JPH0974243A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH0974243A JPH0974243A JP7226125A JP22612595A JPH0974243A JP H0974243 A JPH0974243 A JP H0974243A JP 7226125 A JP7226125 A JP 7226125A JP 22612595 A JP22612595 A JP 22612595A JP H0974243 A JPH0974243 A JP H0974243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- layer
- semiconductor laser
- optical waveguide
- tunnel diode
- 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
Links
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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4043—Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
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】
【課題】 第１，第２レーザ構造を有する半導体レーザ
において、各レーザ構造の間隔を充分空けても、発生す
るレーザ光を単峰のビーム形状とすることを目的とす
る。 【解決手段】 第１レーザ構造１４，トンネルダイオー
ド構造１５，及び第２レーザ構造１６を積層するように
順次成長させた半導体レーザにおいて、上記第１レーザ
構造１４及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折率
が大きい光導波層８を、上記第２レーザ構造１６とトン
ネルダイオード構造１５との間に設けたものである。
において、各レーザ構造の間隔を充分空けても、発生す
るレーザ光を単峰のビーム形状とすることを目的とす
る。 【解決手段】 第１レーザ構造１４，トンネルダイオー
ド構造１５，及び第２レーザ構造１６を積層するように
順次成長させた半導体レーザにおいて、上記第１レーザ
構造１４及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折率
が大きい光導波層８を、上記第２レーザ構造１６とトン
ネルダイオード構造１５との間に設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２つのレーザ構
造とこれらのレーザ構造の間に１つのトンネルダイオー
ド構造を有する高出力用半導体レーザの性能向上に関す
るものである。
造とこれらのレーザ構造の間に１つのトンネルダイオー
ド構造を有する高出力用半導体レーザの性能向上に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの高出力化のために、種々
の構造の半導体レーザが開発されており、その中の一つ
に、特開平６−９００６３号公報に記載されている２つ
のレーザ構造を有する半導体レーザがある。この半導体
レーザは第１レーザ構造，トンネルダイオード構造，及
び第２レーザ構造を積層するように順次成長させ、第１
レーザ構造及び第２レーザ構造の順方向を同じ向きと
し、トンネルダイオード構造の順方向を半導体レーザの
順方向と逆向きに形成することにより、２つのレーザ構
造を有する半導体レーザの歩留りを向上させ、かつその
消費電力を低減させることができるものである。以下、
この半導体レーザについて説明する。
の構造の半導体レーザが開発されており、その中の一つ
に、特開平６−９００６３号公報に記載されている２つ
のレーザ構造を有する半導体レーザがある。この半導体
レーザは第１レーザ構造，トンネルダイオード構造，及
び第２レーザ構造を積層するように順次成長させ、第１
レーザ構造及び第２レーザ構造の順方向を同じ向きと
し、トンネルダイオード構造の順方向を半導体レーザの
順方向と逆向きに形成することにより、２つのレーザ構
造を有する半導体レーザの歩留りを向上させ、かつその
消費電力を低減させることができるものである。以下、
この半導体レーザについて説明する。
【０００３】図１８はこの従来の半導体レーザの斜視図
であり、図において、１０１はｎ型の半導体基板、１０
２はｎ型の半導体からなるクラッド層、１０３は第１活
性層、１０４はｐ型の半導体からなるクラッド層であ
り、ｎ型クラッド層１０２，第１活性層１０３，及びｐ
型クラッド層１０４により第１レーザ構造１１２が形成
されている。また、１０５は高濃度の不純物をドーピン
グしたｐ+ 型高濃度層、１０６は高濃度の不純物をドー
ピングしたｎ+ 型高濃度層であり、ｐ+ 型高濃度層１０
５とｎ+ 型高濃度層１０６とのｐ+ ｎ+ 接合によりトン
ネルダイオード構造１１３が形成されている。１０７は
ｎ型の半導体からなるクラッド層、１０８は第２活性
層、１０９はｐ型の半導体からなるクラッド層であり、
クラッド層１０７，第２活性層１０８，及びｐ型クラッ
