JPH08139412A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

Info

Publication number
JPH08139412A
JPH08139412A JP6272352A JP27235294A JPH08139412A JP H08139412 A JPH08139412 A JP H08139412A JP 6272352 A JP6272352 A JP 6272352A JP 27235294 A JP27235294 A JP 27235294A JP H08139412 A JPH08139412 A JP H08139412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser device
laser
reflecting
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6272352A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kamisato
武 神里
Ryoichi Hirano
良一 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6272352A priority Critical patent/JPH08139412A/ja
Priority to US08/550,119 priority patent/US5642373A/en
Publication of JPH08139412A publication Critical patent/JPH08139412A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42Arrays of surface emitting lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/185Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02255Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
    • H01S5/0422Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4018Lasers electrically in series
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • H01S5/4056Edge-emitting structures emitting light in more than one direction
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/536Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • H10W72/884Die-attach connectors and bond wires

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易に精度良く作製でき、高出力のレーザ光
を出射できる半導体レーザ装置を得ることを目的とす
る。 【構成】 共振器端面30aからレーザ光31を出射す
る複数の半導体レーザ素子と、上記複数の半導体レーザ
素子の各々のレーザ出射光の光軸上に配置され該半導体
レーザ素子が出射するレーザ光を反射する複数のレーザ
光反射面13とを備え、上記複数の半導体レーザ素子及
び複数のレーザ光反射面13は、複数のレーザ光反射面
13で反射される上記の各レーザ光が同一方向に反射
し、かつ、複数のレーザ光反射面13が相互に近接する
ように配置されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザ装置に関
し、特に容易に高歩留りで作製可能な、高出力半導体レ
ーザ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高出力用半導体レーザ装置は光出力の高
出力化が重要な課題であるが、現在は高出力化のために
導体の半導体レーザを複数個スタック状に組み立てて、
最大光出力を増加させる方法がとられている。
【0003】図9は、例えば特開平6−90063号公
報に記載された従来の高出力半導体レーザ装置を示す図
である。
【0004】この高出力半導体レーザ装置は、半導体レ
ーザチップ108を2段に重ね、その間をチップ張り合
わせ用ハンダ108aで接合してスタック状に組み立て
たものである。半導体レーザチップ108は、n+型G
aAs基板181上に、n型Alx Ga1-x Asクラッ
ド層182,アンドープGaAs活性層183,p型A
lx Ga1-x Asクラッド層184,及びp+型GaA
sコンタクト層185を順次結晶成長させ、コンタクト
層185上に電流狭窄用の絶縁膜186を介してp側電
極187を、基板181裏面にn側電極188を設けた
ものである。
【0005】このような2チップ積層タイプの半導体レ
ーザ装置をパルス幅50ns,パルスデューティー比
0.025%,及び25アンペア入力電流にてパルス駆
動すると、ピーク出力30Wが得られる。なお、半導体
レーザチップ108の張り合わせは、上述の2段に限ら
れず3段以上の多段であってもよく、最大6チップを積
層してピーク出力100Wのものが市販されている。
