JPH09107156A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH09107156A JPH09107156A JP7290277A JP29027795A JPH09107156A JP H09107156 A JPH09107156 A JP H09107156A JP 7290277 A JP7290277 A JP 7290277A JP 29027795 A JP29027795 A JP 29027795A JP H09107156 A JPH09107156 A JP H09107156A
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- JP
- Japan
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- oscillation
- reflectance
- wavelength
- semiconductor laser
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- Pending
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- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振しきい値の低減と微分効率の向上とを同
時に図る。 【解決手段】 注入電流の増加に伴って発振波長がシフ
トするという半導体レーザの性質を利用して、反射率が
波長依存性を有する反射防止膜をレーザ光の出射端面に
被着するように構成する。これにより、発振しきい値電
流注入時の発振波長（１５０５ｎｍ）に対しては高い反
射率（３０％）となって、発振しきい値を低く抑えるこ
とができ、注入電流を増加して発振波長がシフト（１５
２１ｎｍ）するに伴い反射率が低下（０．５％）するよ
うにして、高出力時の微分量子効率を向上させることが
できる。
時に図る。 【解決手段】 注入電流の増加に伴って発振波長がシフ
トするという半導体レーザの性質を利用して、反射率が
波長依存性を有する反射防止膜をレーザ光の出射端面に
被着するように構成する。これにより、発振しきい値電
流注入時の発振波長（１５０５ｎｍ）に対しては高い反
射率（３０％）となって、発振しきい値を低く抑えるこ
とができ、注入電流を増加して発振波長がシフト（１５
２１ｎｍ）するに伴い反射率が低下（０．５％）するよ
うにして、高出力時の微分量子効率を向上させることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、共振条件を満た
す波長に対して反射率に波長依存性を有する反射防止膜
を備えるようにした半導体レーザに関する。
す波長に対して反射率に波長依存性を有する反射防止膜
を備えるようにした半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】高出力の半導体レーザでは、発振効率を
向上させる目的で、レーザ素子の出射側の劈開面Ｒ１
に、反射防止（ＡＲ）膜を被着し、これに対向する劈開
面Ｒ２に、反射増強（ＨＲ）膜を被着することがなされ
ている。
向上させる目的で、レーザ素子の出射側の劈開面Ｒ１
に、反射防止（ＡＲ）膜を被着し、これに対向する劈開
面Ｒ２に、反射増強（ＨＲ）膜を被着することがなされ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザの性能を表す一つのパラメータとして注入電流−光出
力特性の傾きを表す微分量子効率ηｄが挙げられる。こ
の微分量子効率ηｄ（相対値）は、図４に示すように、
半導体レーザの出射面Ｒ１の反射率が低いほど向上す
る。しかしながら、半導体レーザの出射面Ｒ１の反射率
を低下させると、図５に示すように、もう一つの性能評
価のパラメータである発振しきい値ｇｔｈ（相対値）が
増大してしまうという問題がある。このため、反射防止
膜の反射率は、両者のバランスを考慮して、約５％程度
に制限されている。
ザの性能を表す一つのパラメータとして注入電流−光出
力特性の傾きを表す微分量子効率ηｄが挙げられる。こ
の微分量子効率ηｄ（相対値）は、図４に示すように、
半導体レーザの出射面Ｒ１の反射率が低いほど向上す
る。しかしながら、半導体レーザの出射面Ｒ１の反射率
を低下させると、図５に示すように、もう一つの性能評
価のパラメータである発振しきい値ｇｔｈ（相対値）が
増大してしまうという問題がある。このため、反射防止
膜の反射率は、両者のバランスを考慮して、約５％程度
に制限されている。
【０００４】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、発振しきい値の低減と微分量子効率の向上
とを同時に図ることができる半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
れたもので、発振しきい値の低減と微分量子効率の向上
とを同時に図ることができる半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザは、注入電流の増加に伴いレーザ光の発振波長がシ