ド層１０９により第２レーザ構造１１４が形成されてい
る。１１０は電流を狭窄するための絶縁層、１１１は表
電極である。
であり、図において、１０１はｎ型の半導体基板、１０
２はｎ型の半導体からなるクラッド層、１０３は第１活
性層、１０４はｐ型の半導体からなるクラッド層であ
り、ｎ型クラッド層１０２，第１活性層１０３，及びｐ
型クラッド層１０４により第１レーザ構造１１２が形成
されている。また、１０５は高濃度の不純物をドーピン
グしたｐ+ 型高濃度層、１０６は高濃度の不純物をドー
ピングしたｎ+ 型高濃度層であり、ｐ+ 型高濃度層１０
５とｎ+ 型高濃度層１０６とのｐ+ ｎ+ 接合によりトン
ネルダイオード構造１１３が形成されている。１０７は
ｎ型の半導体からなるクラッド層、１０８は第２活性
層、１０９はｐ型の半導体からなるクラッド層であり、
クラッド層１０７，第２活性層１０８，及びｐ型クラッ
ド層１０９により第２レーザ構造１１４が形成されてい
る。１１０は電流を狭窄するための絶縁層、１１１は表
電極である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】レーザを発振する際に
は熱が発生するが、レーザの高出力化のためにはこの熱
による影響を防ぐ必要がある。従って、第１レーザ及び
第２レーザ構造の２つのレーザ構造を有する従来の半導
体レーザにあっては、レーザ構造相互の熱による影響を
防ぐために各レーザ構造間は１０μｍ程度空ける必要が
ある。しかしながら、上記従来の半導体レーザにおい
て、第１，第２のレーザ構造の間隔を１０μｍ離すと、
以下のような問題が生じる。
は熱が発生するが、レーザの高出力化のためにはこの熱
による影響を防ぐ必要がある。従って、第１レーザ及び
第２レーザ構造の２つのレーザ構造を有する従来の半導
体レーザにあっては、レーザ構造相互の熱による影響を
防ぐために各レーザ構造間は１０μｍ程度空ける必要が
ある。しかしながら、上記従来の半導体レーザにおい
て、第１，第２のレーザ構造の間隔を１０μｍ離すと、
以下のような問題が生じる。
【０００５】図１９は、図１８に示す従来の半導体レー
ザ構造の垂直断面方向の屈折率プロファイルであり、ク
ラッド層１０４，１０９はｐ−ＩｎＰ（屈折率ｎ3 ＝
３．１８），クラッド層１０２，１０７はｎ−ＩｎＰ，
第１活性層１０３及び第２活性層１０８はＩｎＧａＡｓ
Ｐ（屈折率ｎ1 ＝３．３、層厚ｄ1 ，ｄ2 ＝０．２μ
ｍ）、トンネルダイオード構造１１２を形成する高濃度
層１０５，１０６は各々ｐ+ −ＩｎＰ，ｎ+ −ＩｎＰ、
第１レーザ構造１０３及び第２レーザ構造１０８の間隔
ｌ3 はｌ3 ＝１０μｍである。また、図２０は、この半
導体レーザの発振波長λ＝１．５５μｍにおける発光面
の近視野像の計算結果である。この近視野像は与えられ
た屈折率プロファイルの基づいて、レーザ構造の発振波
長での電界分布を１次元のＭaxwellの方程式を解くこと
により求めることができる。この図２０から明らかなよ
うに、第１レーザ構造１１２と第２レーザ構造１１４と
の間隔ｌ3 をｌ3 ＝１０μｍとすると、各々のレーザ構
造は互いに独立なモードで発振することになり、発光面
の近視野像は２つに割れてしまう。そのためこれを平行
光にコリメートして得られるビームも２つのビームに割
れて広がるので、ビーム光強度の密度がレーザ構造が１
つのみの半導体レーザを用いた場合よりも大きくならな
いという問題点があった。
ザ構造の垂直断面方向の屈折率プロファイルであり、ク
ラッド層１０４，１０９はｐ−ＩｎＰ（屈折率ｎ3 ＝
３．１８），クラッド層１０２，１０７はｎ−ＩｎＰ，
第１活性層１０３及び第２活性層１０８はＩｎＧａＡｓ
Ｐ（屈折率ｎ1 ＝３．３、層厚ｄ1 ，ｄ2 ＝０．２μ
ｍ）、トンネルダイオード構造１１２を形成する高濃度
層１０５，１０６は各々ｐ+ −ＩｎＰ，ｎ+ −ＩｎＰ、
第１レーザ構造１０３及び第２レーザ構造１０８の間隔
ｌ3 はｌ3 ＝１０μｍである。また、図２０は、この半
導体レーザの発振波長λ＝１．５５μｍにおける発光面
の近視野像の計算結果である。この近視野像は与えられ
た屈折率プロファイルの基づいて、レーザ構造の発振波
長での電界分布を１次元のＭaxwellの方程式を解くこと
により求めることができる。この図２０から明らかなよ
うに、第１レーザ構造１１２と第２レーザ構造１１４と
の間隔ｌ3 をｌ3 ＝１０μｍとすると、各々のレーザ構
造は互いに独立なモードで発振することになり、発光面
の近視野像は２つに割れてしまう。そのためこれを平行
光にコリメートして得られるビームも２つのビームに割
れて広がるので、ビーム光強度の密度がレーザ構造が１
つのみの半導体レーザを用いた場合よりも大きくならな
いという問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１レーザ構造と第２レーザ構
造とを有する半導体レーザにおいて、各レーザ構造相互
の熱による影響を防止するために各レーザ構造相互間の
間隔を充分空けても、半導体レーザから発生するレーザ
光の発光面の近視野像を単峰のビーム形状とすることが
できる半導体レーザを提供することを目的とする。
ためになされたもので、第１レーザ構造と第２レーザ構
造とを有する半導体レーザにおいて、各レーザ構造相互
の熱による影響を防止するために各レーザ構造相互間の