【0006】また、図10は、例えば特開平3−257
888号公報に開示された、従来の高出力でかつビーム
放射角の狭い光出力が得られる面発光半導体レーザを示
す斜視図、図11(a) は図10中のG−G線に沿った断
面図、図11(b) は図10中のH−H線に沿った部分断
面図である。
【0007】図において、n型InP基板201上に
は、約1.3μm波長組成のn型InGaAsP導波路
層202,約1.55μm波長組成のアンドープInG
aAsP活性層203,p型InPクラッド層204,
及びp型InGaAsPキャップ層205が順次積層さ
れている。これらの層202〜205はLPE法(液相
成長法),MO−VPE法(有機金属気相成長法),M
BE法(分子線エピタキシー法)等によって成長させる
ことができる。また、基板201裏面にはn側電極20
6が設けられ、キャップ層205上にはp側電極207
が設けられる。
【0008】共振器は、へき開もしくはエッチングによ
り形成された端面208a,208bにより形成され、
これら端面208a,208b上には絶縁膜209を介
して金属膜210もしくは誘電体膜が設けられ、高反射
端面となっている。金属膜210はリング状に活性層2
03を取り囲んでいる。レーザ共振器の内部に設けられ
た光出力取り出し用のリング状回折格子211はその次
数を周期約5000オングストローム(500nm)の
二次とすることにより、基板表面に対し垂直方向に光を
出射させることができる。リング状回折格子211の直
径は、50μm〜200μm程度である。なお、リング
状回折格子211は、レーザ共振器の中央部分の活性層
203等を円形に除去した後、露出した低損失導波路層
202上に形成することにより、光出射以外の光の過剰
な損失を回避することができる。また、リング状回折格
子211による光出射は回折格子形成面の上下方向にな
されるが、n側電極206に反射膜の役割を持たせるか
もしくは下方に別途高反射膜を設けることにより全ての
光出力を回折格子形成面の上方から得ることができる。
【0009】この従来例の特徴は、回折格子をリング状
にすることにより、その周囲にレーザストライプ形状の
複数のレーザ共振器を放射状に配置し、これら複数のレ
ーザ共振器からの光出力を1つの開口から得ることを可
能としていることにもある。即ち、中央にはリング状回
折格子211が設けられ、リング状回折格子211を横
切るように四本のレーザストライプ形状のレーザ共振器
220,221,222,及び223が放射状に配置さ
れている。各レーザ発振器の幅は横モード制御のために
は1〜2μmとされ、その周囲は、図11(b) に示すよ
うに例えば半絶縁性InP層212によって埋め込ま
れ、不要なリーク電流が抑制される。このような構造に
おいては、各レーザ発振器の出力がリング状回折格子2
11からのみ上方に出射されるので、レーザ共振器の数
に比例した高出力を単一の開口から得ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の図9に示す高出
力半導体レーザ装置は上述のように、複数個の半導体レ
ーザチップをハンダを介して積層しているため、張り合
わせ精度不良により発光パターンに不良が発生したり、
レーザチップ張り合わせ工程における熱ダメージにより
レーザチップが破壊されたりすることから、高歩留りを
得るのが困難であるという問題があった。さらにはレー
ザチップ張り合わせ工程による作業コストの増大という
問題があった。また、上述の問題は、高出力化のために
張り合わせるレーザチップの個数を増やすほど重大なも
のとなるものであった。
【0011】また、図10の高出力半導体レーザ装置で
は、回折格子を用いて光を基板に対して垂直方向に取り
出す構成としているが、この場合、回折格子でブラッグ
反射を起こす波長の光のみが取り出されることとなるた
め、フアブリペロー型レーザの光出力の数%の光出力し
か得られず、レーザレーダ等に用いるような高出力の半
導体レーザ装置を作製するのは困難であるという問題が
あった。また、回折格子を精度よく形成するために工程
が複雑化し、コストの増大を招くという問題もあった。
【0012】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたものであり、容易に製造可能な高出力半導体
レーザ装置を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置(請求項1)は、対向する一対の共振器端面を
有し該共振器端面からレーザ光を出射する複数の半導体
レーザ素子と、上記複数の半導体レーザ素子の各々のレ
ーザ出射光の光軸上に配置され該半導体レーザ素子が出
射するレーザ光を反射する複数の反射鏡とを備え、上記
複数の半導体レーザ素子及び上記複数の反射鏡は、上記
複数の反射鏡で反射される上記の各レーザ光が同一方向
に反射し、かつ、上記複数の反射鏡が相互に近接するよ
うに配置されていることを特徴とするものである。
【0014】さらに、この発明に係る半導体レーザ装置
(請求項2)は、上記半導体レーザ装置(請求項1)に
おいて、上記反射鏡は、その一部領域が上記半導体レー
ザ素子を構成する積層成長された半導体積層構造の他の
部分を傾斜面に加工して形成されてなるものである。
【0015】さらに、この発明に係る半導体レーザ装置
(請求項3)は、上記半導体レーザ装置(請求項2)に
おいて、上記半導体レーザ素子の共振器端面は、積層成
長された上記半導体積層構造を積層面に対し垂直にエッ
チングして形成された対向する一対の溝の,該対向する
