JPH07321397A - 半導体レーザ素子およびその応用装置 - Google Patents
半導体レーザ素子およびその応用装置Info
- Publication number
- JPH07321397A JPH07321397A JP11246194A JP11246194A JPH07321397A JP H07321397 A JPH07321397 A JP H07321397A JP 11246194 A JP11246194 A JP 11246194A JP 11246194 A JP11246194 A JP 11246194A JP H07321397 A JPH07321397 A JP H07321397A
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- Japan
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- semiconductor laser
- shape
- waveguide
- current injection
- current
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】導波路形状と電流注入形状を独立に制御して形
成し、レーザビームの出射方向あるいはビーム形状を注
入電流により制御可能とした半導体レーザ。 【効果】半導体レーザにビーム偏向やビーム形状可変な
どの新たな機能を付加することが可能になる。
成し、レーザビームの出射方向あるいはビーム形状を注
入電流により制御可能とした半導体レーザ。 【効果】半導体レーザにビーム偏向やビーム形状可変な
どの新たな機能を付加することが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ，
光ディスク等の光源として用いられる半導体レーザに関
する。
光ディスク等の光源として用いられる半導体レーザに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザでは図１（ジャパニ
ーズ ジャーナル オブ アプライドフィジクス (Jpn.
J. of Appl. Phys.)Vol.25 No.6 pp.L498, 1986年）に
示すようにレーザの導波路となるリッジ状の構造を形成
するエッチングと電流狭搾を行うための選択結晶成長を
同一のマスクを用いて行っていた。
ーズ ジャーナル オブ アプライドフィジクス (Jpn.
J. of Appl. Phys.)Vol.25 No.6 pp.L498, 1986年）に
示すようにレーザの導波路となるリッジ状の構造を形成
するエッチングと電流狭搾を行うための選択結晶成長を
同一のマスクを用いて行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レー
ザでは導波路の形状と電流注入の形状はストライプ全域
にわたり同一であった。このため、電流注入により発生
する屈折率や利得の分布を積極的に半導体レーザを高性
能化，高機能化に利用することは困難であった。
ザでは導波路の形状と電流注入の形状はストライプ全域
にわたり同一であった。このため、電流注入により発生
する屈折率や利得の分布を積極的に半導体レーザを高性
能化，高機能化に利用することは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記従来の半導体レーザ
の問題点を解決するため、本発明では半導体レーザの導
波路の形状と電流注入の形状を独立に設定することによ
りレーザビームの放射方向や形状をを制御する。ビーム
方向の制御は電流注入領域の中心軸を導波構造の中心軸
からずれるように形成することにより可能であった。ま
た、ビーム形状の変化は電流注入の密度を導波路断面内
で不均一にすることにより実現できた。これらの半導体
レーザの発光点の近傍にマイクロレンズを配した後、位
置制御が容易な通常のレンズを数ミリ離して配すること
により大きなビーム偏向を容易に得ることができた。
の問題点を解決するため、本発明では半導体レーザの導
波路の形状と電流注入の形状を独立に設定することによ
りレーザビームの放射方向や形状をを制御する。ビーム
方向の制御は電流注入領域の中心軸を導波構造の中心軸
からずれるように形成することにより可能であった。ま
た、ビーム形状の変化は電流注入の密度を導波路断面内
で不均一にすることにより実現できた。これらの半導体
レーザの発光点の近傍にマイクロレンズを配した後、位
置制御が容易な通常のレンズを数ミリ離して配すること
により大きなビーム偏向を容易に得ることができた。
【０００５】
【作用】半導体レーザの導波路内部に電流注入領域を導
波路形状と独立に設けることにより、導波路内に導波路
形状と独立な形状の電流注入を行うことが可能になる。
これにより、電気的に制御可能な屈折率の変化をストラ
イプ内部に形成することが可能となるので、ビーム出射
方向やビーム形状を電流注入によって制御することが可
能になる。
波路形状と独立に設けることにより、導波路内に導波路
形状と独立な形状の電流注入を行うことが可能になる。
これにより、電気的に制御可能な屈折率の変化をストラ
イプ内部に形成することが可能となるので、ビーム出射
方向やビーム形状を電流注入によって制御することが可
能になる。
【０００６】
（実施例１）本発明の第１の実施例を図２，図３に従い
説明する。本構造ではまずｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に
ｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０２，多重量子井
戸活性層１０３，ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１
０４，ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５を、順次、結晶
成長した。多重量子井戸活性層１０３はＧａＡｓウエル
層３層１０６とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層４層１０７
を交互に積層して形成している。
説明する。本構造ではまずｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に
ｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０２，多重量子井
戸活性層１０３，ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１
０４，ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５を、順次、結晶
成長した。多重量子井戸活性層１０３はＧａＡｓウエル
層３層１０６とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層４層１０７
