JPH09199786A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH09199786A JPH09199786A JP8005521A JP552196A JPH09199786A JP H09199786 A JPH09199786 A JP H09199786A JP 8005521 A JP8005521 A JP 8005521A JP 552196 A JP552196 A JP 552196A JP H09199786 A JPH09199786 A JP H09199786A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温においても低雑音動作可能な半導体レー
ザを実現する。 【解決手段】 レーザ共振器内部に可飽和吸収体を設け
た半導体レーザにおいて、半導体層の積層方向における
光導波姿態のスポットサイズを０．４μｍを越える値と
し、光出射端面の前面及び後面に反射率５０％以上の高
反射膜３１及び３２を形成する。反射率を高めたことに
よって、ミラー損失が低減し、６０℃の高温雰囲気下に
おいてもセルフパルセーション動作が得られる。また、
スポットサイズが大きいので、高い光出射端面反射であ
りながらも長期信頼性動作に問題のない高い端面破壊出
力レベルが得られる。
ザを実現する。 【解決手段】 レーザ共振器内部に可飽和吸収体を設け
た半導体レーザにおいて、半導体層の積層方向における
光導波姿態のスポットサイズを０．４μｍを越える値と
し、光出射端面の前面及び後面に反射率５０％以上の高
反射膜３１及び３２を形成する。反射率を高めたことに
よって、ミラー損失が低減し、６０℃の高温雰囲気下に
おいてもセルフパルセーション動作が得られる。また、
スポットサイズが大きいので、高い光出射端面反射であ
りながらも長期信頼性動作に問題のない高い端面破壊出
力レベルが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、特に、高温雰囲気まで低雑音動作が可能な半導体レ
ーザに関する。
し、特に、高温雰囲気まで低雑音動作が可能な半導体レ
ーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザは、光ディスク装置
の光源及び光通信の光源等として情報機器・システムに
幅広く使用されており、特に、光ディスク装置の光源に
用いられる半導体レーザにおいては、データの読み出し
の際戻り光雑音特性の低いことが要求される。そして、
セルフパルセーションレーザのレーザ光は干渉性が低
く、戻り光による雑音が発生しにくいことが知られてお
り、セルフパルセーションレーザを光ディスク光源に用
いると、雑音抑制のための高周波モジュールが不要とな
るばかりでなく、電磁波放射に対する対策を施す必要が
無くなる。この結果、光ディスク装置の小型化及び低価
格化を容易に図ることができる。
の光源及び光通信の光源等として情報機器・システムに
幅広く使用されており、特に、光ディスク装置の光源に
用いられる半導体レーザにおいては、データの読み出し
の際戻り光雑音特性の低いことが要求される。そして、
セルフパルセーションレーザのレーザ光は干渉性が低
く、戻り光による雑音が発生しにくいことが知られてお
り、セルフパルセーションレーザを光ディスク光源に用
いると、雑音抑制のための高周波モジュールが不要とな
るばかりでなく、電磁波放射に対する対策を施す必要が
無くなる。この結果、光ディスク装置の小型化及び低価
格化を容易に図ることができる。
【０００３】ところで、セルフパルセーション動作は、
レーザ共振器内に、可飽和吸収体を導入し、その可飽和
吸収量を制御することによって得ることができる。この
ようなセルフパルセーションレーザ動作及びそのレーザ
構造については、例えば、１９８６年に刊行されたイク
ステンデット・アブストラクト・オブ・コンファレンス
・オン・ソリッド・ステイト・デバイス・アンド・マテ
リアル（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｏｆ
１８ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｏｌｉｄ
Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ）、１５３ページ、論文番号Ｄ−１−２及び１９９
４年に開催された第１１回半導体レーザシンポジューム
予稿集２１ページに報告されている。
レーザ共振器内に、可飽和吸収体を導入し、その可飽和
吸収量を制御することによって得ることができる。この
ようなセルフパルセーションレーザ動作及びそのレーザ
構造については、例えば、１９８６年に刊行されたイク
ステンデット・アブストラクト・オブ・コンファレンス
・オン・ソリッド・ステイト・デバイス・アンド・マテ
リアル（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ ｏｆ
１８ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｏｌｉｄ
Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ）、１５３ページ、論文番号Ｄ−１−２及び１９９
４年に開催された第１１回半導体レーザシンポジューム
予稿集２１ページに報告されている。
【０００４】さらに、１９９４年に開かれた第４１回応
用物理学関係連合講演会講演予稿集の９８９ページから
９９０ページには、セルフパルセーションレーザに関す
