JPH067637B2 - 電子ビームポンピング半導体レーザおよび横型半導体レーザアレイ - Google Patents
電子ビームポンピング半導体レーザおよび横型半導体レーザアレイInfo
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- JPH067637B2 JPH067637B2 JP60270845A JP27084585A JPH067637B2 JP H067637 B2 JPH067637 B2 JP H067637B2 JP 60270845 A JP60270845 A JP 60270845A JP 27084585 A JP27084585 A JP 27084585A JP H067637 B2 JPH067637 B2 JP H067637B2
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- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
-
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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
- H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、基板の第１主表面に活性領域を有する電子ビ
ームポンピング半導体レーザであって、この半導体レー
ザの前記の第１主表面に対し縦方向の電子ビーム入力に
より前記の活性領域内にレーザ発振を生ぜしめ、このレ
ーザ発振により前記の第１主表面に対向する第２主表面
にレーザ出力を生ぜしめる電子ビームポンピング半導体
レーザに関するものである。
ームポンピング半導体レーザであって、この半導体レー
ザの前記の第１主表面に対し縦方向の電子ビーム入力に
より前記の活性領域内にレーザ発振を生ぜしめ、このレ
ーザ発振により前記の第１主表面に対向する第２主表面
にレーザ出力を生ぜしめる電子ビームポンピング半導体
レーザに関するものである。
本発明は更にこのような電子ビームポンピング半導体レ
ーザが設けられたレーザアレイにも関するものである。
ーザが設けられたレーザアレイにも関するものである。
従来の電子ビームポンピング半導体レーザは代表的に
は、レーザ増幅および発振が電子ビーム入力およびレー
ザ出力と同じ方向に行われる縦型構造を用いている。従
って、レーザ増幅および発振はレーザ本体中での厚さの
方向（短い方向すなわち縦方向）で生じる。このような
構造の場合、ポンピング作用があまり有効に行われない
為にしきい値電力が高くなり、従って装置が加熱された
り、レーザ構造が早期に劣化したりしてしまう。更に、
縦型構造の場合内部の光導波管効果いわゆるオプティカ
ルコンファインメントの問題が生じる。しかしこの構造
のものが特に表示分野にとって有利であるということが
確かめられている。その理由は、出力が装置の主表面に
対し垂直であり、従ってこのような装置のアレイを以っ
て平坦な表示スクリーンを形成しうる為である。
は、レーザ増幅および発振が電子ビーム入力およびレー
ザ出力と同じ方向に行われる縦型構造を用いている。従
って、レーザ増幅および発振はレーザ本体中での厚さの
方向（短い方向すなわち縦方向）で生じる。このような
構造の場合、ポンピング作用があまり有効に行われない
為にしきい値電力が高くなり、従って装置が加熱された
り、レーザ構造が早期に劣化したりしてしまう。更に、
縦型構造の場合内部の光導波管効果いわゆるオプティカ
ルコンファインメントの問題が生じる。しかしこの構造
のものが特に表示分野にとって有利であるということが
確かめられている。その理由は、出力が装置の主表面に
対し垂直であり、従ってこのような装置のアレイを以っ
て平坦な表示スクリーンを形成しうる為である。
レーザ発振および増幅が電子ビーム入力に対し垂直でレ
ーザ出力に対し平行な方向に生じる横型構造の電子ビー
ムポンピング半導体レーザも用いられている。この構造
の場合、増幅および発振が半導体レーザ装置の主表面に
平行に生じ、従って利得媒体が長くなる為、必要とする
電力入力値が低くて足り、光導波管効果問題も良好にな
る。しかし、横型像の場合、レーザ出力がレーザ装置の
側面から取出され、従ってこの構造のものを大面積アレ
イ或いは表示スクリーンに用いるのを制限してしまうと
いう欠点がある。
ーザ出力に対し平行な方向に生じる横型構造の電子ビー
ムポンピング半導体レーザも用いられている。この構造
の場合、増幅および発振が半導体レーザ装置の主表面に
平行に生じ、従って利得媒体が長くなる為、必要とする
電力入力値が低くて足り、光導波管効果問題も良好にな
る。しかし、横型像の場合、レーザ出力がレーザ装置の
側面から取出され、従ってこの構造のものを大面積アレ
イ或いは表示スクリーンに用いるのを制限してしまうと
いう欠点がある。
理想的には電子ビームポンピング半導体レーザ装置が従
来の縦型および横型の双方の構造の利点を有し、これ従
来の構造の各々に固有の欠点を有さないようにするのが