フトする半導体レーザにおいて、発振しきい値電流の注
入時の発振波長に対する反射率が、前記発振しきい値電
流よりも大きな電流の注入時の発振波長に対する反射率
より大となる分光反射率特性を有する反射防止膜をレー
ザ光の出射端面に被着してなることを特徴とする。
ーザは、注入電流の増加に伴いレーザ光の発振波長がシ
フトする半導体レーザにおいて、発振しきい値電流の注
入時の発振波長に対する反射率が、前記発振しきい値電
流よりも大きな電流の注入時の発振波長に対する反射率
より大となる分光反射率特性を有する反射防止膜をレー
ザ光の出射端面に被着してなることを特徴とする。
【０００６】本発明によれば、注入電流の増加に伴って
発振波長がシフトするという半導体レーザの性質を利用
して、反射率が前述した波長依存性を有する反射防止膜
をレーザ光の出射端面に被着するようにしているので、
発振しきい値電流注入時の発振波長に対しては高い反射
率となって、発振しきい値を低く抑えることができ、注
入電流を増加して発振波長がシフトするに伴い反射率が
低下するようにして、高出力時の微分量子効率を向上さ
せることができる。
発振波長がシフトするという半導体レーザの性質を利用
して、反射率が前述した波長依存性を有する反射防止膜
をレーザ光の出射端面に被着するようにしているので、
発振しきい値電流注入時の発振波長に対しては高い反射
率となって、発振しきい値を低く抑えることができ、注
入電流を増加して発振波長がシフトするに伴い反射率が
低下するようにして、高出力時の微分量子効率を向上さ
せることができる。
【０００７】なお、反射防止膜が、発振しきい値電流よ
りも大きな所定の電流の注入時の発振波長で、反射率が
極小値となるような分光反射率特性を有していると、任
意の特定波長での微分量子効率を最大にした状態で、多
モード発振によって生じた余分な波長成分を抑制して、
コヒーレンスの高い光出力を得ることができる。
りも大きな所定の電流の注入時の発振波長で、反射率が
極小値となるような分光反射率特性を有していると、任
意の特定波長での微分量子効率を最大にした状態で、多
モード発振によって生じた余分な波長成分を抑制して、
コヒーレンスの高い光出力を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一
実施例に係る半導体レーザの概略構成を示す斜視図であ
る。半導体レーザ１は、例えばｐ−ＩｎＰからなるＰ型
クラッド層２と、ｎ−ＩｎＰからなるＮ型クラッド層３
との間にＧａＩｎＡｓＰからなるダブルヘテロ接合構造
の導波路活性層４を設け、クラッド層２，３等の上下面
にＡｌ等の電極５，６をそれぞれ設けると共に、出射側
の劈開面Ｒ１に反射防止膜７を、また、これに対向する
劈開面Ｒ２に反射増強膜８をそれぞれ被着してなるもの
である。
の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一
実施例に係る半導体レーザの概略構成を示す斜視図であ
る。半導体レーザ１は、例えばｐ−ＩｎＰからなるＰ型
クラッド層２と、ｎ−ＩｎＰからなるＮ型クラッド層３
との間にＧａＩｎＡｓＰからなるダブルヘテロ接合構造
の導波路活性層４を設け、クラッド層２，３等の上下面
にＡｌ等の電極５，６をそれぞれ設けると共に、出射側
の劈開面Ｒ１に反射防止膜７を、また、これに対向する
劈開面Ｒ２に反射増強膜８をそれぞれ被着してなるもの
である。
【０００９】反射防止膜７は、例えば図２に示すよう
に、特定波長（１５２０［ｎｍ］）でその反射率が極小
値となる分光反射率特性を有するものである。このよう
な特性を持つ反射防止膜７は、複数の異なる屈折率の誘
電体層（例えば、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 との組み合わせ、
又はＴａ2 Ｏ5 とＳｉＯ2 との組み合わせ等）を交互に
積層してなる光学多層膜フィルタにより実現することが
できる。また、反射増強膜８は、例えば９０％以上の反
射率を有している。
に、特定波長（１５２０［ｎｍ］）でその反射率が極小
値となる分光反射率特性を有するものである。このよう
な特性を持つ反射防止膜７は、複数の異なる屈折率の誘
電体層（例えば、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 との組み合わせ、
又はＴａ2 Ｏ5 とＳｉＯ2 との組み合わせ等）を交互に
積層してなる光学多層膜フィルタにより実現することが
できる。また、反射増強膜８は、例えば９０％以上の反
射率を有している。
【００１０】次に、このように構成された半導体レーザ
１の動作について説明する。図３（ａ）は半導体レーザ
１に１００［ｍＡ］の電流を注入したときに発振するレ
ーザ光のスペクトルの一例を示す図、図３（ｂ）は半導
体１に５００［ｍＡ］の電流を注入したときに発振する
レーザ光のスペクトルの一例を示す図である。１００
［ｍＡ］の電流を注入すると、レーザ光の発振波長は１
５０５［ｎｍ］となり、その発振出力は１０．９［μ
Ｗ］となる。また、５００［ｍＡ］の電流を注入する
と、レーザ光の発振波長は１５２１［ｎｍ］となり、そ