る６報告がまとめられており、セルフパルセーションレ
ーザ構造としてリッジ導波路脇の活性層を可飽和吸収体
とするものがよく試作されている。
用物理学関係連合講演会講演予稿集の９８９ページから
９９０ページには、セルフパルセーションレーザに関す
る６報告がまとめられており、セルフパルセーションレ
ーザ構造としてリッジ導波路脇の活性層を可飽和吸収体
とするものがよく試作されている。
【０００５】以下、従来技術として、代表的なセルフパ
ルセーションレーザ構造であるリッジ導波路構造を有し
導波路両脇の活性層を可飽和吸収体とするＡｌＧａＩｎ
Ｐ赤色パルセーションレーザについて説明する。
ルセーションレーザ構造であるリッジ導波路構造を有し
導波路両脇の活性層を可飽和吸収体とするＡｌＧａＩｎ
Ｐ赤色パルセーションレーザについて説明する。
【０００６】図１３を参照して、図示のＡｌＧａＩｎＰ
赤色パルセーションレーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１、ｎ
−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５及び６、ｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層７及び８、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９、ｐ電極１０、及びｎ電極１１を備えている。
赤色パルセーションレーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１、ｎ
−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５及び６、ｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層７及び８、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９、ｐ電極１０、及びｎ電極１１を備えている。
【０００７】ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６はストラ
イプ状のメサ構造を成しており、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａ
ＩｎＰ活性層４のメサ脇部分４１が可飽和吸収体とな
る。このメサ幅は底部で４μｍであり、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層５の厚さは０．４μｍである。そして、
ＡｌＧａＩｎＰ赤色パルセーションレーザの前後端面に
は、反射率が３０％となるアルミナコート（図示せず）
が施されている。
イプ状のメサ構造を成しており、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａ
ＩｎＰ活性層４のメサ脇部分４１が可飽和吸収体とな
る。このメサ幅は底部で４μｍであり、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層５の厚さは０．４μｍである。そして、
ＡｌＧａＩｎＰ赤色パルセーションレーザの前後端面に
は、反射率が３０％となるアルミナコート（図示せず）
が施されている。
【０００８】ここで、活性層４の量子井戸構造とクラッ
ド層３及び５のＡｌＧａＩｎＰ結晶のＡｌ組成を図１４
に示す。図１４において、活性層４の厚さを活性層４の
層厚方向の光閉じこめ係数で割った値でスポットサイズ
を定義すると、この構造におけるスポットサイズは０．
２９μｍである。
ド層３及び５のＡｌＧａＩｎＰ結晶のＡｌ組成を図１４
に示す。図１４において、活性層４の厚さを活性層４の
層厚方向の光閉じこめ係数で割った値でスポットサイズ
を定義すると、この構造におけるスポットサイズは０．
２９μｍである。
【０００９】このレーザは、メサストライプ脇の活性層
部分４１が適当な吸収量の可飽和吸収体として機能して
パルセーション動作する。この結果、半導体レーザの低
雑音動作が可能となる。
部分４１が適当な吸収量の可飽和吸収体として機能して
パルセーション動作する。この結果、半導体レーザの低
雑音動作が可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の半導
体レーザの雰囲気温度を上昇させると、図１５に示すよ
うに、雰囲気温度が上昇するにつれてパルセーション動
作が停止してしまう。つまり、上述の半導体レーザでは
雰囲気温度が上昇すると、半導体レーザの雑音が増加す
る。
体レーザの雰囲気温度を上昇させると、図１５に示すよ
うに、雰囲気温度が上昇するにつれてパルセーション動
作が停止してしまう。つまり、上述の半導体レーザでは
雰囲気温度が上昇すると、半導体レーザの雑音が増加す
る。
【００１１】一方、光ディスク光源の動作環境温度（雰
囲気温度）は６０℃程度となることが想定され、この動
作環境温度において、上述の半導体レーザを光ディスク
用光源として用いた場合、図５から明らかなように、半
導体レーザの雑音が増加してしまい、光ディスク用光源
として用いることができないという問題点がある。
囲気温度）は６０℃程度となることが想定され、この動
作環境温度において、上述の半導体レーザを光ディスク
用光源として用いた場合、図５から明らかなように、半
導体レーザの雑音が増加してしまい、光ディスク用光源
として用いることができないという問題点がある。
【００１２】本発明の目的は高温においても低雑音動作