好ましい。このような装置は、寿命および光導波管効果
を改善する為にレーザ増幅および発振が横方向（電子ビ
ームに対し垂直な方向）に行われ、同時にレーザ装置を
大面積レーザアレイおよび表示スクリーンに用いるのに
有利にする為に縦方向（電子ビームに対し平行な方向）
のレーザ出力を生じるという特性を有する。
来の縦型および横型の双方の構造の利点を有し、これ従
来の構造の各々に固有の欠点を有さないようにするのが
好ましい。このような装置は、寿命および光導波管効果
を改善する為にレーザ増幅および発振が横方向（電子ビ
ームに対し垂直な方向）に行われ、同時にレーザ装置を
大面積レーザアレイおよび表示スクリーンに用いるのに
有利にする為に縦方向（電子ビームに対し平行な方向）
のレーザ出力を生じるという特性を有する。
このようなレーザ装置においては、縦型および横型の双
方の構造の利点が達成されるとともに、これら双方の構
造の欠点が無くなる。
方の構造の利点が達成されるとともに、これら双方の構
造の欠点が無くなる。
本発明の他の目的は、レーザ増幅が電子ビーム方向に対
しほぼ直交する方向で生じ、レーザ出力が主表面から縦
方向で取出される電子ビームポンピング半導体レーザを
提供せんとすることにある。
しほぼ直交する方向で生じ、レーザ出力が主表面から縦
方向で取出される電子ビームポンピング半導体レーザを
提供せんとすることにある。
本発明の目的は、レーザ装置に対する損傷を無くす為
に、比較的低いしきい値電力で動作でき、同時に光導波
管効果問題をも無くすようにした電子ビームポンピング
半導体レーザを提供せんとするにある。
に、比較的低いしきい値電力で動作でき、同時に光導波
管効果問題をも無くすようにした電子ビームポンピング
半導体レーザを提供せんとするにある。
本発明の更に他の目的は、大面積のレーザ或いはそのア
レイ或いは表示スクリーンに用いるのに適した電子ビー
ムポンピング半導体レーザを提供せんとするにある。
レイ或いは表示スクリーンに用いるのに適した電子ビー
ムポンピング半導体レーザを提供せんとするにある。
本発明は、基板の第１主表面に活性領域を有する電子ビ
ームポンピング半導体レーザであって、この半導体レー
ザの前記の第１主表面に対し縦方向の電子ビーム入力に
より前記の活性領域内にレーザ発振を生ぜしめ、このレ
ーザ発振により前記の第１主表面に対向する第２主表面
にレーザ出力を生ぜしめる電子ビームポンピング半導体
レーザにおいて、この半導体レーザが、 前記の第１主表面に入力される前記の縦方向電子ビーム
に応答して前記の活性領域内にほぼ横方向のレーザ増幅
を生ぜしめ、これによりレーザ発振を達成する手段と、 前記の第２主表面において電子ビーム入力と同じ方向で
前記のレーザ発振から縦方向のレーザ出力を生ぜしめる
手段と を具え、 ほぼ横方向のレーザ増幅を生ぜしめる前記の手段が前記
の活性領域内で反射性の少なくとも１つのＶ字状溝を有
しており、縦方向のレーザ出力を生ぜしめる前記の手段
が前記Ｖ字状溝と対向して位置する前記の第２主表面の
少なくとも１つの部分的に透過性の部分を有しているこ
とを特徴とする。
ームポンピング半導体レーザであって、この半導体レー
ザの前記の第１主表面に対し縦方向の電子ビーム入力に
より前記の活性領域内にレーザ発振を生ぜしめ、このレ
ーザ発振により前記の第１主表面に対向する第２主表面
にレーザ出力を生ぜしめる電子ビームポンピング半導体
レーザにおいて、この半導体レーザが、 前記の第１主表面に入力される前記の縦方向電子ビーム
に応答して前記の活性領域内にほぼ横方向のレーザ増幅
を生ぜしめ、これによりレーザ発振を達成する手段と、 前記の第２主表面において電子ビーム入力と同じ方向で
前記のレーザ発振から縦方向のレーザ出力を生ぜしめる
手段と を具え、 ほぼ横方向のレーザ増幅を生ぜしめる前記の手段が前記
の活性領域内で反射性の少なくとも１つのＶ字状溝を有
しており、縦方向のレーザ出力を生ぜしめる前記の手段
が前記Ｖ字状溝と対向して位置する前記の第２主表面の
少なくとも１つの部分的に透過性の部分を有しているこ
とを特徴とする。
本発明によれば、活性領域にほぼ横方向のレーザ増幅を
発生させ、これにより第１主表面に対し縦方向の電子ビ
ーム入力に応答するレーザ発振を生ぜしめ、前記の第２
主表面において前記の電子ビーム入力の方向と同じ方向
で縦方向のレーザ出力を発生させることにより改善が達
成される。
発生させ、これにより第１主表面に対し縦方向の電子ビ
ーム入力に応答するレーザ発振を生ぜしめ、前記の第２
主表面において前記の電子ビーム入力の方向と同じ方向
で縦方向のレーザ出力を発生させることにより改善が達
成される。
本発明の実施例においては、一対の反射性のほぼ45゜の
Ｖ字状溝を活性領域内に設けてほぼ横方向のレーザ増幅
を生ぜしめ、少なくとも１つの部分的透過性の部分を前
記のＶ字状溝の１つの対向する位置で第２主表面に設け
て縦方向のレーザ出力を発生させるようにするのが好ま
しい。
Ｖ字状溝を活性領域内に設けてほぼ横方向のレーザ増幅
を生ぜしめ、少なくとも１つの部分的透過性の部分を前
記のＶ字状溝の１つの対向する位置で第２主表面に設け
て縦方向のレーザ出力を発生させるようにするのが好ま
しい。