側に位置する側壁からなるものであり、上記反射鏡は上
記一対の溝のうちの一方の溝の,上記共振器端面となる
側壁に対向する側壁を上記レーザ出射光の光軸に対して
傾斜するようにエッチングして形成された面であること
を特徴とするものである。
【0016】さらに、この発明に係る半導体レーザ装置
(請求項4)は、上記半導体レーザ装置(請求項1)に
おいて、上記複数の反射鏡は、上記複数の半導体レーザ
素子と個別に設けられたものであり、上記複数の各反射
鏡は、多角錐状の部材の底面を除く複数の各側面からな
るものであることを特徴とするものである。
【0017】
【作用】この発明(請求項1)においては、対向する一
対の共振器端面を有し該共振器端面からレーザ光を出射
する複数の半導体レーザ素子と、上記複数の半導体レー
ザ素子の各々のレーザ出射光の光軸上に配置され該半導
体レーザ素子が出射するレーザ光を反射する複数の反射
鏡とを備え、上記複数の半導体レーザ素子及び上記複数
の反射鏡は、上記複数の反射鏡で反射される上記の各レ
ーザ光が同一方向に反射し、かつ、上記複数の反射鏡が
相互に近接するように配置されていることから、上記複
数の半導体レーザ素子から出射される上記の各レーザ光
は、その出力を殆どそのままの状態で集光して出射され
る。
【0018】さらに、この発明(請求項2)において
は、上記半導体レーザ装置(請求項1)において、上記
反射鏡は、その一部領域が上記半導体レーザ素子を構成
する積層成長された半導体積層構造の他の部分を傾斜面
に加工して形成されてなるものであることから、上記半
導体レーザ素子を形成すると同時に上記反射鏡を形成で
きる。
【0019】さらに、この発明(請求項3)において
は、上記半導体レーザ装置(請求項2)において、上記
半導体レーザ素子の共振器端面は、積層成長された上記
半導体積層構造を積層面に対し垂直にエッチングして形
成された対向する一対の溝の,該対向する側に位置する
側壁からなるものであり、上記反射鏡は上記一対の溝の
うちの一方の溝の,上記共振器端面となる側壁に対向す
る側壁を上記レーザ出射光の光軸に対して傾斜するよう
にエッチングして形成された面であることから、上記共
振器端面の上記レーザ出射光の光軸上に、上記反射鏡が
容易に形成される。
【0020】さらに、この発明(請求項4)において
は、上記半導体レーザ装置(請求項1)において、上記
複数の反射鏡は、上記複数の半導体レーザ素子と個別に
設けられたものであり、上記複数の各反射鏡は、多角錐
状の部材の底面を除く複数の各側面からなるものである
ことから、上記複数の半導体レーザ素子と上記複数の反
射鏡との間の距離が、装置の形状や装置を配置する場所
に応じて決められる。
【0021】
【実施例】
実施例1.図1は本発明の第1の実施例による高出力半
導体レーザ装置を示す斜視図であり、図2(a) は図1中
のB−B線に沿った部分断面図、図2(b) は図1中のC
−C線に沿った部分断面図である。
【0022】これら図において、10は厚さ約90μm
の絶縁性基板である。11は絶縁性基板10上に結晶成
長された、レーザ積層構造を有するエピタキシャル成長
層である。エピタキシャル成長層11は、図2に示すよ
うに、基板10上に順次積層された、層厚50μmのn
型GaAs層21,層厚3μmのn型AlGaAs下ク
ラッド層22,層厚10nm(100オングストロー
ム)のAlGaAs活性層23,層厚3μmのp型Al
GaAs上クラッド層24,層厚1μmのp型GaAs
コンタクト層25,及び、電流狭窄構造を形成するため
のn型GaAs電流ブロック層26を含む。エピタキシ
ャル成長層11は基板10に達する絶縁分離溝12によ
り4つに分割されている。4つに分割されたエピタキシ
ャル成長層11のそれぞれには、所定箇所にn型GaA
s層21に達する溝27,28が形成され、この溝2
7,28に挟まれた領域に、共振器端面30a,30b
を含むレーザ共振器構造が形成される。共振器長は例え
ば600μmである。溝27の、共振器端面30aに向
かい合う側壁は、基板10に垂直な面に対し45°傾い
ており、端面30aより射出したレーザ光31を基板1
0に対し垂直な方向に反射するレーザ光反射面13を構
成する。15は溝28底部に設けられた厚さ20μmの
n側メタル電極、16はコンタクト層25上に設けられ
た厚さ20μmのp側メタル電極である。17は隣接す
るレーザのn側電極とp側電極を接続するワイヤボンド
である。このように本実施例では、ワイヤボンド17で
隣接するレーザ素子のn側電極とp側電極を接続するこ
とにより、スタック状組み立て型半導体レーザ装置のよ
うな各レーザ素子の直列接続を実現している。
【0023】次に本実施例1の高出力半導体レーザ装置
の製造工程について説明する。絶縁基板10上にエピタ
キシャル成長技術及びエッチング技術を用いて、n型G
aAs層21,n型AlGaAs下クラッド層22,A
lGaAs活性層23,p型AlGaAs上クラッド層
24,p型GaAsコンタクト層25,及びn型GaA
s電流ブロック層26を含むレーザ積層構造を有するエ
ピタキシャル成長層11を形成した後、ウエハ上全面に
第1のレジスト40を塗布し、該レジスト40に転写露
光によって図3(a) に示すように開口41a,41bを
形成する。図3(b) は図3(a) 中のD−D線に沿った部
分断面図である。そして、このパターニングしたレジス
ト40をマスクとして、塩素系ガスをエッチャントガス
として用いたドライエッチングを行ない、図3(c) に示
すように、溝27,28を形成し、これにより一対のレ
ーザ共振器端面30a,30bを形成する。ここで溝の