が可能な半導体レーザを提供することにある。
が可能な半導体レーザを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
半導体層が積層され、レーザ共振器内部に可飽和吸収体
が形成された半導体レーザにおいて、前記半導体層の積
層方向における光導波姿態のスポットサイズが０．４μ
ｍを越え、かつ光出射端面の反射率が５０％を越えるこ
とを特徴とする半導体レーザが得られる。
半導体層が積層され、レーザ共振器内部に可飽和吸収体
が形成された半導体レーザにおいて、前記半導体層の積
層方向における光導波姿態のスポットサイズが０．４μ
ｍを越え、かつ光出射端面の反射率が５０％を越えるこ
とを特徴とする半導体レーザが得られる。
【００１４】この半導体レーザは、前記半導体層には活
性層と活性層の上面に形成されたクラッド層とを含み、
前記クラッド層にはメサ構造が形成されており、さら
に、前記半導体層には、前記メサ構造の両脇に形成され
た電流狭窄のためのブロック層を含み、前記メサ構造の
両脇の活性層が前記可飽和吸収体とされる。
性層と活性層の上面に形成されたクラッド層とを含み、
前記クラッド層にはメサ構造が形成されており、さら
に、前記半導体層には、前記メサ構造の両脇に形成され
た電流狭窄のためのブロック層を含み、前記メサ構造の
両脇の活性層が前記可飽和吸収体とされる。
【００１５】さらに、前記半導体層は、活性層と該活性
層の上面及び下面に形成されたクラッド層とを含み、前
記クラッド層の少なくとも一方に前記可飽和吸収体を形
成するようにしてもよい。
層の上面及び下面に形成されたクラッド層とを含み、前
記クラッド層の少なくとも一方に前記可飽和吸収体を形
成するようにしてもよい。
【００１６】また、ストライプ状の電流注入構造を備え
ている場合には、該電流注入構造の一部が電流非注入領
域とされて、前記可飽和吸収体を形成するようにしても
よい。この場合、前記可飽和吸収体を含む領域にイオン
注入するようにしてもよい。
ている場合には、該電流注入構造の一部が電流非注入領
域とされて、前記可飽和吸収体を形成するようにしても
よい。この場合、前記可飽和吸収体を含む領域にイオン
注入するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】まず、本発明による半導体レーザの第１の
例を図１を参照して説明する。
例を図１を参照して説明する。
【００１９】図示の半導体レーザはｎ−ＧａＡｓ基板１
，、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２，、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３，、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子
井戸活性層４，、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５，及
び６，、ｐ−ＧａＡｓキャップ層７，及び８，、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９，、ｐ電極１０，、及びｎ電極
１１，を備えており、図示のようにその前後端面には光
出射前端面多層高反射膜３１及び光出射後端面多層高反
射膜３２が形成されている。さらに、この半導体レーザ
には後述するように可飽和吸収領域４１，が形成され
る。
，、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２，、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３，、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子
井戸活性層４，、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５，及
び６，、ｐ−ＧａＡｓキャップ層７，及び８，、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９，、ｐ電極１０，、及びｎ電極
１１，を備えており、図示のようにその前後端面には光
出射前端面多層高反射膜３１及び光出射後端面多層高反
射膜３２が形成されている。さらに、この半導体レーザ
には後述するように可飽和吸収領域４１，が形成され
る。
【００２０】ここで、図２も参照して、図１に示す半導
体レーザを作成する際には、まず、ＭＯＶＰＥ法によっ
て、ｎ−ＧａＡｓ基板１，上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
２，、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３，、ＧａＩｎＰ
／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層４，、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層５，、ｐ−ＧａＩｎＰエッチングス
トッパ層、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６，、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ薄膜層、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７，を順
次積層した。
体レーザを作成する際には、まず、ＭＯＶＰＥ法によっ