の発振出力は３０．８［μＷ］となる。従って、注入電
流が増加するに従い、レーザ光の発振波長は長波長側に
シフトする。
１の動作について説明する。図３（ａ）は半導体レーザ
１に１００［ｍＡ］の電流を注入したときに発振するレ
ーザ光のスペクトルの一例を示す図、図３（ｂ）は半導
体１に５００［ｍＡ］の電流を注入したときに発振する
レーザ光のスペクトルの一例を示す図である。１００
［ｍＡ］の電流を注入すると、レーザ光の発振波長は１
５０５［ｎｍ］となり、その発振出力は１０．９［μ
Ｗ］となる。また、５００［ｍＡ］の電流を注入する
と、レーザ光の発振波長は１５２１［ｎｍ］となり、そ
の発振出力は３０．８［μＷ］となる。従って、注入電
流が増加するに従い、レーザ光の発振波長は長波長側に
シフトする。
【００１１】いま、この半導体レーザ１の発振しきい値
電流が１００［ｍＡ］、最大出力時の注入電流が５００
［ｍＡ］であるとすると、図２に示すように、出射面Ｒ
１に被着された反射防止膜７の分光反射率曲線は、発振
しきい値電流（＝１００［ｍＡ］）に対応したレーザ光
の発振波長（＝１５０５［ｎｍ］）での反射率が約３０
％と高い値を示すので、低い発振しきい値が得られる。
また、反射防止膜７の分光反射率曲線は、レーザ光の発
振出力が最大となる波長（＝１５２１［ｎｍ］）で極小
となり、そのときの反射率は約０．５％となる。このた
め、レーザ光の発振出力が最大となる大電流注入時にお
いては、高い微分量子効率ηｄを得ることができる。
電流が１００［ｍＡ］、最大出力時の注入電流が５００
［ｍＡ］であるとすると、図２に示すように、出射面Ｒ
１に被着された反射防止膜７の分光反射率曲線は、発振
しきい値電流（＝１００［ｍＡ］）に対応したレーザ光
の発振波長（＝１５０５［ｎｍ］）での反射率が約３０
％と高い値を示すので、低い発振しきい値が得られる。
また、反射防止膜７の分光反射率曲線は、レーザ光の発
振出力が最大となる波長（＝１５２１［ｎｍ］）で極小
となり、そのときの反射率は約０．５％となる。このた
め、レーザ光の発振出力が最大となる大電流注入時にお
いては、高い微分量子効率ηｄを得ることができる。
【００１２】なお、上記実施例では、反射防止膜７の分
光反射率曲線に極小値を持たせたが、必ずしも分光反射
率曲線に極小値を持たせる必要はない。即ち、本発明
は、発振しきい値電流から最大出力時の注入電流に至る
反射率が徐々に低下するような特性であれば、例えば反
射防止膜７を分光反射率曲線における長波長領域が平坦
となる特性としても良い。
光反射率曲線に極小値を持たせたが、必ずしも分光反射
率曲線に極小値を持たせる必要はない。即ち、本発明
は、発振しきい値電流から最大出力時の注入電流に至る
反射率が徐々に低下するような特性であれば、例えば反
射防止膜７を分光反射率曲線における長波長領域が平坦
となる特性としても良い。
【００１３】以上、レーザ媒体の発振波長のエネルギ依
存性に着目し、反射防止膜の反射率に波長依存性を持た
せた場合について説明したが、本発明は、また、レーザ
媒体の発振波長が温度依存性を持つ場合、温度上昇時の
発振波長に対する反射率が小さくなるような反射防止膜
を使用することにより、温度上昇時の微分量子効率の低
下を防止することができるという利点がある。
存性に着目し、反射防止膜の反射率に波長依存性を持た
せた場合について説明したが、本発明は、また、レーザ
媒体の発振波長が温度依存性を持つ場合、温度上昇時の
発振波長に対する反射率が小さくなるような反射防止膜
を使用することにより、温度上昇時の微分量子効率の低
下を防止することができるという利点がある。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
注入電流の増加に伴って発振波長がシフトするという半
導体レーザの性質を利用して、反射率が前述した波長依
存性を有する反射防止膜をレーザ光の出射端面に被着す
るようにしているので、発振しきい値電流注入時の発振
波長に対しては高い反射率となって、発振しきい値を低
く抑えることができ、注入電流を増加して発振波長がシ
フトするに伴い反射率が低下するようにして、高出力時
の微分量子効率を向上させることができる。
注入電流の増加に伴って発振波長がシフトするという半
導体レーザの性質を利用して、反射率が前述した波長依
存性を有する反射防止膜をレーザ光の出射端面に被着す
るようにしているので、発振しきい値電流注入時の発振
波長に対しては高い反射率となって、発振しきい値を低
く抑えることができ、注入電流を増加して発振波長がシ
フトするに伴い反射率が低下するようにして、高出力時
の微分量子効率を向上させることができる。
【図１】 この発明の一実施例に係る半導体レーザの概
略構成を示す斜視図である。
略構成を示す斜視図である。
【図２】 反射防止膜の光学特性の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】 注入電流時におけるレーザ光のスペクトルの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図４】 端面反射率と微分効率との関係を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】 端面反射率と発振しきい値との関係を説明す