可成り異なる発光スクリーンの分野においては、溝を接
近させて設け、スクリーンの内部反射率を最適にするこ
とによりスクリーンの発光効率を高めるようにした発光
スクリーンは米国特許第4,298,820号明細書に開示され
ているということに注意すべきである。
近させて設け、スクリーンの内部反射率を最適にするこ
とによりスクリーンの発光効率を高めるようにした発光
スクリーンは米国特許第4,298,820号明細書に開示され
ているということに注意すべきである。
他の実施例では、各対の溝がほぼ45゜のＶ字状溝１個
と、直角溝１個とを有しており、縦方向のレーザ出力が
Ｖ字状溝に対向して位置する第２主表面の部分的透過性
部分を経て得られるようにするのが好ましい。
と、直角溝１個とを有しており、縦方向のレーザ出力が
Ｖ字状溝に対向して位置する第２主表面の部分的透過性
部分を経て得られるようにするのが好ましい。
上述した電子ビームポンピング半導体レーザ構造は直交
する格子アレイに用いて横型半導体レーザ構造を形成
し、個々のレーザ素子を溝の対により分離するようにす
るのが有利である。
する格子アレイに用いて横型半導体レーザ構造を形成
し、個々のレーザ素子を溝の対により分離するようにす
るのが有利である。
上述した構造によれば、従来の縦型構造の利点（すなわ
ち大面積表示装置に用いて有利であるという点）と、従
来の横型構造の利点（すなわち動作電力レベルが低いと
いう点）とを兼備え、同時にこれらの従来の構造に欠点
のない構造が得られる。
ち大面積表示装置に用いて有利であるという点）と、従
来の横型構造の利点（すなわち動作電力レベルが低いと
いう点）とを兼備え、同時にこれらの従来の構造に欠点
のない構造が得られる。
以下図面につき説明する。
図面は、本発明を理解する上で必要な技術的背景を与え
る為に簡単化した線図で描いてある。
る為に簡単化した線図で描いてある。
第１および２図は従来の電子ビームポンピング半導体レ
ーザの２つの代表的な構成を示す。
ーザの２つの代表的な構成を示す。
第１図に示す縦型構造の半導体レーザ１は基板２を有
し、この基板２は第１主表面に活性領域３を有する。矢
印４で線図的に示すようにレーザに電子ビームの入力を
与えると、レーザ増幅および発振が双方向矢印５で線図
的に示すように縦（すなわち垂直）方向に生ずる。この
構造では、矢印６で線図的に示すレーザ出力も縦方向で
あり、従って電子ビーム入力と、レーザ増幅および発振
と、レーザ出力とのすべてが同じ方向に生じる。この構
造の場合、前述したように、電力しきい値が高くなった
り、光波動感効果（オプティカルコンファインメント）
問題が生じたりする欠点を含む幾つかの欠点がある。そ
れにもかかわらず、縦型構造により電子ビーム入力と同
じ方向で主表面から出力を生じる為、この構造のものが
以前から大面積レーザアレイ表示スクリーン用に用いら
れている。
し、この基板２は第１主表面に活性領域３を有する。矢
印４で線図的に示すようにレーザに電子ビームの入力を
与えると、レーザ増幅および発振が双方向矢印５で線図
的に示すように縦（すなわち垂直）方向に生ずる。この
構造では、矢印６で線図的に示すレーザ出力も縦方向で
あり、従って電子ビーム入力と、レーザ増幅および発振
と、レーザ出力とのすべてが同じ方向に生じる。この構
造の場合、前述したように、電力しきい値が高くなった
り、光波動感効果（オプティカルコンファインメント）
問題が生じたりする欠点を含む幾つかの欠点がある。そ
れにもかかわらず、縦型構造により電子ビーム入力と同
じ方向で主表面から出力を生じる為、この構造のものが
以前から大面積レーザアレイ表示スクリーン用に用いら
れている。
従来の半導体レーザ構造の他の例を第２図に示す。この
構造でも半導体レーザ10が基板12を有し、この基板12が
主表面に活性領域13を有する。この場合、電子ビーム入
力14に応答してレーザ増幅および発振が（両矢印15で線
図的に示すように）横方向に生じ、レーザ出力が矢印16
で線図的に示すように横方向に取出される。前述したよ
うに、このレーザ出力は半導体構造の側面から取出す必
要があるという事実の為に、この横型構造のものを用い
て大面積レーザアレイ表示スクリーンを造るのに制限が
加えられる。それにもかかわらず、レーザ増幅および発
振は第１図の縦形構造の場合よりも大きな領域に亘って
生じる為、横方向ピンポング構造は小領域での大電力消
費により生じる熱による損傷が少なくなる。
構造でも半導体レーザ10が基板12を有し、この基板12が
主表面に活性領域13を有する。この場合、電子ビーム入
力14に応答してレーザ増幅および発振が（両矢印15で線
図的に示すように）横方向に生じ、レーザ出力が矢印16
で線図的に示すように横方向に取出される。前述したよ
うに、このレーザ出力は半導体構造の側面から取出す必
要があるという事実の為に、この横型構造のものを用い
て大面積レーザアレイ表示スクリーンを造るのに制限が
加えられる。それにもかかわらず、レーザ増幅および発
振は第１図の縦形構造の場合よりも大きな領域に亘って
生じる為、横方向ピンポング構造は小領域での大電力消
費により生じる熱による損傷が少なくなる。
