JPH0732290B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPH0732290B2 JPH0732290B2 JP10214586A JP10214586A JPH0732290B2 JP H0732290 B2 JPH0732290 B2 JP H0732290B2 JP 10214586 A JP10214586 A JP 10214586A JP 10214586 A JP10214586 A JP 10214586A JP H0732290 B2 JPH0732290 B2 JP H0732290B2
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Links
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- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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、光通信や光ディスク、レーザプリンタ等の光
情報処理装置の光源として用いられる半導体レーザ装置
に関するものである。
情報処理装置の光源として用いられる半導体レーザ装置
に関するものである。
（従来の技術） 昨今の半導体レーザ装置は、小型軽量，高効率，低価格
等の優れた特性を有するため、光通信や光情報処理装置
の光源として非常に重要な位置を占めている。現在光デ
ィスクやレーザプリンタ等に用いられているGaAlAs系の
半導体レーザのレーザ共振器（以下共振器と省略する）
は、通常、半導体結晶の劈開面を利用して作製されてい
る。GaAsは、屈折率が約3.6であるために、劈開面を利
用した共振器の端面の反射率が約30％であり、He−Neレ
ーザ等の気体レーザに比べて反射率の値が低い。前記の
ように反射率の低いGaAlAs系の半導体レーザでも発振が
可能なのは、GaAs結晶の発振利得が非常に大きいためで
ある。半導体結晶の両端を劈開して作製された共振器の
両端面は反射率が同一であるため、レーザ光は前記両端
面から同一出力で出射されるが、通常は前記両端面の片
側の端面（以下前端面と省略する）から出力されるレー
ザ光を主目的用に使用し、他の端面（以下後端面と省略
する）から出射されるレーザ光は、光検出器で受光して
光出力のモニタとして使用されている場合がほとんどで
ある。すなわち、後端面からの出射光の出力は、前端面
からの出射光の出力よりも少なくモニタ可能の程度の出
力でよい。後端面からの出射光の出力を少なくするため
に前記後端面の反射率を高くすれば、レーザ発振のしき
い電流値が減少する。また、前端面からの出射光の出力
が増加して共振器の効率が高くなり、共振器のＱ値が大
きくなるので単一モード性が良好となって雑音が減少
し、半導体レーザ装置としての特性が良くなる。
等の優れた特性を有するため、光通信や光情報処理装置
の光源として非常に重要な位置を占めている。現在光デ
ィスクやレーザプリンタ等に用いられているGaAlAs系の
半導体レーザのレーザ共振器（以下共振器と省略する）
は、通常、半導体結晶の劈開面を利用して作製されてい
る。GaAsは、屈折率が約3.6であるために、劈開面を利
用した共振器の端面の反射率が約30％であり、He−Neレ
ーザ等の気体レーザに比べて反射率の値が低い。前記の
ように反射率の低いGaAlAs系の半導体レーザでも発振が
可能なのは、GaAs結晶の発振利得が非常に大きいためで
ある。半導体結晶の両端を劈開して作製された共振器の
両端面は反射率が同一であるため、レーザ光は前記両端
面から同一出力で出射されるが、通常は前記両端面の片
側の端面（以下前端面と省略する）から出力されるレー
ザ光を主目的用に使用し、他の端面（以下後端面と省略
する）から出射されるレーザ光は、光検出器で受光して
光出力のモニタとして使用されている場合がほとんどで
ある。すなわち、後端面からの出射光の出力は、前端面
からの出射光の出力よりも少なくモニタ可能の程度の出
力でよい。後端面からの出射光の出力を少なくするため
に前記後端面の反射率を高くすれば、レーザ発振のしき
い電流値が減少する。また、前端面からの出射光の出力
が増加して共振器の効率が高くなり、共振器のＱ値が大
きくなるので単一モード性が良好となって雑音が減少
し、半導体レーザ装置としての特性が良くなる。
従来の共振器の後端面の反射率を高くする方法を、第５
図を参照して説明する。第５図は、従来の共振器のSi膜
の膜厚に対する後端面の反射率の理論値の関係図を示
す。第５図に示すように、共振器に膜厚0.25波長のAl2O
3膜を被着した場合、すなわち波長8000Åの共振器に屈
折率1.64のAl2O3を実際の膜厚1220Åで被着した場合
に、Siの膜厚の大きさにより後端面の反射率は異なり、
Siの膜厚を0.25波長、すなわち波長8000Åの場合は屈折
率3.3のSiの実際の膜厚を606Åとしたときに、前記後端
面の反射率は最大の約76％となる。しかも、Siの膜厚が
0.2波長から0.3波長まで変化しても前記後端面の反射率
の変化が少ないという利点がある。
図を参照して説明する。第５図は、従来の共振器のSi膜
の膜厚に対する後端面の反射率の理論値の関係図を示
す。第５図に示すように、共振器に膜厚0.25波長のAl2O
3膜を被着した場合、すなわち波長8000Åの共振器に屈
折率1.64のAl2O3を実際の膜厚1220Åで被着した場合
に、Siの膜厚の大きさにより後端面の反射率は異なり、
Siの膜厚を0.25波長、すなわち波長8000Åの場合は屈折