深さはn型GaAs層21に達するような深さとする。
また、レーザ共振器端面30a,30bは可能な限り平
坦になるように形成する。
【0024】レジスト40を除去した後、ウエハ上全面
に第2のレジスト42を塗布し、該レジスト42に転写
露光によって図3(d) に示すように、レーザ共振器端面
形成のために形成した溝27の横に開口43を形成す
る。次にフォーカスドイオンビーム等によって局所的に
斜めにビームを当てて傾斜エッチングを行なう。エッチ
ングによって図4(a) に示すように、光反射面13が形
成される。ここで、反射面13は基板に垂直な面に対し
45°の角度を有するようにする。
【0025】そして、第2のレジスト42を除去した
後、ウエハ上全面に第3のレジスト44を塗布し、該レ
ジスト44に転写露光によって、図4(b) に示すよう
に、絶縁分離溝形成用の窓45を形成する。図4(c) は
図4(b) 中のE−E線に沿った部分断面図である。次に
このパターニングしたレジスト44をマスクとして、塩
素系ガスをエッチャントガスとして用いたドライエッチ
ングによって、図4(d) に示すように、ウエハに、絶縁
性基板10にまで達し、これを堀り込む程度の深さの絶
縁分離溝12を形成する。
【0026】次にn側メタル(電極)の形成を行なう。
第3のレジスト44を除去した後、ウエハ上全面に第4
のレジスト46を塗布し、図5(a) に示すように、レー
ザの後端面形成のために形成した溝28の中央付近に、
転写露光により窓47を形成する。この状態で金属蒸着
を行ない、図5(b) に示すように、窓部47に露出した
n型GaAs層21上及び第4のレジスト46上に金属
層15a,15bを堆積する。その後、図5(c) に示す
ように、レジスト46を除去し、レジスト46上に堆積
した金属層15bをリフトオフすることにより、n型G
aAs層21上のみに金属層を残し、n側電極15を形
成する。
【0027】次にレーザ上面側メタル(電極)の形成を
行なう。ウエハ上全面に第5のレジスト48を塗布し、
図5(d) に示すように、該レジストに、露光転写によっ
て、レーザ上面部に窓49を形成する。この状態で金属
蒸着を行ない、図5(e) に示すように、窓部49に露出
したp型GaAsコンタクト層25上及び第5のレジス
ト48上に金属層16a,16bを堆積する。その後、
図5(f) に示すように、レジスト48を除去し、レジス
ト48上に堆積した金属層16bをリフトオフすること
により、p型GaAsコンタクト層25上のみに金属層
を残し、p側電極16を形成する。
【0028】この後、ワイヤボンド17によって4つの
レーザを電気的に接続することにより、図1に示す半導
体レーザ装置が完成する。
【0029】次に動作について説明する。ワイヤボンド
17を介して電圧を印加するとレーザ部の活性層領域
(活性層23)にて光が発生し、発生したレーザ光31
は光反射面13で反射して、図2(a) に示すように、ウ
エハ面に対し垂直方向に出射する。即ち、各レーザは面
発光レーザとして動作する。本実施例ではこのような面
発光レーザを4つ備え、これらを各レーザの光反射面1
3がウエハの中心部にくるように配置している。従って
単体の面発光レーザに比較しておよそ4倍の光出力を得
ることが可能である。なお、光反射面13は例えばレー
ザレーダ用の半導体レーザ装置の場合は1mm2 の領域
に4つの光反射面が位置するように配置させる。
【0030】ここで、各レーザの配置は、ドライエッチ
ング等でレーザを作製する際のマスクパターンで決まる
ため、位置精度はスタック状組み立て型の半導体レーザ
装置よりも良い。また、光反射面13によりウエハ面に
対し垂直方向に出射するレーザ光の光出力はフアブリペ
ロー型レーザの光出力の80〜90%と、図10の従来
例において二次の回折格子を用いて取り出される光出力
に比してはるかに大きいものである。従って、本実施例
によれば、図10の従来例に比してはるかに高出力の半
導体レーザ装置を実現することができる。しかも、光反
射面13は上述のようにドライエッチングの技術を用い
て比較的容易に形成することが可能なものであるので、
回折格子の作製が必要な図10の従来例に比してその製
造が極めて容易である。
【0031】実施例2.次にこの発明の第2の実施例を
図について説明する。図6は本発明の第2の実施例によ
る高出力半導体レーザ装置を示す斜視図であり、図7は
図6中のF−F線に沿った部分断面図である。
【0032】これら図において、60a,60b,60
c,及び60dは半導体レーザチップであり、これらレ
ーザチップはそれぞれ、表面にメタライズを施したシリ
コンサブマウント69上にマウントされる。それぞれサ
ブマウント69にマウントされた4つの半導体レーザチ
ップ60a,60b,60c,及び60dは、金属ベー
ス71上において、反射鏡70を中心に放射状に配置さ
れる。各レーザチップは、厚さ約90μmのn型GaA
s基板61上に順次結晶成長された、層厚3μmのn型
AlGaAs下クラッド層62,層厚10nm(100
オングストローム)のAlGaAs活性層63,層厚3
μmのp型AlGaAs上クラッド層64,層厚1μm
のp型GaAsコンタクト層65を含む。なお、半導体
レーザチップの典型的な寸法としては、共振長600μ
m,幅300μm,厚み100μmである。
【0033】基板61裏面にはn側金属電極66(厚さ
20μm)が設けられ、コンタクト層65表面にはp側
金属電極67(厚さ20μm)が設けられる。半導体チ
ップ60とサブマウント69はハンダ68で固着され