第３図は、本発明の第１実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す。この構造の半導体レーザによ
れば、前述した２つの従来の構造の利点が双方共得られ
るとともに、これら従来の構造の欠点が無くなる。本例
でも、電子ビームポンピング半導体レーザ100が基板102
を有し、この基板102が第１主表面102aに活性領域103を
有する。本発明によれば、活性領域103に一対の反射性
のＶ字状溝103aおよび103bを設け、半導体レーザ主表面
102aに対するこれら溝の側壁の角度αを約45゜とする。
キャリヤの収集および光導波管効果問題を解決する為に
活性層103内に追加の層構造を設けることができる。
ング半導体レーザを示す。この構造の半導体レーザによ
れば、前述した２つの従来の構造の利点が双方共得られ
るとともに、これら従来の構造の欠点が無くなる。本例
でも、電子ビームポンピング半導体レーザ100が基板102
を有し、この基板102が第１主表面102aに活性領域103を
有する。本発明によれば、活性領域103に一対の反射性
のＶ字状溝103aおよび103bを設け、半導体レーザ主表面
102aに対するこれら溝の側壁の角度αを約45゜とする。
キャリヤの収集および光導波管効果問題を解決する為に
活性層103内に追加の層構造を設けることができる。
この半導体レーザも前述した従来例のように縦方向の電
子ビーム入力104により活性化される。この電子ビーム
入力に応答して、活性領域103においてはレーザ増幅が
第２図の横形構造に対して示したのと同様に両方向矢印
105aで示すようにほぼ横方向に生じる。しかし、Ｖ字状
溝103aおよび103bが存在する為に、レーザ発振は活性領
域に制限されず、90゜の角度で縦の下方に反射される。
従って、発振路には第３図に示すように半導体レーザの
下側部分において縦の下方に向けて主表面102bまで延在
する部分105bおよび105cをも含まれる。半導体レーザの
出力は矢印106aおよび106bによって線図的に示すように
縦方向で下側主表面102bから取出される。従って本発明
によれば、熱の発生を減少させ半導体レーザの寿命を長
くする為にレーザ増幅ほぼ縦方向で行われ、半導体レー
ザを大面積レーザアレイ表示スクリーンに用いて有利と
しうるようにする為にレーザ出力が縦方向で取出される
ようにした半導体レーザの装置構造を得ることができ
る。
子ビーム入力104により活性化される。この電子ビーム
入力に応答して、活性領域103においてはレーザ増幅が
第２図の横形構造に対して示したのと同様に両方向矢印
105aで示すようにほぼ横方向に生じる。しかし、Ｖ字状
溝103aおよび103bが存在する為に、レーザ発振は活性領
域に制限されず、90゜の角度で縦の下方に反射される。
従って、発振路には第３図に示すように半導体レーザの
下側部分において縦の下方に向けて主表面102bまで延在
する部分105bおよび105cをも含まれる。半導体レーザの
出力は矢印106aおよび106bによって線図的に示すように
縦方向で下側主表面102bから取出される。従って本発明
によれば、熱の発生を減少させ半導体レーザの寿命を長
くする為にレーザ増幅ほぼ縦方向で行われ、半導体レー
ザを大面積レーザアレイ表示スクリーンに用いて有利と
しうるようにする為にレーザ出力が縦方向で取出される
ようにした半導体レーザの装置構造を得ることができ
る。
第３図に示す半導体レーザは電極接続ライン108を有す
る上側電極107をも設ける。電子ビーム入力を殆んど透
過するこの電極の目的は、電気的な帰路を与え、レーザ
装置内に電荷が蓄積されるのを防止することにある。ま
た半導体レーザにはその下側主表面102b上で誘電体或い
は金属の被膜109を設ける。第３図に示す例では、被膜1
09をＶ字状溝103aおよび103bの下側で部分的に反射性と
し、被膜が発振路105-105b-105cに対する反射面および
レーザ出力106a,106bに対する出力面の双方として作用
するようにする。
る上側電極107をも設ける。電子ビーム入力を殆んど透
過するこの電極の目的は、電気的な帰路を与え、レーザ
装置内に電荷が蓄積されるのを防止することにある。ま
た半導体レーザにはその下側主表面102b上で誘電体或い
は金属の被膜109を設ける。第３図に示す例では、被膜1
09をＶ字状溝103aおよび103bの下側で部分的に反射性と
し、被膜が発振路105-105b-105cに対する反射面および
レーザ出力106a,106bに対する出力面の双方として作用
するようにする。
本発明の概念は、種々の材料を用いた多数の異なるレー
ザ構造に用いて有利であることに注意すべきである。第
３図に示す半導体レーザの場合、例えば活性領域103をC
dSxSe1-xとし、基板をCdSとすることができる。他の可
能な活性領域／基板の組合せは、Al2O3上にCdSを設けた
ものおよびZnSxSe1-x上にZnSeを設けたものである。電
極107は代表的には厚さを約500Åとした銀を以って形成
でき、下側の被膜109は厚さを約300Åとした銀被膜、さ
もなければ通常の多層誘電体被膜とすることができる。
代表的な半導体レーザでは、溝103aおよび103b間の間隔
を約100〜500ミクロンの範囲内とし、活性領域103の厚
さを約２〜10ミクロンの範囲内とし、基板102の厚さを
約300〜1000ミクロンの範囲内とすることができる。
ザ構造に用いて有利であることに注意すべきである。第
３図に示す半導体レーザの場合、例えば活性領域103をC
dSxSe1-xとし、基板をCdSとすることができる。他の可
能な活性領域／基板の組合せは、Al2O3上にCdSを設けた
ものおよびZnSxSe1-x上にZnSeを設けたものである。電
極107は代表的には厚さを約500Åとした銀を以って形成
でき、下側の被膜109は厚さを約300Åとした銀被膜、さ
もなければ通常の多層誘電体被膜とすることができる。
代表的な半導体レーザでは、溝103aおよび103b間の間隔
を約100〜500ミクロンの範囲内とし、活性領域103の厚
さを約２〜10ミクロンの範囲内とし、基板102の厚さを
約300〜1000ミクロンの範囲内とすることができる。
本発明による電子ビームポンピング半導体レーザの第２
の実施例を第４図に示す。この半導体レーザは殆んどの
点で前述したように構成してあり、前述したのと同じ符
号を用いて対応部分を示してある。第４図の半導体レー
ザは、下側被膜109が溝103bの下方の部分110を有すると
いう点で第３図の前述した半導体レーザと相違する。こ
の部分110は第３および４図の被膜109が部分的透過特性
を有しているのと相違してほぼ完全に反射性とする。こ
の被膜部分110が存在する為、発振区分105cは完全に反
射され、Ｖ字状溝103bの下方にレーザ出力が生じない。
従って、第４図に矢印106で線図的に示す全レーザ出力
がＶ字状溝103aの下方に生じる。本発明をレーザアレイ
に用いる場合、各半導体レーザに対し１つの出力路を有
するこの構造のものを用いると、像の精細度が改善され
る。被膜部分110は多数の既知の技術のいずれによって
も完全に反射性とすることができる。例えば、被膜109
を厚さが約300Åの部分反射性の銀とする場合には、部
分110はそれよりも厚く、例えば約600Åとし、ほぼ完全
に反射性の領域を得るようにすることができる。或いは
また、多層誘電体被膜を用いる場合には、これらの層の
厚さおよび個数の双方またいずれか一方を既知のように
して調整し、部分110に対しほぼ完全に反射性の面を得
るようにすることができる。
の実施例を第４図に示す。この半導体レーザは殆んどの
点で前述したように構成してあり、前述したのと同じ符
号を用いて対応部分を示してある。第４図の半導体レー
ザは、下側被膜109が溝103bの下方の部分110を有すると
いう点で第３図の前述した半導体レーザと相違する。こ
の部分110は第３および４図の被膜109が部分的透過特性
を有しているのと相違してほぼ完全に反射性とする。こ
の被膜部分110が存在する為、発振区分105cは完全に反
射され、Ｖ字状溝103bの下方にレーザ出力が生じない。
従って、第４図に矢印106で線図的に示す全レーザ出力
がＶ字状溝103aの下方に生じる。本発明をレーザアレイ
に用いる場合、各半導体レーザに対し１つの出力路を有
するこの構造のものを用いると、像の精細度が改善され
る。被膜部分110は多数の既知の技術のいずれによって
も完全に反射性とすることができる。例えば、被膜109
を厚さが約300Åの部分反射性の銀とする場合には、部
分110はそれよりも厚く、例えば約600Åとし、ほぼ完全
に反射性の領域を得るようにすることができる。或いは
また、多層誘電体被膜を用いる場合には、これらの層の
厚さおよび個数の双方またいずれか一方を既知のように
して調整し、部分110に対しほぼ完全に反射性の面を得
るようにすることができる。
第５図は、本発明による電子ビームポンピング半導体レ
ーザの第３の実施例を示す。本例の場合も第５図に示す
半導体レーザの多くの部分は第３図に示す対応部分と同
じであり、同じ符号を用いて同じ部分を示した。第５図
は、活性領域103におけるレーザ増幅が前述したような
Ｖ字状溝103aと、側壁を主表面102aに対しほぼ直角とし
た直角溝である第２の溝103cとの間で生じるという点で
第３および４図と相違する。直角溝の為に、レーザ発振
路105aはこの溝の側壁で終端し、この溝103cの下方の半
導体本体内には下方に向けて延在しない。Ｖ字状溝103a
の下方では、レーザ発振路が区分105bで示すように下方
に向けて反射し、従ってＶ字状溝103aの下方で１つのレ
ーザ出力106が得られる。従って本例の場合第４図にお
けるように１つのレーザ出力ビームが得られ、しかも、
被膜109にほぼ完全に反射性の部分110を設ける必要が無
くなる。
ーザの第３の実施例を示す。本例の場合も第５図に示す
半導体レーザの多くの部分は第３図に示す対応部分と同
じであり、同じ符号を用いて同じ部分を示した。第５図
は、活性領域103におけるレーザ増幅が前述したような
Ｖ字状溝103aと、側壁を主表面102aに対しほぼ直角とし
た直角溝である第２の溝103cとの間で生じるという点で
第３および４図と相違する。直角溝の為に、レーザ発振
路105aはこの溝の側壁で終端し、この溝103cの下方の半