て、ｎ−ＧａＡｓ基板１，上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
２，、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３，、ＧａＩｎＰ
／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層４，、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層５，、ｐ−ＧａＩｎＰエッチングス
トッパ層、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６，、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ薄膜層、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７，を順
次積層した。
【００２１】なお、図２では、図をわかりやすくするた
め、ｐ−ＧａＩｎＰエッチングストッパ層及びｐ−Ｇａ
ＩｎＰ薄膜層は省略されている。
め、ｐ−ＧａＩｎＰエッチングストッパ層及びｐ−Ｇａ
ＩｎＰ薄膜層は省略されている。
【００２２】次に、フォトリソグラフィ及びエッチング
により、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５，をメサスト
ライプ化した。メサ幅は底部で４μｍである。
により、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５，をメサスト
ライプ化した。メサ幅は底部で４μｍである。
【００２３】その後、再び、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ
−ＧａＡｓブロック層９，とｐ−ＧａＡｓキャップ層８
，とを形成した。さらに、ｐ電極１０，及びｎ電極１１
，を形成後、劈開によりレーザ端面を形成し、図２に示
すレーザ構造とした。
−ＧａＡｓブロック層９，とｐ−ＧａＡｓキャップ層８
，とを形成した。さらに、ｐ電極１０，及びｎ電極１１
，を形成後、劈開によりレーザ端面を形成し、図２に示
すレーザ構造とした。
【００２４】そして、最後に、非晶質シリコン／アルミ
ナ多層膜により６０％の反射率を有するレーザ出射前端
面（光出射前端面多層高反射膜）３１を形成するととも
に、非晶質シリコン／アルミナ多層膜によって９５％の
反射率を有する後端面（光出射後端面多層高反射膜）３
２を形成した。
ナ多層膜により６０％の反射率を有するレーザ出射前端
面（光出射前端面多層高反射膜）３１を形成するととも
に、非晶質シリコン／アルミナ多層膜によって９５％の
反射率を有する後端面（光出射後端面多層高反射膜）３
２を形成した。
【００２５】ここで、活性層４，の多重量子井戸構造と
クラッド層３，及び５，のＡｌ組成を図３に示す。図３
において、この構造のスポットサイズは０．４３μｍで
ある。このレーザは、メサストライプ脇の活性層部分４
１，が可飽和吸収体として機能し、パルセーション動作
した。さらに、そのパルセーション動作は雰囲気温度６
０℃においても維持された。
クラッド層３，及び５，のＡｌ組成を図３に示す。図３
において、この構造のスポットサイズは０．４３μｍで
ある。このレーザは、メサストライプ脇の活性層部分４
１，が可飽和吸収体として機能し、パルセーション動作
した。さらに、そのパルセーション動作は雰囲気温度６
０℃においても維持された。
【００２６】次に、上述の半導体レーザの動作について
図４を参照して説明する。図４は、レーザの出射端面の
反射率とレーザ共振器長とを変えて測定したセルフパル
セーション発生の最高温度である。ＡｌＧａＩｎＰ赤色
半導体レーザでは、その材料の性質から活性層をとぎら
せることのない導波路構造が採用され、その作製上の要
請から、つまり、長期動作信頼性の観点から４μｍ以上
の導波路幅が必要となる。そして、導波路幅は本実施例
においてはメサ底幅に対応する。
図４を参照して説明する。図４は、レーザの出射端面の
反射率とレーザ共振器長とを変えて測定したセルフパル
セーション発生の最高温度である。ＡｌＧａＩｎＰ赤色
半導体レーザでは、その材料の性質から活性層をとぎら
せることのない導波路構造が採用され、その作製上の要
請から、つまり、長期動作信頼性の観点から４μｍ以上
の導波路幅が必要となる。そして、導波路幅は本実施例
においてはメサ底幅に対応する。
【００２７】４μｍ以上の導波路幅では、温度６０℃に
おいて、セルフパルセーション動作を維持する際には、
１０ｃｍ-1以下のミラー損失で実現される。現実的なレ
ーザの共振器長として、７００μｍ（報告がある赤色Ｌ
Ｄでの最長共振器長）以下を考慮すると、端面反射率５
０％以上で実現される。
おいて、セルフパルセーション動作を維持する際には、
１０ｃｍ-1以下のミラー損失で実現される。現実的なレ
ーザの共振器長として、７００μｍ（報告がある赤色Ｌ
Ｄでの最長共振器長）以下を考慮すると、端面反射率５
０％以上で実現される。
【００２８】一般に、端面反射率を高くすると、端面破
壊出力レベル（ＣＯＤレベル）の低下により、高い光出
力を得られなくなる。５ｍＷの安定光出力を得るには少
なくとも光出力レベルの２〜３倍の端面破壊出力レベル
が必要となる。上述の半導体レーザにおいては、前述の
ように、スポットサイズが０．４μｍ以上であるので、
５０％以上の高反射端面を形成しても、１５ｍＷという
高い光出力が得られた。
壊出力レベル（ＣＯＤレベル）の低下により、高い光出