る。81はレーザのp側電極と、隣接するレーザのサブ
マウント表面のメタライズ層を接続するワイヤボンドで
ある。このように本実施例では、ワイヤボンド81で隣
接するレーザ素子のp側電極とn側電極を接続すること
により、スタック状組み立て型半導体レーザ装置のよう
な各レーザ素子の直列接続を実現している。
【0034】また、反射鏡70は、シリコン等からな
る、底面が2mm角程度の四角錐体であり、光を反射す
る面は底面(水平面)に対して45°を成すように形成
してある。この四角錐体からなる反射鏡70はドライエ
ッチング等の技術を用いて比較的容易に作製することが
できる。例えば、2mm角程度のシリコンの四角柱90
を準備し、これを図8(a) 〜図8(d) に示すように、9
0°ずつ回転させて、イオンビーム等により端部をエッ
チング成形し、この成形された端部を切り取って反射鏡
70とすればよい。
【0035】次に動作について説明する。ワイヤボンド
81を介して電圧を印加するとレーザ部の活性層領域
(活性層63)にて光が発生し、発生したレーザ光82
は反射鏡70の反射面で反射して、図7に示すように、
ウエハ面に対し垂直方向に出射する。即ち、各レーザは
面発光レーザとして動作する。本実施例では、反射鏡7
0を中心に、4つのファブリペロー型の半導体レーザを
放射状に配置している。従って単体の面発光レーザに比
較しておよそ4倍の光出力を得ることが可能である。
【0036】ここで、各レーザの配置は、それぞれのレ
ーザの光軸が反射鏡70の反射面に対して垂直となるよ
うに個々にダイボンドすればよいので、複数のレーザチ
ップを重ねて張り合わせるスタック状組み立て型の半導
体レーザに比して容易に位置精度良く作製することが可
能である。また、反射鏡70の反射面によりウエハ面に
対し垂直方向に出射するレーザ光の光出力はフアブリペ
ロー型レーザの光出力の80〜90%と、図10の従来
例において二次の回折格子を用いて取り出される光出力
に比してはるかに大きいものである。従って、本実施例
においても、上記第1の実施例と同様、図10の従来例
に比してはるかに高出力の半導体レーザ装置を実現する
ことができる。しかも、反射鏡70は上述のようにドラ
イエッチングの技術を用いて比較的容易に形成すること
が可能なものであるので、回折格子の作製が必要な図1
0の従来例に比してその製造が極めて容易である。
【0037】
【発明の効果】以上のように、この発明(請求項1)に
よれば、対向する一対の共振器端面を有し該共振器端面
からレーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子と、上
記複数の半導体レーザ素子の各々のレーザ出射光の光軸
上に配置され該半導体レーザ素子が出射するレーザ光を
反射する複数の反射鏡とを備え、上記複数の半導体レー
ザ素子及び上記複数の反射鏡は、上記複数の反射鏡で反
射される上記の各レーザ光が同一方向に反射し、かつ、
上記複数の反射鏡が相互に近接するように配置されてい
るので、上記複数の半導体レーザ素子を重ねて張り合わ
せるスタック状組み立て型の半導体レーザ装置に比し
て、上記複数の半導体レーザ素子を容易に位置精度良く
作製できる効果がある。さらに、上記複数の半導体レー
ザ素子が出射する各レーザ光の出力を殆ど落とすことな
く、これらのレーザ光の進行方向を変更でき、より高出
力の複数のレーザ光を集光して出射できる効果がある。
【0038】さらに、この発明(請求項2)によれば、
上記半導体レーザ装置(請求項1)において、上記反射
鏡は、その一部領域が上記半導体レーザ素子を構成する
積層成長された半導体積層構造の他の部分を傾斜面に加
工して形成されてなるものであるので、上記半導体レー
ザ素子を形成すると同時に上記反射鏡を形成でき、それ
ぞれを別々に形成する場合に比べて、簡単な工程で装置
を形成できる効果がある。
【0039】さらに、この発明(請求項3)によれば、
上記半導体レーザ装置(請求項2)において、上記半導
体レーザ素子の共振器端面は、積層成長された上記半導
体積層構造を積層面に対し垂直にエッチングして形成さ
れた対向する一対の溝の,該対向する側に位置する側壁
からなるものであり、上記反射鏡は上記一対の溝のうち
の一方の溝の,上記共振器端面となる側壁に対向する側
壁を上記レーザ出射光の光軸に対して傾斜するようにエ
ッチングして形成された面であるので、同じ半導体積層
構造を用いて、上記半導体レーザ素子及び反射鏡を形成
でき、また、上記共振器端面の上記レーザ出射光の光軸
上に、容易に上記反射鏡を形成できる効果がある。
【0040】さらに、この発明(請求項4)によれば、
上記半導体レーザ装置(請求項1)において、上記複数
の反射鏡は、上記複数の半導体レーザ素子と個別に設け
られたものであり、上記複数の各反射鏡は、多角錐状の
部材の底面を除く複数の各側面からなるものであるの
で、上記複数の半導体レーザ素子と上記複数の反射鏡と
の距離を、装置の形状や装置を設置する場所に応じて自
由にとることができる効果がある。また、上記距離を大
きくすれば、大きくした分に応じて多数の上記半導体レ
ーザ素子を放射状に配置でき、装置のレーザ光出力を増
大できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例による高出力半導体レ
ーザ装置を示す斜視図である。
【図2】 図1中のB−B線,及びC−C線に沿った断
面を示す図である。
【図3】 図1に示す高出力半導体レーザ装置の製造工
程の一部を示す図である。
【図4】 図1に示す高出力半導体レーザ装置の製造工
程の一部を示す図である。