導体本体内には下方に向けて延在しない。Ｖ字状溝103a
の下方では、レーザ発振路が区分105bで示すように下方
に向けて反射し、従ってＶ字状溝103aの下方で１つのレ
ーザ出力106が得られる。従って本例の場合第４図にお
けるように１つのレーザ出力ビームが得られ、しかも、
被膜109にほぼ完全に反射性の部分110を設ける必要が無
くなる。
前述したように、本発明による半導体レーザは大面積レ
ーザアレイおよび表示スクリーンに用いて特に適してい
る。このようなものに適用する場合個々の半導体レーザ
100を第６図に示すように直交する格子状アレイに配置
し、溝103が所望のレーザ発振路105aを規定するばかり
ではなく、アイレ内の個々のレーザ構造を分離して且つ
規定し、従って光導波管効果による損失を無くす作用を
する。従ってこの適用例では本発明の溝構造により二重
の利点が得られる。
ーザアレイおよび表示スクリーンに用いて特に適してい
る。このようなものに適用する場合個々の半導体レーザ
100を第６図に示すように直交する格子状アレイに配置
し、溝103が所望のレーザ発振路105aを規定するばかり
ではなく、アイレ内の個々のレーザ構造を分離して且つ
規定し、従って光導波管効果による損失を無くす作用を
する。従ってこの適用例では本発明の溝構造により二重
の利点が得られる。
ほぼ横方向でレーザ増幅を達成し、且つ縦方向でレーザ
出力を得る為に分布帰還の原理を用いた本発明の基本的
着想によりレーザ装置を製造することができることにも
注意すべきである。例えば、活性層と半導体本体との間
の界面で分布帰還を与えることにより、一対の直角溝を
用いた構造の或いは光学的な絞りを用いた溝のない構造
のレーザ装置を製造することができる。この場合、分布
帰還により半導体本体内に斜めの（すなわち横方向でも
縦方向でもない）レーザ路が形成され、レーザ装置の下
側面に適当な角度の溝を設けることによりこの斜めのレ
ーザ路が縦方向のレーザ出力に変換される。その結果、
前述した例と同様に、縦方向の電子ビーム入力に横方向
のレーザ増幅が行われ、次に縦方向のレーザ出力が得ら
れるようになったレーザ装置が形成される。
出力を得る為に分布帰還の原理を用いた本発明の基本的
着想によりレーザ装置を製造することができることにも
注意すべきである。例えば、活性層と半導体本体との間
の界面で分布帰還を与えることにより、一対の直角溝を
用いた構造の或いは光学的な絞りを用いた溝のない構造
のレーザ装置を製造することができる。この場合、分布
帰還により半導体本体内に斜めの（すなわち横方向でも
縦方向でもない）レーザ路が形成され、レーザ装置の下
側面に適当な角度の溝を設けることによりこの斜めのレ
ーザ路が縦方向のレーザ出力に変換される。その結果、
前述した例と同様に、縦方向の電子ビーム入力に横方向
のレーザ増幅が行われ、次に縦方向のレーザ出力が得ら
れるようになったレーザ装置が形成される。
本発明は上述した実施例にのみ限定されず、形状および
細部等において種々に変更しうること勿論である。
細部等において種々に変更しうること勿論である。
第１および２図は、従来の半導体レーザ装置を示す線図
的断面図、 第３図は、本発明の第１実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第４図は、本発明の第２実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第５図は、本発明の第３実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第６図は、本発明による電子ビームポンピング半導体レ
ーザのアレイを示す平面図である。 1,10,100…半導体レーザ 2,12,102…基板 3,13,103…活性領域 4,14,104…電子ビーム入力 5,15,105a,105b,105c…レーザ増幅および発振 6,16,106…レーザ出力 103a,103b…Ｖ字状溝 103c…直角溝 107…上側電極 109…被膜
的断面図、 第３図は、本発明の第１実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第４図は、本発明の第２実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第５図は、本発明の第３実施例による電子ビームポンピ
ング半導体レーザを示す断面図、 第６図は、本発明による電子ビームポンピング半導体レ
ーザのアレイを示す平面図である。 1,10,100…半導体レーザ 2,12,102…基板 3,13,103…活性領域 4,14,104…電子ビーム入力 5,15,105a,105b,105c…レーザ増幅および発振 6,16,106…レーザ出力 103a,103b…Ｖ字状溝 103c…直角溝 107…上側電極 109…被膜
Claims (10)
- 【請求項１】基板の第１主表面に活性領域を有する電子
ビームポンピング半導体レーザであって、この半導体レ
ーザの前記の第１主表面に対し縦方向の電子ビーム入力
により前記の活性領域内にレーザ発振を生ぜしめ、この
レーザ発振により前記の第１主表面に対向する第２主表