力を得られなくなる。５ｍＷの安定光出力を得るには少
なくとも光出力レベルの２〜３倍の端面破壊出力レベル
が必要となる。上述の半導体レーザにおいては、前述の
ように、スポットサイズが０．４μｍ以上であるので、
５０％以上の高反射端面を形成しても、１５ｍＷという
高い光出力が得られた。
【００２９】端面破壊出力レベルを一定にするべく、ス
ポットサイズを拡大するとともに高反射端面とすると、
図５に示すように、発振しきい値電流は増大する。上述
のような５０％以上の高反射端面と０．４μｍ以上のス
ポットサイズとの組み合わせは従来報告が無いが、ミラ
ー損失の低減が、パルセーション動作に直接寄与するた
め、スポットサイズの増大と高反射端面との組み合わせ
によって、パルセーション動作を維持する最大温度を高
くすることができる。
ポットサイズを拡大するとともに高反射端面とすると、
図５に示すように、発振しきい値電流は増大する。上述
のような５０％以上の高反射端面と０．４μｍ以上のス
ポットサイズとの組み合わせは従来報告が無いが、ミラ
ー損失の低減が、パルセーション動作に直接寄与するた
め、スポットサイズの増大と高反射端面との組み合わせ
によって、パルセーション動作を維持する最大温度を高
くすることができる。
【００３０】次に本発明による半導体レーザの第２の例
について説明する。図６及び図７は、を参照して、図６
及び図７において、図１及び図２と同一符号の構成要素
は同一の構成要素を示す。図示の半導体レーザは、ｎ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１５及び１６、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１７及び１８、ｎ−ＧａＩｎＰ可飽和
吸収層２２、ｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層２３、可飽和
吸収領域４２及び４３を有しており、図示の半導体レー
ザは、図１及び図２に示す半導体レーザとほぼ同様にし
て製造される。
について説明する。図６及び図７は、を参照して、図６
及び図７において、図１及び図２と同一符号の構成要素
は同一の構成要素を示す。図示の半導体レーザは、ｎ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１５及び１６、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１７及び１８、ｎ−ＧａＩｎＰ可飽和
吸収層２２、ｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層２３、可飽和
吸収領域４２及び４３を有しており、図示の半導体レー
ザは、図１及び図２に示す半導体レーザとほぼ同様にし
て製造される。
【００３１】ただし、図示の半導体レーザでは、ｎ−ク
ラッド層１５及び１６の間にｎ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収
層２２が積層される。また、ｐ−クラッド層１７及び１
８の間にｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層２３が積層され
る。そして、ｐ電極１０，とｎ電極１１，とを形成後、
図７に示すように、非晶質シリコン／アルミナ多層膜に
より６０％の反射率を有するレーザ出射前端面（光出射
前端面多層高反射膜）３１を形成するとともに、非晶質
シリコン／アルミナ多層膜によって９５％の反射率を有
する後端面（光出射後端面多層高反射膜）３２を形成す
る。
ラッド層１５及び１６の間にｎ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収
層２２が積層される。また、ｐ−クラッド層１７及び１
８の間にｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層２３が積層され
る。そして、ｐ電極１０，とｎ電極１１，とを形成後、
図７に示すように、非晶質シリコン／アルミナ多層膜に
より６０％の反射率を有するレーザ出射前端面（光出射
前端面多層高反射膜）３１を形成するとともに、非晶質
シリコン／アルミナ多層膜によって９５％の反射率を有
する後端面（光出射後端面多層高反射膜）３２を形成す
る。
【００３２】図６及び図７に示す半導体レーザの動作は
図１及び図２に示す半導体レーザと同様であり、この半
導体レーザでも高温においてパルセーション動作を維持
することができ、かつ高い出力を得ることができる。
図１及び図２に示す半導体レーザと同様であり、この半
導体レーザでも高温においてパルセーション動作を維持
することができ、かつ高い出力を得ることができる。
【００３３】さらに、本発明による半導体レーザの第３
の例を説明する。
の例を説明する。
【００３４】図８乃至図１２を参照して、図８乃至図１
０において、図１及び図２に示す半導体レーザと同一の
構成要素について同一の参照符号を付す。また、図９乃
至１０において、３４はＳｉＯ2 絶縁膜を示す。
０において、図１及び図２に示す半導体レーザと同一の
構成要素について同一の参照符号を付す。また、図９乃
至１０において、３４はＳｉＯ2 絶縁膜を示す。
【００３５】図示の半導体レーザは図１及び図２に示す
半導体レーザとほぼ同様に製造されるが、図８に示すよ
うに、メサ形成後、メサに直交する一部の領域におい
て、メサ部のｐ−ＧａＡｓキャップ層７，をエッチング
によって除去する。
半導体レーザとほぼ同様に製造されるが、図８に示すよ
