JPH0728082B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH0728082B2 JPH0728082B2 JP60053695A JP5369585A JPH0728082B2 JP H0728082 B2 JPH0728082 B2 JP H0728082B2 JP 60053695 A JP60053695 A JP 60053695A JP 5369585 A JP5369585 A JP 5369585A JP H0728082 B2 JPH0728082 B2 JP H0728082B2
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- JP
- Japan
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- layer
- active layer
- semiconductor laser
- electrons
- holes
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1228—DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling
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） 本発明は半導体レーザに関する。
（従来技術とその問題点） 従来開発された半導体レーザとして第２図に示すような
量子井戸構造レーザがある。このような量子井戸構造レ
ーザでは閉じ込め層20により電子及び正孔が量子井戸層
21内で層厚方向に閉じ込められて量子化され擬二元的に
振舞うため、閾値電流密度が小さく、温度特性が良いと
いう優れた特性を有している。（エレクトロニクス、レ
ターズ第18巻1095ページ〔1982年〕） しかしながら、このような従来の量子井戸構造レーザで
は層厚方向のみ量子化されるだけで量子井戸層21の面に
平行な方向では量子化されていないため、閾値電流の低
減や温度特性の改善がまだまだ不十分であった。
量子井戸構造レーザがある。このような量子井戸構造レ
ーザでは閉じ込め層20により電子及び正孔が量子井戸層
21内で層厚方向に閉じ込められて量子化され擬二元的に
振舞うため、閾値電流密度が小さく、温度特性が良いと
いう優れた特性を有している。（エレクトロニクス、レ
ターズ第18巻1095ページ〔1982年〕） しかしながら、このような従来の量子井戸構造レーザで
は層厚方向のみ量子化されるだけで量子井戸層21の面に
平行な方向では量子化されていないため、閾値電流の低
減や温度特性の改善がまだまだ不十分であった。
（発明の目的） 本発明はこのような欠点を除去した、低閾値かつ温度特
性に優れた半導体レーザを提供することにある。
性に優れた半導体レーザを提供することにある。
（発明の構成） 本発明の半導体レーザは、利得領域である活性層を有
し、この活性層の層厚が量子効果が現われるほど薄く、
かつこの活性層の面方向の異なる少なくとも二方向に、
量子効果が現われるほどに周期の短かいうねりを有し、
この活性層に隣接して活性層の禁制帯幅より禁制帯幅の
大きい閉じ込め層を少なくとも有する構成となってい
る。
し、この活性層の層厚が量子効果が現われるほど薄く、
かつこの活性層の面方向の異なる少なくとも二方向に、
量子効果が現われるほどに周期の短かいうねりを有し、
この活性層に隣接して活性層の禁制帯幅より禁制帯幅の
大きい閉じ込め層を少なくとも有する構成となってい
る。
（本発明の原理） 本発明は上述の構成をとることにより従来技術の問題点
を解決した。
を解決した。
活性層が薄膜状であり、なおかつ積層方向に垂直な方向
の異なる二方向に短かい周期のうねりを有し、この活性
層に隣接して閉じ込め層を有する構造となっているた
め、電子及び正孔は、層厚方向に閉じ込められるととも
にうねりのある二方向にも閉じ込められる。このため電
子及び正孔はどの方向にも自由に動くことができず、擬
“0"次元的なふるまいをする。このためエネルギー準位
は離散的になり、状態密度はエネルギー準位の所のみに
値を持つデルタ関数的になる。このため、注入された電
子及び正孔はレーザ発振に有効に寄与し、低閾値でなお
かつ温度条件に優れた半導体レーザが得られる。
の異なる二方向に短かい周期のうねりを有し、この活性
層に隣接して閉じ込め層を有する構造となっているた
め、電子及び正孔は、層厚方向に閉じ込められるととも
にうねりのある二方向にも閉じ込められる。このため電
子及び正孔はどの方向にも自由に動くことができず、擬
“0"次元的なふるまいをする。このためエネルギー準位
は離散的になり、状態密度はエネルギー準位の所のみに
値を持つデルタ関数的になる。このため、注入された電
子及び正孔はレーザ発振に有効に寄与し、低閾値でなお
かつ温度条件に優れた半導体レーザが得られる。
（実施例） 次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図は一実施例を示す斜視図でこの半導体レーザは面
に平行な二方向に、周期が100mm以下の凹凸を形成した
ｎ型GaAsからなる基板10上にバッファー層11、ｎ型AlxG
a1-xAsからなるｎ型クラッド層12、AlyGa1-yAsからなる
第１ガイド層13、GaAsらなる厚が10mmである活性層14、
AlzGa1-zAsからなる第２ガイド層15、Ｐ型AluGa1-uAsか
らなるＰ型クラッド層16、Ｐ型GaAsからなるキャップ層
17、を順次積層した積層構造と、Ｐ電極18、ｎ電極19か
ら構成されている。
に平行な二方向に、周期が100mm以下の凹凸を形成した
ｎ型GaAsからなる基板10上にバッファー層11、ｎ型AlxG
a1-xAsからなるｎ型クラッド層12、AlyGa1-yAsからなる
第１ガイド層13、GaAsらなる厚が10mmである活性層14、
AlzGa1-zAsからなる第２ガイド層15、Ｐ型AluGa1-uAsか
らなるＰ型クラッド層16、Ｐ型GaAsからなるキャップ層
17、を順次積層した積層構造と、Ｐ電極18、ｎ電極19か
ら構成されている。
基板上の二方向の周期的な凹凸は、二光束干渉露光法に
よるレジスト形成とケミカルエッチングを２回行なうこ
とにより製作することができる。また、基板上の結晶成
長層は、分子線結晶成長法により、製作した。
よるレジスト形成とケミカルエッチングを２回行なうこ
とにより製作することができる。また、基板上の結晶成
長層は、分子線結晶成長法により、製作した。
第１ガイド層13及び第２ガイド層15によって作られる電