間隔を充分空けても、半導体レーザから発生するレーザ
光の発光面の近視野像を単峰のビーム形状とすることが
できる半導体レーザを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
かかる半導体レーザは、第１レーザ構造，トンネルダイ
オード構造，及び第２レーザ構造を積層するように順次
成長させ、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の
順方向が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、
上記トンネルダイオード構造の順方向が当該半導体レー
ザの順方向と逆向きとなるようにしてなり、順方向に電
流を流したときレーザ光を発生する半導体レーザにおい
て、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の屈折率
よりも屈折率が大きい光導波層を、上記第２レーザ構造
とトンネルダイオード構造との間，または上記第１レー
ザ構造とトンネルダイオード構造との間のいずれか一方
に設けたものである。
かかる半導体レーザは、第１レーザ構造，トンネルダイ
オード構造，及び第２レーザ構造を積層するように順次
成長させ、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の
順方向が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、
上記トンネルダイオード構造の順方向が当該半導体レー
ザの順方向と逆向きとなるようにしてなり、順方向に電
流を流したときレーザ光を発生する半導体レーザにおい
て、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の屈折率
よりも屈折率が大きい光導波層を、上記第２レーザ構造
とトンネルダイオード構造との間，または上記第１レー
ザ構造とトンネルダイオード構造との間のいずれか一方
に設けたものである。
【０００８】またこの発明（請求項２）にかかる半導体
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とによ
り形成され、上記光導波層は、Ｓｉにより形成されたも
のである。
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とによ
り形成され、上記光導波層は、Ｓｉにより形成されたも
のである。
【０００９】またこの発明（請求項３）にかかる半導体
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層
とにより形成され、上記光導波層は、上記クラッド層の
ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2により形成
されたものであり、上記第１，第２レーザ構造，及び光
導波層におけるＡｓの組成比は、ｙ2 ＞ｙ1 であるもの
である。
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層
とにより形成され、上記光導波層は、上記クラッド層の
ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2により形成
されたものであり、上記第１，第２レーザ構造，及び光
導波層におけるＡｓの組成比は、ｙ2 ＞ｙ1 であるもの
である。
【００１０】またこの発明（請求項４）にかかる半導体
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
１−ｘ１Ａｓからなる活性層とＡｌｘ２Ｇａ1-x2Ａｓか
らなるクラッド層とにより形成され、上記光導波層は、
Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，またはＧａＡｓにより形成された
ものであり、上記第１，第２レーザ構造，クラッド層，
及び光導波層におけるＡｌの組成比は、ｘ3 ＜ｘ1 ＜ｘ
2 であるものである。
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
１−ｘ１Ａｓからなる活性層とＡｌｘ２Ｇａ1-x2Ａｓか
らなるクラッド層とにより形成され、上記光導波層は、
Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，またはＧａＡｓにより形成された
ものであり、上記第１，第２レーザ構造，クラッド層，
及び光導波層におけるＡｌの組成比は、ｘ3 ＜ｘ1 ＜ｘ
2 であるものである。
【００１１】またこの発明（請求項５）にかかる半導体
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
1-x1 -y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、上記光導波層は、Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓに
より形成されたものであり、上記各層のＡｌ，Ｉｎの組
成比（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）