うに、メサ形成後、メサに直交する一部の領域におい
て、メサ部のｐ−ＧａＡｓキャップ層７，をエッチング
によって除去する。
【００３６】次に、図９に示すように、エッチングによ
って形成された溝を覆うようにしてＳｉＯ2 絶縁膜３４
を形成する。
って形成された溝を覆うようにしてＳｉＯ2 絶縁膜３４
を形成する。
【００３７】さらに、図１０に示すように、ｐ−ＧａＡ
ｓキャップ層８，を形成した後、ｐ電極１０，とｎ電極
１１，を形成する。
ｓキャップ層８，を形成した後、ｐ電極１０，とｎ電極
１１，を形成する。
【００３８】そして、最後に、図１１に示すように、非
晶質シリコン／アルミナ多層膜により６０％の反射率を
有するレーザ出射前端面（光出射前端面多層高反射膜）
３１を形成するとともに、非晶質シリコン／アルミナ多
層膜によって９５％の反射率を有する後端面（光出射後
端面多層高反射膜）３２を形成する。
晶質シリコン／アルミナ多層膜により６０％の反射率を
有するレーザ出射前端面（光出射前端面多層高反射膜）
３１を形成するとともに、非晶質シリコン／アルミナ多
層膜によって９５％の反射率を有する後端面（光出射後
端面多層高反射膜）３２を形成する。
【００３９】この例においては、図１１に示す半導体レ
ーザのメサ部を横方向にみた断面図である図１２に示す
ＳｉＯ2 絶縁膜３４直下の活性層が可飽和吸収体４４と
して機能する。
ーザのメサ部を横方向にみた断面図である図１２に示す
ＳｉＯ2 絶縁膜３４直下の活性層が可飽和吸収体４４と
して機能する。
【００４０】この半導体レーザの動作は図１及び図２に
示す半導体レーザと同様であり、高反射端面と大きなス
ポットサイズとの組み合わせによって、高温までセルフ
パルセーション動作を維持できるとともに高い出力を得
ることができる。
示す半導体レーザと同様であり、高反射端面と大きなス
ポットサイズとの組み合わせによって、高温までセルフ
パルセーション動作を維持できるとともに高い出力を得
ることができる。
【００４１】さらに、可飽和吸収領域のキャリア寿命を
制御するために、可飽和吸収体４４へのイオン注入を行
うこともできる。
制御するために、可飽和吸収体４４へのイオン注入を行
うこともできる。
【００４２】なお、上述の説明では、活性層とクラッド
層とのＡｌ組成について対称な場合で説明してきたが、
これを非対称にすることにより、スポットサイズの拡
大、及び屈折率差の低減の両立を容易にすることも可能
である。
層とのＡｌ組成について対称な場合で説明してきたが、
これを非対称にすることにより、スポットサイズの拡
大、及び屈折率差の低減の両立を容易にすることも可能
である。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明よる半導体
レーザは、出射前端面と後端面に高い反射率を有し、光
ディスク用光源のように高温に晒される場合において
も、セルフパルセーション動作が維持され、かつ、高反
射率端面でありながら、高い出力を得ることができると
いう効果がある。
レーザは、出射前端面と後端面に高い反射率を有し、光
ディスク用光源のように高温に晒される場合において
も、セルフパルセーション動作が維持され、かつ、高反
射率端面でありながら、高い出力を得ることができると
いう効果がある。
【図１】本発明による半導体レーザの第１の例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】図１に示す半導体レーザの製造方法を説明する
ための構造図である。
ための構造図である。
【図３】本発明による半導体レーザの活性層とクラッド
層の組成を示す図である。
層の組成を示す図である。
【図４】本発明による半導体レーザの効果及び作用を説
明するための図であり、セルフパルセーション発生最高
温度のメサ幅とミラー損失依存性とを示す図である。
明するための図であり、セルフパルセーション発生最高
温度のメサ幅とミラー損失依存性とを示す図である。
【図５】本発明による半導体レーザの効果を説明する図
であり、端面破壊出力レベル一定下における端面反射率
と発振しきい値との関係を示す図である。
であり、端面破壊出力レベル一定下における端面反射率
と発振しきい値との関係を示す図である。
【図６】本発明による半導体レーザの第２の例を示す図
であり、層構造を説明するための斜視図である。
であり、層構造を説明するための斜視図である。
【図７】本発明による半導体レーザの第２の例を示す図
であり、反射膜の形成を説明するための斜視図である。
であり、反射膜の形成を説明するための斜視図である。
【図８】本発明による半導体レーザの第３の例を説明す
る図であり、メサ部のｐ−ＧａＡｓキャップ層をエッチ
ングによって除去した状態を示す斜視図である。
る図であり、メサ部のｐ−ＧａＡｓキャップ層をエッチ
ングによって除去した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明による半導体レーザの第３の例を説明す
る図であり、ＳｉＯ2 絶縁膜を形成した状態を示す斜視
図である。
る図であり、ＳｉＯ2 絶縁膜を形成した状態を示す斜視
図である。
【図１０】本発明による半導体レーザの第３の例を説明
する図であり、ｐ電極とｎ電極を形成した状態を示す斜
視図である。
する図であり、ｐ電極とｎ電極を形成した状態を示す斜
視図である。
【図１１】本発明による半導体レーザの第３の例を説明
する図であり、反射膜を形成した状態を示す斜視図であ
る。
する図であり、反射膜を形成した状態を示す斜視図であ
る。
【図１２】図１１に示す半導体レーザのメサ部を横方向
にみた断面図である。