【図5】 図1に示す高出力半導体レーザ装置の製造工
程の一部を示す図である。
【図6】 本発明の第2の実施例による高出力半導体レ
ーザ装置を示す斜視図である。
【図7】 図6中のF−F線に沿った断面を示す図であ
る。
【図8】 本発明の第2の実施例による高出力半導体レ
ーザ装置に用いる反射鏡の製造方法の一例を示す図であ
る。
【図9】 従来の高出力半導体レーザの一例であるスタ
ック状組み立て型の半導体レーザ装置を示す図である。
【図10】 従来の高出力半導体レーザの他の例である
リング状の2次回折格子を用いた半導体レーザ装置を示
す斜視図である。
【図11】 図10中のG−G線,及びH−H線に沿っ
た断面を示す図である。
【符号の説明】
10 絶縁膜性基盤、11 エキタピシャル成長層、1
2 絶縁分離溝、13レーザ光反射面、15 n側メタ
ル電極、16 p側メタル電極、17,81ワイヤボン
ド、21 n型GaAs層、22,62 n型AlGa
As下グラッド層、23,63 AlGaAs活性層、
24,64 p型AlGaAs上グラッド層、25,6
5 p型GaAsコンタクト層、26 n型GaAs電
流ブロック層、27,28 溝、30a,30b 共振
器端面、31,82 レーザ光、60a,60b,60
c,60d 半導体レーザチップ、61 n型GaAs
基盤、66 n側電極、67 p側電極、68 ハン
ダ、 69 サブマウント、70 反射鏡、71 金属
ベース

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向する一対の共振器端面を有し該共振
    器端面からレーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子
    と、 上記複数の半導体レーザ素子の各々のレーザ出射光の光
    軸上に配置され該半導体レーザ素子が出射するレーザ光
    を反射する複数の反射鏡とを備え、 上記複数の半導体レーザ素子及び上記複数の反射鏡は、
    上記複数の反射鏡で反射される上記各レーザ光が同一方
    向に反射し、かつ、上記複数の反射鏡が相互に近接する
    ように配置されていることを特徴とする半導体レーザ装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザ装置にお
    いて、 上記反射鏡は、その一部領域が上記半導体レーザ素子を
    構成する積層成長された半導体積層構造の他の部分を傾
    斜面に加工して形成されてなるものであることを特徴と
    する半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の半導体レーザ装置にお
    いて、 上記半導体レーザ素子の共振器端面は、上記積層成長さ
    れた上記半導体積層構造を積層面に対し垂直にエッチン
    グして形成された対向する一対の溝の,該対向する側に
    位置する側壁からなるものであり、 上記反射鏡は上記一対の溝のうちの一方の溝の,上記共
    振器端面となる側壁に対向する側壁を上記レーザ出射光
    の光軸に対して傾斜するようにエッチングして形成され
    た面であることを特徴とする半導体レーザ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の半導体レーザ装置にお
    いて、 上記複数の反射鏡は、上記複数の半導体レーザ素子と個
    別に設けられたものであり、 上記複数の各反射鏡は、多角錐状の部材の底面を除く複
    数の各側面からなるものであることを特徴とする半導体
    レーザ装置。
JP6272352A 1994-11-07 1994-11-07 半導体レーザ装置 Pending JPH08139412A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6272352A JPH08139412A (ja) 1994-11-07 1994-11-07 半導体レーザ装置
US08/550,119 US5642373A (en) 1994-11-07 1995-10-30 Monolithic semiconductor laser array of radially disposed lasers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6272352A JPH08139412A (ja) 1994-11-07 1994-11-07 半導体レーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08139412A true JPH08139412A (ja) 1996-05-31

Family

ID=17512687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6272352A Pending JPH08139412A (ja) 1994-11-07 1994-11-07 半導体レーザ装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5642373A (ja)
JP (1) JPH08139412A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531135A (ja) * 2002-05-22 2005-10-13 カビタル オイ 高光学出力密度を生成するための方法およびレーザ装置