を交互に積層して形成している。
【０００７】次に、この構造に熱ＣＶＤ法及びリソグラ
フ技術を用いて幅７μｍのストライプ状のレジスト膜１
０８及びこのレジスト膜に埋め込まれた幅３μｍのＳｉ
Ｏ2膜１０９により構成される図２のようなマスクを形
成する。ＳｉＯ2 膜はストライプの中心軸から約１.５
μｍ ずれて形成されている。
フ技術を用いて幅７μｍのストライプ状のレジスト膜１
０８及びこのレジスト膜に埋め込まれた幅３μｍのＳｉ
Ｏ2膜１０９により構成される図２のようなマスクを形
成する。ＳｉＯ2 膜はストライプの中心軸から約１.５
μｍ ずれて形成されている。
【０００８】上記レジスト膜をマスクとしてｐ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０４の一部をエッチングし
た後、レジストを除去してＳｉＯ2 膜１０９をマスクと
して有機金属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓブロック層
１１０をＳｉＯ2 膜のない領域に選択的に成長した。素
子の直列抵抗低減のため、ＳｉＯ2 膜を除去した後ｐ−
ＧａＡｓキャップ層１１１を形成した。この段階でのウ
エハ断面を図３に示す。ウエハの表面にＡｕを主成分と
する電極１１２を形成し、機械的研磨及び化学エッチン
グによりＧａＡｓ基板を約１００μｍにエッチングし、
ＧａＡｓ基板側にもＡｕを主成分とする電極１１２を形
成した。このような半導体ウエハを約600μｍ間隔でバ
ー状に劈開した。
0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０４の一部をエッチングし
た後、レジストを除去してＳｉＯ2 膜１０９をマスクと
して有機金属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓブロック層
１１０をＳｉＯ2 膜のない領域に選択的に成長した。素
子の直列抵抗低減のため、ＳｉＯ2 膜を除去した後ｐ−
ＧａＡｓキャップ層１１１を形成した。この段階でのウ
エハ断面を図３に示す。ウエハの表面にＡｕを主成分と
する電極１１２を形成し、機械的研磨及び化学エッチン
グによりＧａＡｓ基板を約１００μｍにエッチングし、
ＧａＡｓ基板側にもＡｕを主成分とする電極１１２を形
成した。このような半導体ウエハを約600μｍ間隔でバ
ー状に劈開した。
【０００９】本構造によれば電流注入が少ないときには
レーザビームは導波路の中央を導波されるが、電流注入
が増加するとこれにより形成される屈折率の変化により
ビームが電流注入領域に向かって移動する。このビーム
を図４に示すようなレーザチップ１１３近傍においたマ
イクロレンズ１１４で集光した後、対物レンズ１１５に
より並行光化すると、電流変調のみにより偏向可能な並
行光のレーザを得ることができる。本構造により、注入
電流４０ｍＡ時と６０ｍＡ時で約１０°のビーム偏向を
得ることが可能であった。
レーザビームは導波路の中央を導波されるが、電流注入
が増加するとこれにより形成される屈折率の変化により
ビームが電流注入領域に向かって移動する。このビーム
を図４に示すようなレーザチップ１１３近傍においたマ
イクロレンズ１１４で集光した後、対物レンズ１１５に
より並行光化すると、電流変調のみにより偏向可能な並
行光のレーザを得ることができる。本構造により、注入
電流４０ｍＡ時と６０ｍＡ時で約１０°のビーム偏向を
得ることが可能であった。
【００１０】（実施例２）本発明第２の実施例を図５，
図６に従い説明する。本構造では、まず、ｎ−ＧａＡｓ
基板１０１上にｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０
２，多重量子井戸活性層１０３，ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓクラッド層１０４，ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５
を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層１０３はＧａ
Ａｓウエル層３層１０６とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層
４層１０７を交互に積層して形成している。
図６に従い説明する。本構造では、まず、ｎ−ＧａＡｓ
基板１０１上にｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０
２，多重量子井戸活性層１０３，ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓクラッド層１０４，ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０５
を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層１０３はＧａ
Ａｓウエル層３層１０６とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層
４層１０７を交互に積層して形成している。
【００１１】次に、この構造に熱ＣＶＤ法及びリソグラ
フ技術を用いて幅１０μｍのストライプ状のレジスト膜
１０８及びこのレジスト膜に埋め込まれた幅３μｍのＳ
iＯ2膜２０１と端面近傍にこのＳｉＯ2 膜と平行して設
けた幅２μｍのＳｉＯ2 膜２０１より構成される図５の
ようなマスクを形成する。レジスト膜をマスクとしてｐ
−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０４の一部をエッチ
ングした後、レジストを除去してＳｉＯ2 膜をマスクと
して有機金属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓブロック層
１１０をＳｉＯ2 膜のない領域に選択的に成長した。素
子の直列抵抗低減のため、ＳｉＯ2 膜を除去した後ｐ−
ＧａＡｓキャップ層１１１を形成した。この段階でのウ
エハ断面を図６に示す。ウエハの表面にＡｕを主成分と
する電極１１２を形成し、機械的研磨及び化学エッチン
グによりＧａＡｓ基板を約100μｍにエッチングし、Ｇ
ａＡｓ基板側にもＡｕを主成分とする電極１１２を形成
した。このような半導体ウエハを約６００μｍ間隔でバ
ー状に劈開した。
フ技術を用いて幅１０μｍのストライプ状のレジスト膜
１０８及びこのレジスト膜に埋め込まれた幅３μｍのＳ
iＯ2膜２０１と端面近傍にこのＳｉＯ2 膜と平行して設
けた幅２μｍのＳｉＯ2 膜２０１より構成される図５の
ようなマスクを形成する。レジスト膜をマスクとしてｐ
−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０４の一部をエッチ
ングした後、レジストを除去してＳｉＯ2 膜をマスクと