は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすようにしたものである。
レーザは、請求項１に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
1-x1 -y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、上記光導波層は、Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓに
より形成されたものであり、上記各層のＡｌ，Ｉｎの組
成比（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）
は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすようにしたものである。
【００１２】またこの発明（請求項６）にかかる半導体
レーザは、第１レーザ構造，トンネルダイオード構造，
及び第２レーザ構造を積層するように順次成長させ、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の順方向が当該
半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、上記トンネル
ダイオード構造の順方向が当該半導体レーザの順方向と
逆向きとなるようにしてなり、順方向に電流を流したと
きレーザ光を発生する半導体レーザにおいて、上記トン
ネルダイオード構造は、その屈折率が第１レーザ構造，
及び第２レーザ構造の屈折率よりも大きい半導体からな
るものである。
レーザは、第１レーザ構造，トンネルダイオード構造，
及び第２レーザ構造を積層するように順次成長させ、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の順方向が当該
半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、上記トンネル
ダイオード構造の順方向が当該半導体レーザの順方向と
逆向きとなるようにしてなり、順方向に電流を流したと
きレーザ光を発生する半導体レーザにおいて、上記トン
ネルダイオード構造は、その屈折率が第１レーザ構造，
及び第２レーザ構造の屈折率よりも大きい半導体からな
るものである。
【００１３】またこの発明（請求項７）にかかる半導体
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とによ
り形成され、上記トンネルダイオード構造は、Ｓｉによ
り形成されたものである。
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とによ
り形成され、上記トンネルダイオード構造は、Ｓｉによ
り形成されたものである。
【００１４】またこの発明（請求項８）にかかる半導体
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層
とにより形成され、上記トンネルダイオード構造は、上
記クラッド層のＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ
1-y2により形成されたものであり、上記第１，第２レー
ザ構造，及び光導波層におけるＡｓの組成比は、ｙ2 ＞
ｙ1 であるものである。
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａＡ
ｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層
とにより形成され、上記トンネルダイオード構造は、上
記クラッド層のＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ
1-y2により形成されたものであり、上記第１，第２レー
ザ構造，及び光導波層におけるＡｓの組成比は、ｙ2 ＞
ｙ1 であるものである。
【００１５】またこの発明（請求項９）にかかる半導体
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
1-x1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ1-x2Ａｓからなる
クラッド層とにより形成され、上記トンネルダイオード
構造は、Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，またはＧａＡｓにより形
成されたものであり、上記第１，第２レーザ構造，クラ
ッド層，及び光導波層におけるＡｌの組成比は、ｘ3 ＜
ｘ1 ＜ｘ2 であるものである。
レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、上
記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇａ
1-x1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ1-x2Ａｓからなる
クラッド層とにより形成され、上記トンネルダイオード
構造は、Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，またはＧａＡｓにより形