率3.3のSiの実際の膜厚を606Åとしたときに、前記後端
面の反射率は最大の約76％となる。しかも、Siの膜厚が
0.2波長から0.3波長まで変化しても前記後端面の反射率
の変化が少ないという利点がある。
（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の半導体レーザ装置では、コンパクトディスク
等に用いられている最大光出力5mW程度の半導体レーザ
装置においては、後端面からの出射光の出力が前端面か
らの出射光の出力の0.23倍では、十分なモニタ出力を得
ることができないという問題がある。後端面からの出射
光の出力を大きくするためには反射率を60％程度に下げ
ればよいが、そのためには第５図に示すようにSiの膜厚
を0.12波長に薄くする必要があり、Siの膜厚を0.12波長
にするとSiの膜厚の微妙変化に対する反射率の変化が大
きいため、Siの膜厚を精度良く製作しなければならない
ので、実用的に好ましくないという問題点がある。
等に用いられている最大光出力5mW程度の半導体レーザ
装置においては、後端面からの出射光の出力が前端面か
らの出射光の出力の0.23倍では、十分なモニタ出力を得
ることができないという問題がある。後端面からの出射
光の出力を大きくするためには反射率を60％程度に下げ
ればよいが、そのためには第５図に示すようにSiの膜厚
を0.12波長に薄くする必要があり、Siの膜厚を0.12波長
にするとSiの膜厚の微妙変化に対する反射率の変化が大
きいため、Siの膜厚を精度良く製作しなければならない
ので、実用的に好ましくないという問題点がある。
（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために本発明は、共振器の後端面
に膜厚0.10波長のAl2O3コート膜と膜厚0.32波長のSiコ
ート膜を被着するか、または膜厚0.40波長のAl2O3コー
ト膜と膜厚0.18の波長のSiコート膜を被着した共振器に
よる半導体レーザ装置を提供するものである。
に膜厚0.10波長のAl2O3コート膜と膜厚0.32波長のSiコ
ート膜を被着するか、または膜厚0.40波長のAl2O3コー
ト膜と膜厚0.18の波長のSiコート膜を被着した共振器に
よる半導体レーザ装置を提供するものである。
（作用） 前記構成によれば、Siコート膜の膜厚が0.04波長程度、
すなわち約97Å変化しても反射率がほとんど変化しな
い、共振器後端面の反射率60％程度の特性の優れた半導
体レーザ装置を再現性良く得ることができる。
すなわち約97Å変化しても反射率がほとんど変化しな
い、共振器後端面の反射率60％程度の特性の優れた半導
体レーザ装置を再現性良く得ることができる。
（実施例） 本発明の半導体レーザ装置を、第１図ないし第４図を参
照して説明する。第１図は本発明の半導体レーザ装置の
共振器の斜視図、第２図は本発明の第１図の実施例にお
けるSi膜の膜厚に対する後端面の反射率の理論値の関係
図、第３図は本発明の第２の実施例におけるSi膜の膜厚
に対する後端面の反射率の理論値の関係図、第４図は光
出力とモニタ電流の関係を示す。
照して説明する。第１図は本発明の半導体レーザ装置の
共振器の斜視図、第２図は本発明の第１図の実施例にお
けるSi膜の膜厚に対する後端面の反射率の理論値の関係
図、第３図は本発明の第２の実施例におけるSi膜の膜厚
に対する後端面の反射率の理論値の関係図、第４図は光
出力とモニタ電流の関係を示す。
第１図において、半導体レーザ結晶１の前端面２には膜
厚0.5波長のAl2O3コート膜３が被着され、後端面４には
Al2O3コート膜３′とSiコート膜５が被着されている。
前端面２の反射率は、劈開しただけの半導体レーザ結晶
１の反射率と変わらず約30％である。後端面４の反射率
は、次に説明する膜厚の本発明のコード膜３′,5で約60
％となっている。この結果、後端面から出射するレーザ
光６′の出力は、前端面２から出射するレーザ光６の出
力の0.43倍となるが、フォトダイオード等で光電変換し
てモニタ出力を得るために用いるだけなので、この程度
の出力で十分である。
厚0.5波長のAl2O3コート膜３が被着され、後端面４には
Al2O3コート膜３′とSiコート膜５が被着されている。
前端面２の反射率は、劈開しただけの半導体レーザ結晶
１の反射率と変わらず約30％である。後端面４の反射率
は、次に説明する膜厚の本発明のコード膜３′,5で約60
％となっている。この結果、後端面から出射するレーザ
光６′の出力は、前端面２から出射するレーザ光６の出
力の0.43倍となるが、フォトダイオード等で光電変換し
てモニタ出力を得るために用いるだけなので、この程度
の出力で十分である。
本発明の第１の実施例は、後端面４に膜厚0.10波長のAl
2O3コート膜３′を被着した上に0.28ないし0.36波長のS
iコート膜を被着した場合であり、この場合第２図に示
すように、Siコート膜５の膜厚が0.28ないし0.36波長の
間で反射率が余り変化せず略々60％の反射率を得られる
ことが分かる。
2O3コート膜３′を被着した上に0.28ないし0.36波長のS
iコート膜を被着した場合であり、この場合第２図に示
すように、Siコート膜５の膜厚が0.28ないし0.36波長の
間で反射率が余り変化せず略々60％の反射率を得られる
ことが分かる。
本発明の第２の実施例は、後端面４に膜厚0.40波長のAl
2O3コート膜３′を被着した上に0.14ないし0.22波長のS
iコート膜を被着した場合であり、この場合第３図に示
すように、Siコート膜の膜厚が0.14ないし0.22波長の間