るための図である。
るための図である。
１…半導体レーザ、２…Ｐ型クラッド層、３…Ｎ型クラ
ッド層、４…導波路活性層、５，６…電極、７…反射防
止膜、８…反射増強膜、Ｒ１，Ｒ２…劈開面。
ッド層、４…導波路活性層、５，６…電極、７…反射防
止膜、８…反射増強膜、Ｒ１，Ｒ２…劈開面。
Claims (2)
- 【請求項１】 注入電流の増加に伴いレーザ光の発振波
長がシフトする半導体レーザにおいて、 発振しきい値電流の注入時の発振波長に対する反射率
が、前記発振しきい値電流よりも大きな電流の注入時の
発振波長に対する反射率より大となる分光反射率特性を
有する反射防止膜をレーザ光の出射端面に被着してなる
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記反射防止膜は、前記発振しきい値電
流よりも大きな所定の電流の注入時の発振波長で反射率
が極小値となる分光反射率特性を有するものであること
を特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290277A JPH09107156A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290277A JPH09107156A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107156A true JPH09107156A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17754065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7290277A Pending JPH09107156A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09107156A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005072488A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US7103081B2 (en) | 2002-10-18 | 2006-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | DFB laser with ar coating selected to provide wide temperature range of operation |
| DE102007053328A1 (de) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp. | Halbleiterlaser mit Fabry-Perot-Resonator |
| JP2023000815A (ja) * | 2021-06-18 | 2023-01-04 | パナソニックホールディングス株式会社 | 半導体レーザー素子、半導体レーザーアレイ及び加工装置 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP7290277A patent/JPH09107156A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7103081B2 (en) | 2002-10-18 | 2006-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | DFB laser with ar coating selected to provide wide temperature range of operation |
| JP2005072488A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| DE102007053328A1 (de) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp. | Halbleiterlaser mit Fabry-Perot-Resonator |
| JP2008244300A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| US7627010B2 (en) | 2007-03-28 | 2009-12-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser having Fabry-Perot resonator |
| JP2023000815A (ja) * | 2021-06-18 | 2023-01-04 | パナソニックホールディングス株式会社 | 半導体レーザー素子、半導体レーザーアレイ及び加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050201 |