にみた断面図である。
【図１３】従来の半導体レーザの一例を反射膜がない状
態で示す斜視図である。
態で示す斜視図である。
【図１４】従来の半導体レーザにおいて活性層とクラッ
ド層の結晶組成を示す図である。
ド層の結晶組成を示す図である。
【図１５】従来の半導体レーザの課題を説明する図であ
り、セルフパルセーション動作の温度依存性を示す図で
ある。
り、セルフパルセーション動作の温度依存性を示す図で
ある。
１，１， ｎ−ＧａＡｓ基板 ２，２， ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３，３， ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４，４， ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活
性層 ５，５， ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６，６， ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７，７， ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ８，８， ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ９，９， ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １０，１０， ｐ電極 １１，１１， ｎ電極 １５，１６ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １７，１８ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２２，２３ ｎ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層 ３１ 光出射前端面非晶質シリコン／アルミナ多層膜 ３２ 光出射後端面非晶質シリコン／アルミナ多層膜 ３４ ＳｉＯ2 絶縁膜 ４１，４２，４３，４４ 可飽和吸収領域
性層 ５，５， ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６，６， ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７，７， ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ８，８， ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ９，９， ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １０，１０， ｐ電極 １１，１１， ｎ電極 １５，１６ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １７，１８ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２２，２３ ｎ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層 ３１ 光出射前端面非晶質シリコン／アルミナ多層膜 ３２ 光出射後端面非晶質シリコン／アルミナ多層膜 ３４ ＳｉＯ2 絶縁膜 ４１，４２，４３，４４ 可飽和吸収領域
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の半導体層が積層され、レーザ共振
器内部に可飽和吸収体が形成された半導体レーザにおい
て、前記半導体層の積層方向における光導波姿態のスポ
ットサイズが０．４μｍを越え、かつ光出射端面の反射
率が５０％を越えることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載された半導体レーザにお
いて、前記半導体層には活性層と活性層の上面に形成さ
れたクラッド層とを含み、前記クラッド層にはメサ構造
が形成されており、さらに、前記半導体層には、前記メ
サ構造の両脇に形成された電流狭窄のためのブロック層
を含み、前記メサ構造の両脇の活性層を前記可飽和吸収
体としたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項１に記載された半導体レーザにお
いて、前記半導体層は、活性層と該活性層の上面及び下
面に形成されたクラッド層とを含み、前記クラッド層の
少なくとも一方に前記可飽和吸収体が形成されたことを
特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】 請求項１に記載された半導体レーザにお
いて、ストライプ状の電流注入構造を備えており、該電
流注入構造の一部が電流非注入領域とされて、前記可飽
和吸収体を形成するようにしたことを特徴とする半導体
レーザ。 - 【請求項５】 請求項４に記載された半導体レーザにお
いて、前記可飽和吸収体を含む領域にイオン注入をした
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005521A JP2757913B2 (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 半導体レーザ |