面にレーザ出力を生ぜしめる電子ビームポンピング半導
体レーザにおいて、この半導体レーザが、 前記の第１主表面に入力される前記の縦方向電子ビーム
に応答して前記の活性領域内にほぼ横方向のレーザ増幅
を生ぜしめ、これによりレーザ発振を達成する手段と、 前記の第２主表面において電子ビーム入力と同じ方向で
前記のレーザ発振から縦方向のレーザ出力を生ぜしめる
手段と を具え、 ほぼ横方向のレーザ増幅を生ぜしめる前記の手段が前記
の活性領域内で反射性の少なくとも１つのＶ字状溝を有
しており、縦方向のレーザ出力を生ぜしめる前記の手段
が前記Ｖ字状溝と対向して位置する前記の第２主表面の
少なくとも１つの部分的に透過性の部分を有しているこ
とを特徴とする電子ビームポンピング半導体レーザ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、ほぼ横方向のレーザ
増幅を生ぜしめる前記の手段が前記の活性領域内で反射
性の少なくとも一対のＶ字状溝を有しており、縦方向の
レーザ出力を生ぜしめる前記の手段が各対の溝に対し前
記の第２主表面の１つのみの部分的に反射性の部分を有
していることを特徴とする電子ビームポンピング半導体
レーザ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、ほぼ横方向のレーザ
増幅を生ぜしめる前記の手段が前記の活性領域内に反射
性の少なくとも一対の溝を有し、各対の溝の第１の溝が
Ｖ字状溝であり、各対の溝の第２の溝が直角溝であり、
縦方向のレーザ出力を生ぜしめる前記の手段が前記Ｖ字
状溝に対向して位置する前記の第２主表面の部分的に透
過性の部分を有していることを特徴とする電子ビームポ
ンピング半導体レーザ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、前記の一対のＶ字状
溝間の間隔が100〜500ミクロンの範囲内にあり、前記の
活性領域の厚さが約２〜10ミクロンの範囲内にあること
を特徴とする電子ビームポンピング半導体レーザ。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、前記活性領域がCdSx
Se1-xを有し、前記の基板がCdSを有していることを特徴
とする電子ビームポンピング半導体レーザ。 - 【請求項６】特許請求の範囲第４項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、前記の活性領域がCd
Sを有し、前記の基板がAl2O3を有していることを特徴と
する電子ビームポンピング半導体レーザ。 - 【請求項７】特許請求の範囲第４項に記載の電子ビーム
ポンピング半導体レーザにおいて、前記の活性領域がZn
Seを有し、前記基板がZnSxSe1-xを有していることを特
徴とする電子ビームポンピング半導体レーザ。 - 【請求項８】横型半導体レーザアレイにおいて、このア
レイが複数の電子ビームポンピング半導体レーザを有
し、前記半導体レーザはその基板の第１主表面に活性領
域を有し、半導体レーザの前記の第１主表面に対し縦方
向の電子ビーム入力により前記の活性領域内にレーザ発
振を生ぜしめ、このレーザ発振により前記の第１主表面
に対向する第２主表面にレーザ出力を生ぜしめ、前記の
半導体レーザが、 前記の第１主表面に入力される前記の縦方向の電子ビー
ム入力に応答して前記の活性領域内にほぼ横方向のレー
ザ増幅を生ぜしめ、これによりレーザ発振を達成する手
段と、 前記の第２主表面において電子ビーム入力と同じ方向で
前記のレーザ発振から縦方向のレーザ出力を生ぜしめる
手段と を具え、 ほぼ横方向のレーザ増幅を生ぜしめる前記の手段が前記
の活性領域内で反射性の少なくとも１つのＶ字状溝を有
しており、縦方向のレーザ出力を生ぜしめる前記の手段
が前記Ｖ字状溝と対向して位置する前記の第２主表面の
少なくとも１つの部分的に透過性の部分を有し、 前記半導体レーザが互いに直交する格子状アレイに配置
され、前記の半導体レーザが前記のＶ字状溝により互い
に分離されていることを特徴とする横型半導体レーザア
レイ。 - 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載の横型半導体
レーザアレイにおいて、ほぼ横方向のレーザ増幅を生ぜ
しめる前記の手段が前記の活性領域内で反射性の少なく
とも一対のＶ字状溝を有しており、縦方向のレーザ出力
を生ぜしめる前記の手段が各対の溝に対し前記の第２主
表面の１つのみの部分的に反射性の部分を有しているこ
とを特徴とする横型半導体レーザアレイ。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第８項に記載の横型半導
体レーザアレイにおいて、ほぼ横方向のレーザ増幅を生
ぜしめる前記の手段が前記の活性領域内で反射性の少な
くとも１対の溝を有し、各対の溝の第１の溝がＶ字状溝
であり、各対の溝の第２の溝が直角溝であり、縦方向の
レーザ出力を生ぜしめる前記の手段が前記のＶ字状溝に
対向して位置する前記の第２主表面の部分的に透過性の
部分を有していることを特徴とする横型半導体レーザア
レイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US67794384A | 1984-12-04 | 1984-12-04 | |
| US677943 | 1996-07-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135188A JPS61135188A (ja) | 1986-06-23 |
| JPH067637B2 true JPH067637B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=24720738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60270845A Expired - Lifetime JPH067637B2 (ja) | 1984-12-04 | 1985-12-03 | 電子ビームポンピング半導体レーザおよび横型半導体レーザアレイ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0184250B1 (ja) |
| JP (1) | JPH067637B2 (ja) |
| DE (1) | DE3586582T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4894832A (en) * | 1988-09-15 | 1990-01-16 | North American Philips Corporation | Wide band gap semiconductor light emitting devices |
| JP2548352B2 (ja) * | 1989-01-17 | 1996-10-30 | 松下電器産業株式会社 | 発光素子およびその製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3968455A (en) * | 1973-02-26 | 1976-07-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Injection laser with integral modulator |
| GB1513573A (en) * | 1974-08-22 | 1978-06-07 | Xerox Corp | Electrically pumpable feedback solid-state diode laser |
| DE2620115C2 (de) * | 1976-05-06 | 1983-08-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Vorrichtung zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie |
| JPS53124457A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-30 | Toshiba Corp | Light amprification circuit |
| US4539687A (en) * | 1982-12-27 | 1985-09-03 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor laser CRT |
| NL8400632A (nl) * | 1984-02-29 | 1985-09-16 | Philips Nv | Inrichting voor het opwekken van elektromagnetische straling. |
| DE3411314A1 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Laserdioden-array |
-
1985
- 1985-11-19 DE DE19853586582 patent/DE3586582T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-19 EP EP19850201896 patent/EP0184250B1/en not_active Expired
- 1985-12-03 JP JP60270845A patent/JPH067637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3586582T2 (de) | 1993-04-01 |
| EP0184250A3 (en) | 1988-05-11 |
| JPS61135188A (ja) | 1986-06-23 |
| DE3586582D1 (de) | 1992-10-08 |
| EP0184250A2 (en) | 1986-06-11 |
| EP0184250B1 (en) | 1992-09-02 |
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