成されたものであり、上記第１，第２レーザ構造，クラ
ッド層，及び光導波層におけるＡｌの組成比は、ｘ3 ＜
ｘ1 ＜ｘ2 であるものである。
【００１６】またこの発明（請求項１０）にかかる半導
体レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、
上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1- x1-y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、上記トンネルダイオード構造は、Ａｌx3Ｇａ
1-x3-y3Ｉｎy3Ａｓにより形成されたものであり、上記
各層のＡｌ，Ｉｎの組成比（ｘ1，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ
2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすようにしたものである。
体レーザは、請求項６に記載の半導体レーザにおいて、
上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1- x1-y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、上記トンネルダイオード構造は、Ａｌx3Ｇａ
1-x3-y3Ｉｎy3Ａｓにより形成されたものであり、上記
各層のＡｌ，Ｉｎの組成比（ｘ1，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ
2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすようにしたものである。
【００１７】
実施の形態１．本発明の実施の形態１による半導体レー
ザは、図１に示すように、第１レーザ構造１４，トンネ
ルダイオード構造１５，及び第２レーザ構造１６を積層
するように順次成長させ、上記第１レーザ構造１４，及
び第２レーザ構造１６の順方向が当該半導体レーザの順
方向と同じ向きとなり、上記トンネルダイオード構造１
５の順方向が当該半導体レーザの順方向と逆向きとなる
ようにしてなり、順方向に電流を流したときレーザ光を
発生する半導体レーザにおいて、上記第１レーザ構造１
４，及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折率が大
きい光導波層８を、上記第２レーザ構造１６とトンネル
ダイオード構造１５との間に設けたものであり、これに
より、第１レーザ構造１４と第２レーザ構造１６とを十
分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰にするこ
とができ、レーザの高出力化を図ることができるもので
ある。
ザは、図１に示すように、第１レーザ構造１４，トンネ
ルダイオード構造１５，及び第２レーザ構造１６を積層
するように順次成長させ、上記第１レーザ構造１４，及
び第２レーザ構造１６の順方向が当該半導体レーザの順
方向と同じ向きとなり、上記トンネルダイオード構造１
５の順方向が当該半導体レーザの順方向と逆向きとなる
ようにしてなり、順方向に電流を流したときレーザ光を
発生する半導体レーザにおいて、上記第１レーザ構造１
４，及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折率が大
きい光導波層８を、上記第２レーザ構造１６とトンネル
ダイオード構造１５との間に設けたものであり、これに
より、第１レーザ構造１４と第２レーザ構造１６とを十
分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰にするこ
とができ、レーザの高出力化を図ることができるもので
ある。
【００１８】以下、本実施の形態１の半導体レーザにつ
いて、詳細に説明する。 (1) 図２は、本実施の形態１の半導体レーザにおける
第１の実施例の斜視図であり、図において、１ａはｎ−
ＩｎＰ半導体基板、２ａはｎ−ＩｎＰ半導体基板１ａ上
に積層された，任意の厚さのｎ−ＩｎＰクラッド層、３
ａはｎ−ＩｎＰクラッド層２ａ上に積層された，厚さが
０．２μｍのＩｎＧａＡｓＰからなる第１活性層、４ａ
は第１レーザ構造３ａの上に積層された，厚さが３．６
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層であり、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２ａ，第１活性層３ａ，及びｐ−ＩｎＰクラッド層
４ａにより第１レーザ構造１４ａが形成されている。ま
た、５ａは厚さが０．２μｍであって，高濃度の不純物
をドーピングしたｐ+ −ＩｎＰ層、６ａは厚さが０．２
μｍであって，高濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −
ＩｎＰ層であり、ｐ+ −ＩｎＰ層５ａとｎ+ −ＩｎＰ層
６ａとのｐ+ ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造１
４ａが形成されている。また、７ａはこのトンネルダイ