して有機金属気相成長法によりｎ−ＧａＡｓブロック層
１１０をＳｉＯ2 膜のない領域に選択的に成長した。素
子の直列抵抗低減のため、ＳｉＯ2 膜を除去した後ｐ−
ＧａＡｓキャップ層１１１を形成した。この段階でのウ
エハ断面を図６に示す。ウエハの表面にＡｕを主成分と
する電極１１２を形成し、機械的研磨及び化学エッチン
グによりＧａＡｓ基板を約100μｍにエッチングし、Ｇ
ａＡｓ基板側にもＡｕを主成分とする電極１１２を形成
した。このような半導体ウエハを約６００μｍ間隔でバ
ー状に劈開した。
【００１２】本構造によれば電流注入が少ないときには
レーザビームは導波路の中央を導波されるが、電流注入
が増加するとこれによる屈折率の変化によりビームが導
波路両側の電流注入領域に向かって広がる。この構造に
より電流注入によってビームの形状が変化する半導体レ
ーザが実現できた。
レーザビームは導波路の中央を導波されるが、電流注入
が増加するとこれによる屈折率の変化によりビームが導
波路両側の電流注入領域に向かって広がる。この構造に
より電流注入によってビームの形状が変化する半導体レ
ーザが実現できた。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザのストラ
イプ内部に発生する屈折率分布を利用してレーザビーム
の出射方向を偏向する、半導体レーザの非点収差を補正
するなどの機能向上の効果を得ることができる。
イプ内部に発生する屈折率分布を利用してレーザビーム
の出射方向を偏向する、半導体レーザの非点収差を補正
するなどの機能向上の効果を得ることができる。
【図１】従来の半導体レーザの斜視図。
【図２】本発明の第１の実施例の半導体レーザのマスク
構造の説明図。
構造の説明図。
【図３】本発明の第１の実施例の半導体レーザの断面
図。
図。
【図４】レーザを用いた光学系の模式図。
【図５】本発明の第２の実施例の半導体レーザのマスク
の説明図。
の説明図。
【図６】本発明の第２の実施例の半導体レーザの断面
図。
図。
１０１…ｎ−ＧａＡｓ基板、１０２…ｎ−Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓクラッド層、１０３…多重量子井戸活性層、１
０４…ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、１０５…ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層、１０６…ＧａＡｓウエル層、
１０７…Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層、１０８…レジス
ト膜、１０９…ＳｉＯ2 膜、110…ｎ−ＧａＡｓブロッ
ク層、１１１…ｐ−ＧａＡｓキャップ層、１１２…Ａｕ
電極、１１３…レーザチップ、１１４…マイクロレン
ズ、１１５…コリメートレンズ、２０１…ＳｉＯ2 膜。
0.5Ａｓクラッド層、１０３…多重量子井戸活性層、１
０４…ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層、１０５…ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層、１０６…ＧａＡｓウエル層、
１０７…Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層、１０８…レジス
ト膜、１０９…ＳｉＯ2 膜、110…ｎ−ＧａＡｓブロッ
ク層、１１１…ｐ−ＧａＡｓキャップ層、１１２…Ａｕ
電極、１１３…レーザチップ、１１４…マイクロレン
ズ、１１５…コリメートレンズ、２０１…ＳｉＯ2 膜。
Claims (4)
- 【請求項１】通電により光利得を発生する半導体積層構
造と前記半導体積層構造の層に平行な面内において光を
閉じ込めるための導波構造及びこの導波構造の内部に電
流を絞るための電流狭窄構造を有し、少なくとも一対の
反射面から前記導波構造に光を反射することにより光共
振器を構成する半導体レーザで、前記導波構造の形状と
電流注入の形状が独立に設定されていることを特徴とす
る半導体レーザ素子。 - 【請求項２】請求項１において、電流注入領域の中心軸
が導波構造の中心軸からずれて形成されている半導体レ
ーザ素子。 - 【請求項３】請求項１において、電流注入の密度が少な
くともレーザ出射点近傍において導波路断面内で不均一
になっている半導体レーザ素子。 - 【請求項４】請求項１，２，３または４において、前記
半導体レーザの出射点の近傍と、これから一定の距離を
おいた位置にレンズを配した半導体レーザ応用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246194A JPH07321397A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 半導体レーザ素子およびその応用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246194A JPH07321397A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 半導体レーザ素子およびその応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321397A true JPH07321397A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14587221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11246194A Pending JPH07321397A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 半導体レーザ素子およびその応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321397A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351940A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Denso Corp | 半導体レーザアレイ |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP11246194A patent/JPH07321397A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351940A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Denso Corp | 半導体レーザアレイ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030617 |