| FR9700406A FR2744845A1 (fr) | 1996-01-17 | 1997-01-16 | Dispositif laser semi-conducteur a faible bruit de fonctionnement, meme a haute temperature ambiante |
| KR1019970001138A KR100227770B1 (ko) | 1996-01-17 | 1997-01-16 | 높은 주변 온도에서도 저잡음으로 동작이 가능한 반도체 레이저 디바이스 |
| US08/785,345 US5894491A (en) | 1996-01-17 | 1997-01-17 | Semiconductor laser device operable with low noise even in high ambient temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005521A JP2757913B2 (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 半導体レーザ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199786A true JPH09199786A (ja) | 1997-07-31 |
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ID=11613499
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR100227770B1 (ja) |
| FR (1) | FR2744845A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077457A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-23 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| AU2001239060A1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-17 | Charles C. Romaniuk | Dynamic phase logic gate |
| JP2002076502A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2539878B2 (ja) * | 1988-02-12 | 1996-10-02 | 三菱電機株式会社 | レ―ザプリンタ用半導体レ―ザ装置の駆動方法 |
| US4961197A (en) * | 1988-09-07 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5416790A (en) * | 1992-11-06 | 1995-05-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser with a self-sustained pulsation |
| JPH0786676A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Sony Corp | 半導体レーザ |
| JPH07263798A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ，及びその製造方法 |
| JP3322512B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2002-09-09 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子の設計方法 |
-
1996
- 1996-01-17 JP JP8005521A patent/JP2757913B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-16 FR FR9700406A patent/FR2744845A1/fr active Pending
- 1997-01-16 KR KR1019970001138A patent/KR100227770B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-17 US US08/785,345 patent/US5894491A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077457A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-23 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
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|---|---|
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| KR970060603A (ko) | 1997-08-12 |
| US5894491A (en) | 1999-04-13 |
| JP2757913B2 (ja) | 1998-05-25 |
| FR2744845A1 (fr) | 1997-08-14 |
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