JP2013218847A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Sharp Corp 発光装置および車両用前照灯
JP2015173213A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 三菱電機株式会社 赤色レーザ光源モジュール
US9534756B2 (en) 2012-04-03 2017-01-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, floodlight, and vehicle headlight

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486068B2 (en) * 1998-01-08 2002-11-26 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing group III nitride compound semiconductor laser diodes
US6347103B1 (en) * 1998-09-26 2002-02-12 Lg Electronics Inc. Light source module with two wavelength
US6816528B1 (en) * 1998-12-30 2004-11-09 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on a conducting substrate
US6744800B1 (en) * 1998-12-30 2004-06-01 Xerox Corporation Method and structure for nitride based laser diode arrays on an insulating substrate
US6559512B2 (en) * 2001-08-02 2003-05-06 Harvatek Corp. Adjustable in-line leads for light emitting device package
US7675075B2 (en) * 2003-08-28 2010-03-09 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device
US7586962B1 (en) * 2004-03-29 2009-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Integrated diamond carrier for laser bar arrays
US8537873B2 (en) * 2011-07-20 2013-09-17 Jds Uniphase Corporation High power surface mount technology package for side emitting laser diode
US11271367B1 (en) * 2014-12-05 2022-03-08 Ii-Vi Delaware, Inc. Method to form a self-aligned evaporated metal contact in a deep hole and VCSEL with such contact
DE102015105438A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 M2K-Laser Gmbh Monolithische Diodenlaseranordnung
US10727649B2 (en) * 2018-09-21 2020-07-28 Argo AI, LLC Monolithic series-connected edge-emitting-laser array and method of fabrication

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633278C3 (de) * 1976-07-23 1979-04-12 Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim Anordnung zum Verspannen einer im Luftspalt eines Synchrongenerators angeordneten Ständerwicklung
JPS56134792A (en) * 1980-03-25 1981-10-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
US4881237A (en) * 1988-08-26 1989-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Hybrid two-dimensional surface-emitting laser arrays
FR2639150B1 (fr) * 1988-11-15 1991-01-25 Thomson Hybrides Microondes Dispositif optoelectronique de puissance et son procede de realisation
US5001719A (en) * 1989-11-21 1991-03-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Laser diode array
