＳｉＮ層４４に閉じ込められ導波される。Ｓ
ｉＮ層４４に閉じ込められたレーザ光は、導波層４０の
端面４６から外部に向けて出射される。こうして、レー
ザ光の活性層の厚さ方向における非点を除くことが可能
になる。
ーザ光は、ＳｉＮ層４４に閉じ込められ導波される。Ｓ
ｉＮ層４４に閉じ込められたレーザ光は、導波層４０の
端面４６から外部に向けて出射される。こうして、レー
ザ光の活性層の厚さ方向における非点を除くことが可能
になる。
【００４１】（実施例−４）実施例−４は、出射したレ
ーザ光に指向性の無い半導体レーザに関する。この半導
体レーザは、扇形のストライプ形状を有し、扇形の中心
角が２０度以上１８０度以下であり、第１又は第２の共
振器端面から出射されるレーザ光が横多モードを有す
る。
ーザ光に指向性の無い半導体レーザに関する。この半導
体レーザは、扇形のストライプ形状を有し、扇形の中心
角が２０度以上１８０度以下であり、第１又は第２の共
振器端面から出射されるレーザ光が横多モードを有す
る。
【００４２】この半導体レーザの平面図を図９に示す
が、図中の参照番号は図１と同じである。この半導体レ
ーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面に相当
し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射面に相
当する。また、ｒ1＝１２０μｍ、ｒ2＝２０μｍ、Ｓ1
＝１８０μｍ、Ｓ2＝３０μｍ、扇形の中心角θは８
５．９度である。図９の線Ｂ−Ｂに沿った半導体レーザ
の断面構造は図２の（Ｂ）と同様である。また、半導体
レーザの構成は、実施例−１と同様である。
が、図中の参照番号は図１と同じである。この半導体レ
ーザにおいては、第１の共振器端面１４は反射面に相当
し、第２の共振器端面１６はレーザビームの出射面に相
当する。また、ｒ1＝１２０μｍ、ｒ2＝２０μｍ、Ｓ1
＝１８０μｍ、Ｓ2＝３０μｍ、扇形の中心角θは８
５．９度である。図９の線Ｂ−Ｂに沿った半導体レーザ
の断面構造は図２の（Ｂ）と同様である。また、半導体
レーザの構成は、実施例−１と同様である。
【００４３】この半導体レーザから出射したレーザビー
ムの活性層と平行方向の遠視野像を観察し、半値全角θ
//を求めた。その結果を図１０に示す。半値全角θ//は
６５度であり、従来の半導体レーザと比較して大きな値
である。従来の半導体レーザにおいては、屈折率ステッ
プΔｎを大きくしても半値全角θ//は約５０度以下であ
る。
ムの活性層と平行方向の遠視野像を観察し、半値全角θ
//を求めた。その結果を図１０に示す。半値全角θ//は
６５度であり、従来の半導体レーザと比較して大きな値
である。従来の半導体レーザにおいては、屈折率ステッ
プΔｎを大きくしても半値全角θ//は約５０度以下であ
る。
【００４４】このようなレーザビームに指向性が無い特
性を利用して、空間光伝送に本発明の半導体レーザを応
用することができる。図１１に模式的に受信可能領域を
示すように、ビーム角度（半値全角θ//）が広がる程、
信号を受信できる領域が広がる。尚、レーザビームが第
１の共振器端面から出射されても、同様の効果を得るこ
とができる。
性を利用して、空間光伝送に本発明の半導体レーザを応
用することができる。図１１に模式的に受信可能領域を
示すように、ビーム角度（半値全角θ//）が広がる程、
信号を受信できる領域が広がる。尚、レーザビームが第
１の共振器端面から出射されても、同様の効果を得るこ
とができる。
【００４５】以上、本発明の半導体レーザを好ましい実
施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。半導体レーザの構造、材料、各
種の数値は例示であり、適宜変更することが可能であ
る。第１及び第２の共振器端面の形状は円弧に限定され
ず、図１２に半導体レーザの平面図を示すように、放物
線（図１２の（Ａ）参照）、楕円（図１２の（Ｂ）参
照）等とすることができる。
施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。半導体レーザの構造、材料、各
種の数値は例示であり、適宜変更することが可能であ
る。第１及び第２の共振器端面の形状は円弧に限定され
ず、図１２に半導体レーザの平面図を示すように、放物
線（図１２の（Ａ）参照）、楕円（図１２の（Ｂ）参
照）等とすることができる。
【００４６】第１及び第２の共振器端面の形状が円弧あ
るいは放物線であり、且つ、ストライプ形状が扇形の場
合、扇の要と、円弧の中心あるいは放物線の焦点とが一
致していても、一致していなくともよい。例えば、図１
２の（Ｃ）に平面図を示す半導体レーザにおいては、第
１及び第２の共振器端面の形状が円弧であり、且つ、ス
トライプ形状が扇形である。そして、扇の要Ｏ’と、円
弧の中心Ｏとは一致していない。ストライプの形状は扇
形に限定されない（図１２の（Ａ）、（Ｂ）参照）。共
振器端面の形状とストライプの形状は、共振器端面にお
ける光散乱損失が少なくなるように適宜選定することが
できる。
るいは放物線であり、且つ、ストライプ形状が扇形の場
合、扇の要と、円弧の中心あるいは放物線の焦点とが一
致していても、一致していなくともよい。例えば、図１
２の（Ｃ）に平面図を示す半導体レーザにおいては、第
１及び第２の共振器端面の形状が円弧であり、且つ、ス
トライプ形状が扇形である。そして、扇の要Ｏ’と、円
弧の中心Ｏとは一致していない。ストライプの形状は扇
形に限定されない（図１２の（Ａ）、（Ｂ）参照）。共
振器端面の形状とストライプの形状は、共振器端面にお
ける光散乱損失が少なくなるように適宜選定することが
できる。
【００４７】
【発明の効果】本発明の半導体レーザの一態様によれ
ば、半導体レーザの非点隔差を無くすことができ、ある
いは減少させることができ、レンズで焦点を結ぶ際、小
さいスポット径となり、光密度を高くすることができ
る。また平行性の良いレーザビームとすることができ
る。
ば、半導体レーザの非点隔差を無くすことができ、ある
いは減少させることができ、レンズで焦点を結ぶ際、小
さいスポット径となり、光密度を高くすることができ
る。また平行性の良いレーザビームとすることができ
る。
【００４８】また、本発明の半導体レーザの別の態様に
よれば、半導体レーザから出射したレーザビームを集光
することができ、従って、ワイドストライプ構造を有す