子及び正孔に対するポテンシャルは、活性層の面方向
で、周期的な変動を示している。このため、層厚方向に
閉じ込められている電子及び正孔は、面方向にも自由に
運動することができない。すなわち、電子及び正孔は３
次元的に閉じ込められた、擬ゼロ次元的振舞を示すこと
になる。
子及び正孔に対するポテンシャルは、活性層の面方向
で、周期的な変動を示している。このため、層厚方向に
閉じ込められている電子及び正孔は、面方向にも自由に
運動することができない。すなわち、電子及び正孔は３
次元的に閉じ込められた、擬ゼロ次元的振舞を示すこと
になる。
このような状態では、電子及び正孔のエネルギー準位は
離散的になり、状態密度はエネルギー準位で無限大とな
る。このため、レーザの利得スペクトルは非常に狭く、
わずかの注入電流により、レーザ発振を行なうことがで
きる。また、エネルギー準位が離散的なため、温度によ
る電子及び正孔のエネルギー分布の変化がほとんどな
く、温度特性に優れた半導体レーザとなる。
離散的になり、状態密度はエネルギー準位で無限大とな
る。このため、レーザの利得スペクトルは非常に狭く、
わずかの注入電流により、レーザ発振を行なうことがで
きる。また、エネルギー準位が離散的なため、温度によ
る電子及び正孔のエネルギー分布の変化がほとんどな
く、温度特性に優れた半導体レーザとなる。
本実施例では活性層を１つとしたがこれに限らず多層の
量子井戸構造でも原理的には同じであり、同様の効果が
得られる。
量子井戸構造でも原理的には同じであり、同様の効果が
得られる。
また上述の実施例では組成の一様な第１ガイド層及び第
２ガイド層を設けたがこれに限らず、グレードインデッ
クス構造や、ガイド層を特に設けない構造でも良い。
２ガイド層を設けたがこれに限らず、グレードインデッ
クス構造や、ガイド層を特に設けない構造でも良い。
また上述の実施例ではAlGaAs系混晶を素材としたがこれ
に限らずInGaAs系等他の半導体を用いてもよいことは明
らかである。
に限らずInGaAs系等他の半導体を用いてもよいことは明
らかである。
（発明の効果） 本発明によれば閾値電流密度が小さく、かつ温度特性に
優れた高性能半導体レーザを得ることができる。
優れた高性能半導体レーザを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は従来
の量子井戸構造レーザの斜視図である。 図において 10……基板、11……バッファー層、12……ｎ型クラッド
層、13……第１ガイド層、14……活性層、15……第２ガ
イド層、16……Ｐ型クラッド層、17……キャプ層、18…
…Ｐ電極、９……ｎ電極、20……閉じ込め層、21……量
子井戸層。
の量子井戸構造レーザの斜視図である。 図において 10……基板、11……バッファー層、12……ｎ型クラッド
層、13……第１ガイド層、14……活性層、15……第２ガ
イド層、16……Ｐ型クラッド層、17……キャプ層、18…
…Ｐ電極、９……ｎ電極、20……閉じ込め層、21……量
子井戸層。
Claims (1)
- 【請求項１】利得領域である活性層を有し、この活性層
の層厚が量子効果が現われるほど薄く、かつこの活性層
の面に平向な方向の異なる少なくとも二方向に、量子効
果が現われるほどに周期の短かいうねりを有し、この活
性層に隣接して、活性層の禁制帯幅より禁制帯幅の大き
い閉じ込め層を少なくとも有することを特徴とする半導
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053695A JPH0728082B2 (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053695A JPH0728082B2 (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212085A JPS61212085A (ja) | 1986-09-20 |
| JPH0728082B2 true JPH0728082B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=12949948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053695A Expired - Lifetime JPH0728082B2 (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728082B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4361731A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-01 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109928B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1995-11-22 | 光計測技術開発株式会社 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| DE69219688T2 (de) * | 1991-06-24 | 1997-12-18 | Sharp Kk | Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607290A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラ−映像信号再生装置 |
| JPS607190A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多次元超格子及びその製法 |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP60053695A patent/JPH0728082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4361731A1 (en) | 2022-10-31 | 2024-05-01 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus incorporating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61212085A (ja) | 1986-09-20 |
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