JPH03257888A (ja) * 1990-03-07 1991-11-18 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 面発光半導体レーザ
FR2684237B1 (fr) * 1991-11-22 1993-12-24 Thomson Hybrides Circuit integre de lasers semiconducteurs et procede de realisation de ce circuit.
US5373173A (en) * 1992-05-20 1994-12-13 Sony Corporation Apparatus for semiconductor laser
JPH0690063A (ja) * 1992-07-20 1994-03-29 Toyota Motor Corp 半導体レーザー

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531135A (ja) * 2002-05-22 2005-10-13 カビタル オイ 高光学出力密度を生成するための方法およびレーザ装置
US7817693B2 (en) 2002-05-22 2010-10-19 Cavitar Oy Method and a laser device for producing high optical power density
US9534756B2 (en) 2012-04-03 2017-01-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, floodlight, and vehicle headlight
JP2013218847A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Sharp Corp 発光装置および車両用前照灯
JP2015173213A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 三菱電機株式会社 赤色レーザ光源モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US5642373A (en) 1997-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4956844A (en) Two-dimensional surface-emitting laser array
EP0582078B1 (en) Superluminescent edge emitting device
US6689631B2 (en) Semiconductor light-emitting device with improved electro-optical characteristics and method of manufacturing the same
US8497141B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing it
US5038356A (en) Vertical-cavity surface-emitting diode laser
US7813402B2 (en) Surface emitting laser and method of manufacturing the same
JP4352337B2 (ja) 半導体レーザおよび半導体レーザ装置
JPH08139412A (ja) 半導体レーザ装置
JPH0669585A (ja) 面発光半導体レーザ及びその製造方法
JPH1065277A (ja) 広帯域幅分布型ブラグ反射器を備えた多重波長の表面放射レーザー
US8537872B2 (en) Light emitting device
US20050259700A1 (en) Optically pumpable surface-emitting semiconductor laser device
US8175128B2 (en) Semiconductor laser element and semiconductor laser device
US20100054292A1 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2022139943A (ja) 面発光レーザアレイ、光源モジュール及び測距装置
US6973113B2 (en) Optically pumped semiconductor laser device
JP3099921B2 (ja) 受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
JP2010147321A (ja) 発光装置
JP2002223033A (ja) 光素子及び光システム
JP2002299739A (ja) 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH0738151A (ja) 光半導体装置
US20060045156A1 (en) Semiconductor laser apparatus and manufacturing method thereof
JPH1027945A (ja) 面発光素子
JP2001244560A (ja) 半導体発光装置の製造方法及び半導体発光装置
JP4244058B2 (ja) 半導体発光素子の製造方法