る半導体レーザにおいても単峰性のスポットパターンが
得られるので、光ディスクシステム用の光源として利用
することができる。また、半導体レーザの共振器端面と
集光点が異なるので、共振器端面に光学的損傷を生じる
ことなく高光密度化を達成し得るし、ＳＨＧ光励起用の
光源としても利用可能である。
よれば、半導体レーザから出射したレーザビームを集光
することができ、従って、ワイドストライプ構造を有す
る半導体レーザにおいても単峰性のスポットパターンが
得られるので、光ディスクシステム用の光源として利用
することができる。また、半導体レーザの共振器端面と
集光点が異なるので、共振器端面に光学的損傷を生じる
ことなく高光密度化を達成し得るし、ＳＨＧ光励起用の
光源としても利用可能である。
【００４９】本発明の半導体レーザの更に別の態様によ
れば、屈折率ステップΔｎを大きくしなくとも、遠視野
像の半値全角θ//を大きくすることができる。半値全角
θ//を９０度以上にすることもできる。出射されたレー
ザビームに指向性が無いので、光信号受信装置の配置の
自由度を高くすることができる。
れば、屈折率ステップΔｎを大きくしなくとも、遠視野
像の半値全角θ//を大きくすることができる。半値全角
θ//を９０度以上にすることもできる。出射されたレー
ザビームに指向性が無いので、光信号受信装置の配置の
自由度を高くすることができる。
【図１】本発明の半導体レーザの構造を示す模式図であ
る。
る。
【図２】実施例−１に関する半導体レーザの構造を示す
模式図である。
模式図である。
【図３】非点隔差の測定結果を示すグラフである。
【図４】実施例−１を変形した半導体レーザの平面図で
ある。
ある。
【図５】実施例−２に関する半導体レーザの平面図であ
る。
る。
【図６】出射されたレーザ光の集光性を示すグラフであ
る。
る。
【図７】実施例−２に関する半導体レーザとレンズ系の
組み合わせを示す図である。
組み合わせを示す図である。
【図８】実施例−３に関する半導体レーザの構造を示す
模式図である。
模式図である。
【図９】実施例−４に関する半導体レーザの平面図であ
る。
る。
【図１０】実施例−４に関する半導体レーザの半値全角
θ//測定結果を示すグラフである。
θ//測定結果を示すグラフである。
【図１１】受信可能領域を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の各種半導体レーザの平面図である。
【図１３】非点隔差を説明するための図である。
１０ 活性層 １２ ストライプ １４ 第１の共振器端面 １６ 第２の共振器端面 ２０ ｎ型電極 ２２ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２４ バッファ層 ２６，２８ クラッド層 ３０ キャップ層 ３２ ｐ型電極 ４０ 導波層 ４２ ＳｉＯ2層 ４４ ＳｉＮ層 ４６ 導波層の端面
Claims (9)
- 【請求項１】活性層の両端に設けられた、凸面から成る
第１の共振器端面と、凹面又は平面から成る第２の共振
器端面とを具備し、活性層と平行方向における第１の共
振器端面の長さが、活性層と平行方向における第２の共
振器端面の長さよりも長いことを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】第２の共振器端面から出射されるレーザ光
が横単一モードを有することを特徴とする請求項１に記
載の半導体レーザ。 - 【請求項３】扇形のストライプ形状を有することを特徴
とする請求項２に記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】第２の共振器端面から出射されるレーザ光
が横多モードを有することを特徴とする請求項１に記載
の半導体レーザ。 - 【請求項５】扇形のストライプ形状を有することを特徴
とする請求項４に記載の半導体レーザ。 - 【請求項６】第２の共振器端面から出射されたレーザ光
が半導体レーザの外部で集光されることを特徴とする請
求項４又は請求項５に記載の半導体レーザ。 - 【請求項７】第２の共振器端面の外側に、半導体レーザ
を構成する材料より低い屈折率を有する導波層を備えて
いることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか
１項に記載の半導体レーザ。 - 【請求項８】第２の共振器端面から出射されたレーザ光
が半導体レーザの外部で集光される位置に、光励起材料
を配置したことを特徴とする請求項６に記載の半導体レ
ーザ。 - 【請求項９】扇形のストライプ形状を有し、扇形の中心
角が２０度以上１８０度以下であり、第１又は第２の共
振器端面から出射されるレーザ光が横多モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234063A JPH0661583A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 半導体レーザ |
| US08/361,691 US5495492A (en) | 1992-08-11 | 1994-12-22 | Semiconductor laser having an active layer with a fan-shaped stripe with curved end surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234063A JPH0661583A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661583A true JPH0661583A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16965011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234063A Pending JPH0661583A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5495492A (ja) |
| JP (1) | JPH0661583A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220619A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-24 | Suehiro Mizukawa | 板材などの曲げ方法 |
| US11945914B2 (en) | 2019-05-21 | 2024-04-02 | Lg Chem, Ltd. | Curable composition and optical material comprising cured product thereof |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5627852A (en) * | 1995-08-16 | 1997-05-06 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Semiconductor laser geometry for broad-angle far-field addressing |
| US5696784A (en) * | 1996-04-19 | 1997-12-09 | Opto Power Corporation | Reduced mode laser and method of fabrication |
| US11176962B1 (en) * | 2020-09-10 | 2021-11-16 | Seagate Technology Llc | Heat-assisted magnetic recording laser with a curved facet |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107289A (en) * | 1979-02-12 | 1980-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
| JPS59146013A (ja) * | 1983-12-23 | 1984-08-21 | Sony Corp | 光学装置 |
| FR2562328B1 (fr) * | 1984-03-30 | 1987-11-27 | Menigaux Louis | Procede de fabrication d'un dispositif optique integre monolithique comprenant un laser a semi-conducteur et dispositif obtenu par ce procede |
| US4675877A (en) * | 1985-02-14 | 1987-06-23 | Northern Telecom Limited | Bragg distributed feedback surface emitting laser |
| US4783788A (en) * | 1985-12-16 | 1988-11-08 | Lytel Incorporated | High power semiconductor lasers |
| JPS62213188A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JP2723888B2 (ja) * | 1987-01-09 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体レーザ素子 |
| US4791648A (en) * | 1987-02-04 | 1988-12-13 | Amoco Corporation | Laser having a substantially planar waveguide |
| US4942585A (en) * | 1987-12-22 | 1990-07-17 | Ortel Corporation | High power semiconductor laser |
| JPH0834330B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1996-03-29 | キヤノン株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| EP0383943B1 (en) * | 1988-09-01 | 1994-04-27 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device and method of producing the same |
| EP0410067B1 (en) * | 1989-07-27 | 1993-09-22 | International Business Machines Corporation | Integrated semiconductor diode laser and photodiode structure |
| JPH03145180A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-20 | Nec Corp | 半導体レーザ |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4234063A patent/JPH0661583A/ja active Pending
-
1994
- 1994-12-22 US US08/361,691 patent/US5495492A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220619A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-24 | Suehiro Mizukawa | 板材などの曲げ方法 |
| US11945914B2 (en) | 2019-05-21 | 2024-04-02 | Lg Chem, Ltd. | Curable composition and optical material comprising cured product thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5495492A (en) | 1996-02-27 |
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