で反射率が余り変化せず略々60％の反射率を得られるこ
とが分かる。
2O3コート膜３′を被着した上に0.14ないし0.22波長のS
iコート膜を被着した場合であり、この場合第３図に示
すように、Siコート膜の膜厚が0.14ないし0.22波長の間
で反射率が余り変化せず略々60％の反射率を得られるこ
とが分かる。
第４図において、、曲線Ａは本発明の構成で波長率を60
％とした半導体レーザ装置、曲線Ｂは従来のAl2O3とSi
をそれぞれ0.25波長ずつ被着して反射率を76％とした半
導体レーザ装置の前方光出力に対するモニタ電流の特性
を示す。本発明の半導体レーザ装置によれば、光出力1m
W当たり95μＡのモニタ出力が得られるので自動光出力
制御（APC）等に使用するのに十分なモニタ出力値を得
ることができる。
％とした半導体レーザ装置、曲線Ｂは従来のAl2O3とSi
をそれぞれ0.25波長ずつ被着して反射率を76％とした半
導体レーザ装置の前方光出力に対するモニタ電流の特性
を示す。本発明の半導体レーザ装置によれば、光出力1m
W当たり95μＡのモニタ出力が得られるので自動光出力
制御（APC）等に使用するのに十分なモニタ出力値を得
ることができる。
（発明の効果） 本発明の端面コート膜の構成によれば、優れた特性の半
導体レーザ装置を量産することができて、大きな実用的
効果を得ることができる。
導体レーザ装置を量産することができて、大きな実用的
効果を得ることができる。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の共振器の斜視図、
第２図は本発明の第１の実施例におけるSi膜の膜厚に対
する後端面の反射率の理論値の関係図、第３図は本発明
の第２の実施例におけるSi膜の膜厚に対する後端面の反
射率の理論値の関係図、第４図は光出力とモニタ電流の
関係図、第５図は従来の共振器のSi膜の膜厚に対する後
端面の反射率の理論値の関係図を示す。 １…半導体レーザ結晶、２…前端面、3,3′…Al2O3コー
ト膜、４…後端面、５…Siコート層、6,6′…レーザ
光。
第２図は本発明の第１の実施例におけるSi膜の膜厚に対
する後端面の反射率の理論値の関係図、第３図は本発明
の第２の実施例におけるSi膜の膜厚に対する後端面の反
射率の理論値の関係図、第４図は光出力とモニタ電流の
関係図、第５図は従来の共振器のSi膜の膜厚に対する後
端面の反射率の理論値の関係図を示す。 １…半導体レーザ結晶、２…前端面、3,3′…Al2O3コー
ト膜、４…後端面、５…Siコート層、6,6′…レーザ
光。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザ結晶の共振器端面の少なくと
も一方にAl2O3膜とSi膜を被着させるとともに、前記Al2
O3膜の膜厚が0.10波長で、前記Si膜の膜厚が0.28波長な
いし0.36波長であるか、または前記Al2O3膜の膜厚が0.4
0波長で、前記Si膜の膜厚が0.14波長ないし0.22波長で
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 |
|---|---|---|---|
| JP10214586A JPH0732290B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10214586A JPH0732290B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62260381A JPS62260381A (ja) | 1987-11-12 |
| JPH0732290B2 true JPH0732290B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=14319582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10214586A Expired - Lifetime JPH0732290B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732290B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031186A (en) * | 1989-03-15 | 1991-07-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| FR2694457B1 (fr) * | 1992-07-31 | 1994-09-30 | Chebbi Brahim | Laser à semi-conducteur pour la détection d'un rayonnement lumineux, procédé pour l'obtention d'un détecteur photosensible, et application d'un tel laser à la détection d'un rayonnement lumineux. |
| JP4286683B2 (ja) | 2004-02-27 | 2009-07-01 | ローム株式会社 | 半導体レーザ |
-
1986
- 1986-05-06 JP JP10214586A patent/JPH0732290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62260381A (ja) | 1987-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |