JPH09321379A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH09321379A JPH09321379A JP8134497A JP13449796A JPH09321379A JP H09321379 A JPH09321379 A JP H09321379A JP 8134497 A JP8134497 A JP 8134497A JP 13449796 A JP13449796 A JP 13449796A JP H09321379 A JPH09321379 A JP H09321379A
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- Japan
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- stripe
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- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＦＰ特性が優れた利得導波型半導体レーザ
を提供する。 【解決手段】 電流狭窄構造の形状をテーパ形状または
櫛形、もくしはそれらを組み合わせた形状とし、活性層
に注入される電流ゲインあるいは注入キャリアによって
生じる屈折率差を制御することでＮＦＰの安定化をはか
っている。
を提供する。 【解決手段】 電流狭窄構造の形状をテーパ形状または
櫛形、もくしはそれらを組み合わせた形状とし、活性層
に注入される電流ゲインあるいは注入キャリアによって
生じる屈折率差を制御することでＮＦＰの安定化をはか
っている。
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、特にレーザ出力がＷ級の高出力半導体レーザに関す
る。
し、特にレーザ出力がＷ級の高出力半導体レーザに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ出力がＷクラスの高出力半導体レ
ーザの代表的なものとして利得導波型半導体レーザがあ
り、このレーザはＹＡＧ等の固体レーザの励起用光源、
あるいは加工レーザ等の光源として注目されている。
ーザの代表的なものとして利得導波型半導体レーザがあ
り、このレーザはＹＡＧ等の固体レーザの励起用光源、
あるいは加工レーザ等の光源として注目されている。
【０００３】このような利得導波型半導体レーザにおい
ては、高出力化の達成とレーザ出力端面の光密度低減の
ため、レーザのストライプ幅が拡大される方向にあり、
現在ではストライプ幅が５００μｍという、半導体レー
ザとしては非常に幅の広いものが登場している。そし
て、これらの半導体レーザにおいて、電流狭窄構造によ
って形成するストライプの形状は単純な矩形であること
が多い（図４参照）。
ては、高出力化の達成とレーザ出力端面の光密度低減の
ため、レーザのストライプ幅が拡大される方向にあり、
現在ではストライプ幅が５００μｍという、半導体レー
ザとしては非常に幅の広いものが登場している。そし
て、これらの半導体レーザにおいて、電流狭窄構造によ
って形成するストライプの形状は単純な矩形であること
が多い（図４参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高出力半導
体レーザの応用分野では、その出力のみに注目されるこ
とが多かったが、最近では、ビーム品質についての要求
も高まってきており、利得導波型半導体レーザにおいて
も、近視野像（ＮＦＰ;Near Field Pattern ）等の特性
が重要視されてきている。
体レーザの応用分野では、その出力のみに注目されるこ
とが多かったが、最近では、ビーム品質についての要求
も高まってきており、利得導波型半導体レーザにおいて
も、近視野像（ＮＦＰ;Near Field Pattern ）等の特性
が重要視されてきている。
【０００５】しかし、従来の単純な矩形ストライプ形状
の半導体レーザでは、ＮＦＰ形状が非常に不安定であ
り、チップ間でのばらつきあるいは駆動条件での変動が
大きいことから、ＮＦＰを重要視する用途には使用でき
ない。しかも、このようなＮＦＰ特性の問題はストライ
プ幅が広くなればなるほど顕著となる。
の半導体レーザでは、ＮＦＰ形状が非常に不安定であ
り、チップ間でのばらつきあるいは駆動条件での変動が
大きいことから、ＮＦＰを重要視する用途には使用でき
ない。しかも、このようなＮＦＰ特性の問題はストライ
プ幅が広くなればなるほど顕著となる。
【０００６】なお、利得導波型半導体レーザにおいてＮ
ＦＰ形状が不安定になるのは、このレーザが電流により
作られる注入キャリア分布によってレーザ光の閉じ込め
を行う構造であることに起因する。
ＦＰ形状が不安定になるのは、このレーザが電流により
作られる注入キャリア分布によってレーザ光の閉じ込め
を行う構造であることに起因する。
【０００７】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、ＮＦＰ特性が優れた利得導波型半導体レーザの
供給を目的とする。
もので、ＮＦＰ特性が優れた利得導波型半導体レーザの
供給を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、利得導波型半導体レーザにおいて、スト
ライプ状の利得領域を形成する電流狭窄構造の形状を、
ストライプ幅が縮小するテーパ形状、または共振器の光
軸方向に櫛歯が延びる櫛形のいずれか一方の形状、もし
くはそれらを組み合わせた形状としたことによって特徴
づけられる。
め、本発明は、利得導波型半導体レーザにおいて、スト
ライプ状の利得領域を形成する電流狭窄構造の形状を、
ストライプ幅が縮小するテーパ形状、または共振器の光
軸方向に櫛歯が延びる櫛形のいずれか一方の形状、もし
くはそれらを組み合わせた形状としたことによって特徴
づけられる。
【０００９】まず、電流狭窄構造を櫛形とした場合の作
用を図２を参照して述べる。電流狭窄構造を櫛形とし、
これにより形成される利得領域（以下、ストライプ２と
称する）を櫛形とすると、その凸部（櫛歯部分）２ｂ・・
２ｂにおける有効ゲイン長が長くなるため、この部位で
光が優先的に発振し、空間的にクランプされる。ここ
で、各凸部２ｂの幅はストライプ２の全体に対して比較
的狭く（例えば数μｍないしは数１０μｍ）、従って安
定した横モードが発生する。
用を図２を参照して述べる。電流狭窄構造を櫛形とし、
これにより形成される利得領域（以下、ストライプ２と
称する）を櫛形とすると、その凸部（櫛歯部分）２ｂ・・
２ｂにおける有効ゲイン長が長くなるため、この部位で
光が優先的に発振し、空間的にクランプされる。ここ
で、各凸部２ｂの幅はストライプ２の全体に対して比較
的狭く（例えば数μｍないしは数１０μｍ）、従って安
定した横モードが発生する。
【００１０】このような安定した横モードは、一般に知
られている単純なアレイ型ストライプ構造でも達成する
ことは可能であるが、この場合、発光スポットが点在し
使用用途が限定されることになる。これに対し、櫛形の
ストライプ２では、その基幹部２ａの存在により、図２
に示すように横モードのオーバラップが発生し、均一な
ＮＦＰが得られる。
られている単純なアレイ型ストライプ構造でも達成する
ことは可能であるが、この場合、発光スポットが点在し
使用用途が限定されることになる。これに対し、櫛形の
ストライプ２では、その基幹部２ａの存在により、図２
に示すように横モードのオーバラップが発生し、均一な
ＮＦＰが得られる。
【００１１】また、電流狭窄構造の形状としてテーパ形
状または櫛形を採用すると、上記したような電流ゲイン
の制御のほか、活性層への注入キャリアによって生じる
屈折率差を積極的に制御するといったことも可能にな
る。従って本発明では、屈折導波型ストライプ構造と同
等な作用により横モードを安定に制御することも可能に
なる。
状または櫛形を採用すると、上記したような電流ゲイン
の制御のほか、活性層への注入キャリアによって生じる
屈折率差を積極的に制御するといったことも可能にな
る。従って本発明では、屈折導波型ストライプ構造と同
等な作用により横モードを安定に制御することも可能に
なる。
【００１２】ここで、電流狭窄構造の形状としては、ス
トライプ幅が広くても安定したＮＦＰが得られる点を考
慮すると櫛形とすることが好ましい。また、ストライプ
幅の大きさによっては、図３(A) に示すようなテーパ形
状としても有効な効果が得られる。さらに同図(B) に示
すように、櫛形の凸部をテーパ状とした複合形でも効果
がある。
トライプ幅が広くても安定したＮＦＰが得られる点を考
慮すると櫛形とすることが好ましい。また、ストライプ
幅の大きさによっては、図３(A) に示すようなテーパ形
状としても有効な効果が得られる。さらに同図(B) に示
すように、櫛形の凸部をテーパ状とした複合形でも効果
がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、この実施の形態のレーザ
は、利得導波型半導体レーザで、図１の模式断面図に示
すように、n-GaAs基板１１、n-AlGaAsクラッド層１２、
活性層１３、p-AlGaAsクラッド層１４、p-GaAsキャップ
層１５、電流狭窄構造層１６、及び上下の電極１７と１
８等によって構成されている。
は、利得導波型半導体レーザで、図１の模式断面図に示
すように、n-GaAs基板１１、n-AlGaAsクラッド層１２、
活性層１３、p-AlGaAsクラッド層１４、p-GaAsキャップ
層１５、電流狭窄構造層１６、及び上下の電極１７と１
８等によって構成されている。
【００１４】また、このレーザにおいて、ストライプ構
造を形成する電流狭窄構造層１６としては、Ａl2Ｏ3 、
ＳｉＯ2 またはＳｉＮなどの絶縁膜、もしくはｎ型Ｇａ
Ａｓ層または Native Oxied ＧａＡｓ層などが用いられ
ている。
造を形成する電流狭窄構造層１６としては、Ａl2Ｏ3 、
ＳｉＯ2 またはＳｉＮなどの絶縁膜、もしくはｎ型Ｇａ
Ａｓ層または Native Oxied ＧａＡｓ層などが用いられ
ている。
【００１５】さらに、レーザチップの前端面及び後端面
に、それぞれ、低反射コート膜及び高反射コート膜が形
成されており、図２に示すように、それら前端面１ａと
後端面１ｂとの間で共振器１が構成されている。なお、
図２は図１のＸ−Ｘ断面を模式的に示している。
に、それぞれ、低反射コート膜及び高反射コート膜が形
成されており、図２に示すように、それら前端面１ａと
後端面１ｂとの間で共振器１が構成されている。なお、
図２は図１のＸ−Ｘ断面を模式的に示している。
【００１６】そして、この実施の形態においては、電流
狭窄構造を櫛形として、図２に示すような櫛形のストラ
イプ２が形成されるようにした点に特徴があり、このよ
うにストライプ２を櫛形とすることで、注入される電流
ゲインあるいは注入キャリアによって生じる屈折率差を
制御してＮＦＰの安定化をはかっている。
狭窄構造を櫛形として、図２に示すような櫛形のストラ
イプ２が形成されるようにした点に特徴があり、このよ
うにストライプ２を櫛形とすることで、注入される電流
ゲインあるいは注入キャリアによって生じる屈折率差を
制御してＮＦＰの安定化をはかっている。
【００１７】図３は本発明の他の実施の形態を示す図で
ある。図３(A) は、電流狭窄構造の形状としてテーパ形
状を採用した例で、この構造はストライプ幅が比較的狭
い場合に有効である。また図３(B) は、櫛形とテーパ形
状を組み合わせた場合の例で、櫛形の凸部をテーパ形状
としている。
ある。図３(A) は、電流狭窄構造の形状としてテーパ形
状を採用した例で、この構造はストライプ幅が比較的狭
い場合に有効である。また図３(B) は、櫛形とテーパ形
状を組み合わせた場合の例で、櫛形の凸部をテーパ形状
としている。
【００１８】なお、以上の実施の形態では、櫛形の凸部
またはテーパ形状部を共振器の後端面側に配置している
が、それらは共振器の前端面側に配置しても同様な効果
が期待できる。
またはテーパ形状部を共振器の後端面側に配置している
が、それらは共振器の前端面側に配置しても同様な効果
が期待できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流狭窄構造の形状として、テーパ形状または櫛形等の
形状を採用しているので、注入される電流ゲインあるい
は注入キャリアによって生じる屈折率差を制御してＮＦ
Ｐの安定化をはかることができる。
電流狭窄構造の形状として、テーパ形状または櫛形等の
形状を採用しているので、注入される電流ゲインあるい
は注入キャリアによって生じる屈折率差を制御してＮＦ
Ｐの安定化をはかることができる。
【００２０】しかも、本発明では、電流狭窄構造の形状
を変更するだけで済むので、構造が簡単でまた複雑なプ
ロセスも必要としないことから、従来と同程度の歩留り
を維持できる。その結果、ＮＦＰ特性の優れた半導体レ
ーザを低コストで提供することができる。
を変更するだけで済むので、構造が簡単でまた複雑なプ
ロセスも必要としないことから、従来と同程度の歩留り
を維持できる。その結果、ＮＦＰ特性の優れた半導体レ
ーザを低コストで提供することができる。
【図１】本発明の半導体レーザの実施の形態の構造を示
す模式断面図
す模式断面図
【図２】図１のＸ−Ｘ断面を模式的に示す図
【図３】本発明の他の実施の形態の説明図
【図４】従来の利得導波型半導体レーザの要部構造を示
す模式断面図
す模式断面図
１ 共振器 １ａ 前端面 １ｂ 後端面 ２ ストライプ（櫛形） １１ 基板 １２，１４ クラッド層 １３ 活性層 １５ キャップ層 １６ 電流狭窄構造層 １７，１８ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】 利得導波型半導体レーザにおいて、スト
ライプ状の利得領域を形成する電流狭窄構造の形状を、
ストライプ幅が縮小するテーパ形状、または共振器の光
軸方向に櫛歯が延びる櫛形のいずれか一方の形状、もし
くはそれらを組み合わせた形状としたことを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134497A JPH09321379A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134497A JPH09321379A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09321379A true JPH09321379A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15129711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8134497A Pending JPH09321379A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09321379A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007000614A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor opto-electronic device |
| DE102008014092A1 (de) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaserchip mit einem strukturierten Kontaktstreifen |
| EP1903646A3 (en) * | 2006-09-20 | 2009-09-09 | JDS Uniphase Corporation | Semiconductor laser diode with advanced window structure |
| JP2014120556A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
| JP2016129244A (ja) * | 2011-11-30 | 2016-07-14 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザダイオード |
| WO2018003335A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム |
-
1996
- 1996-05-29 JP JP8134497A patent/JPH09321379A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007000614A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor opto-electronic device |
| JP2008544560A (ja) * | 2005-06-28 | 2008-12-04 | ブッカム テクノロジー ピーエルシー | 高パワー半導体光電子光学デバイス |
| US8111727B2 (en) | 2005-06-28 | 2012-02-07 | Oclaro Technology Limited | High power semiconductor opto-electronic device |
| EP1903646A3 (en) * | 2006-09-20 | 2009-09-09 | JDS Uniphase Corporation | Semiconductor laser diode with advanced window structure |
| DE102008014092A1 (de) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaserchip mit einem strukturierten Kontaktstreifen |
| WO2009082999A3 (de) * | 2007-12-27 | 2009-12-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender halbleiterlaserchip mit einem strukturierten kontaktstreifen |
| JP2016129244A (ja) * | 2011-11-30 | 2016-07-14 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザダイオード |
| JP2014120556A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
| WO2018003335A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム |
| CN109417274A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 半导体激光装置、半导体激光模块及熔接用激光光源系统 |
| JPWO2018003335A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2019-04-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム |
| US10971897B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-04-06 | Panasonic Semiconductor Solutions Co., Ltd. | Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and laser light source system for welding |
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Effective date: 20040831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041101 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20041207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050207 |
|
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