オード構造１４ａ上に形成された，厚さが１μｍのｎ−
ＩｎＰクラッド層、８ａはｎ−ＩｎＰクラッド層７ａ上
に積層された，Ｓｉからなる光導波層である。さらに、
９ａは光導波層８ａ上に形成された，厚さが５μｍのｎ
−ＩｎＰクラッド層、１０ａはｎ−ＩｎＰクラッド層９
ａ上に形成された，厚さが０．２μｍのＩｎＧａＡｓＰ
からなる第２活性層、１１ａは第２レーザ構造１０ａ上
に形成された，任意の厚さのｐ−ＩｎＰクラッド層であ
り、ｎ−ＩｎＰクラッド層９ａ，第２活性層１０ａ，及
びｐ−ＩｎＰクラッド層１１ａにより第２レーザ構造１
６ａが形成されている。１２ａは電流を狭窄するために
ｐ−ＩｎＰクラッド層１１ａ上に設けられた，ＳｉＯ2
からなる絶縁層、１３ａは厚さ４μｍのＡｕからなる表
電極である。
いて、詳細に説明する。 (1) 図２は、本実施の形態１の半導体レーザにおける
第１の実施例の斜視図であり、図において、１ａはｎ−
ＩｎＰ半導体基板、２ａはｎ−ＩｎＰ半導体基板１ａ上
に積層された，任意の厚さのｎ−ＩｎＰクラッド層、３
ａはｎ−ＩｎＰクラッド層２ａ上に積層された，厚さが
０．２μｍのＩｎＧａＡｓＰからなる第１活性層、４ａ
は第１レーザ構造３ａの上に積層された，厚さが３．６
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層であり、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２ａ，第１活性層３ａ，及びｐ−ＩｎＰクラッド層
４ａにより第１レーザ構造１４ａが形成されている。ま
た、５ａは厚さが０．２μｍであって，高濃度の不純物
をドーピングしたｐ+ −ＩｎＰ層、６ａは厚さが０．２
μｍであって，高濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −
ＩｎＰ層であり、ｐ+ −ＩｎＰ層５ａとｎ+ −ＩｎＰ層
６ａとのｐ+ ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造１
４ａが形成されている。また、７ａはこのトンネルダイ
オード構造１４ａ上に形成された，厚さが１μｍのｎ−
ＩｎＰクラッド層、８ａはｎ−ＩｎＰクラッド層７ａ上
に積層された，Ｓｉからなる光導波層である。さらに、
９ａは光導波層８ａ上に形成された，厚さが５μｍのｎ
−ＩｎＰクラッド層、１０ａはｎ−ＩｎＰクラッド層９
ａ上に形成された，厚さが０．２μｍのＩｎＧａＡｓＰ
からなる第２活性層、１１ａは第２レーザ構造１０ａ上
に形成された，任意の厚さのｐ−ＩｎＰクラッド層であ
り、ｎ−ＩｎＰクラッド層９ａ，第２活性層１０ａ，及
びｐ−ＩｎＰクラッド層１１ａにより第２レーザ構造１
６ａが形成されている。１２ａは電流を狭窄するために
ｐ−ＩｎＰクラッド層１１ａ上に設けられた，ＳｉＯ2
からなる絶縁層、１３ａは厚さ４μｍのＡｕからなる表
電極である。
【００１９】即ち、本実施例１の半導体レーザは、上記
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓＰからなる
活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成し、光
導波層を、Ｓｉにより形成したものである。
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓＰからなる
活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成し、光
導波層を、Ｓｉにより形成したものである。
【００２０】次に、本実施例１の半導体レーザにおけ
る，第１，第２レーザ構造１４ａ，１６ａで発生した光
が屈折率の大きな光導波層８ａに導波され、発光面での
近視野像が単峰となることを検証する。
る，第１，第２レーザ構造１４ａ，１６ａで発生した光
が屈折率の大きな光導波層８ａに導波され、発光面での
近視野像が単峰となることを検証する。
【００２１】図３は、本実施例１の半導体レーザにおけ
る，レーザの垂直方向での屈折率プロファイルであり、
図において、ｎ1 はＩｎＧａＡｓＰの屈折率（ｎ1 ＝
３．３）、ｎ2 はＳｉの屈折率（ｎ2 ＝３．４５）、ｎ
3 はＩｎＰの屈折率（ｎ3 ＝３．１８）を表し、ｄ1 は
第１活性層３ａの層厚（ｄ1 ＝０．２μｍ）、ｄ2 は第
２活性層１０ａの層厚（ｄ2 ＝０．２μｍ）、ｄ3 は光
導波層８ａの層厚（ｄ3＝０．０８μｍ）、ｌ1 はｎ−
ＩｎＰクラッド層９ａの層厚（ｌ1 ＝５μｍ）、ｌ2 は
ｐ−ＩｎＰクラッド層４ａの層厚（ｌ2 ＝５μｍ）であ
る。
る，レーザの垂直方向での屈折率プロファイルであり、
図において、ｎ1 はＩｎＧａＡｓＰの屈折率（ｎ1 ＝
３．３）、ｎ2 はＳｉの屈折率（ｎ2 ＝３．４５）、ｎ
3 はＩｎＰの屈折率（ｎ3 ＝３．１８）を表し、ｄ1 は
第１活性層３ａの層厚（ｄ1 ＝０．２μｍ）、ｄ2 は第
２活性層１０ａの層厚（ｄ2 ＝０．２μｍ）、ｄ3 は光
導波層８ａの層厚（ｄ3＝０．０８μｍ）、ｌ1 はｎ−
ＩｎＰクラッド層９ａの層厚（ｌ1 ＝５μｍ）、ｌ2 は
ｐ−ＩｎＰクラッド層４ａの層厚（ｌ2 ＝５μｍ）であ
る。
【００２２】この図３の屈折率プロファイルに基づい
て、第１，第２レーザ構造１４ａ，１６ａの発振波長λ
での電界分布を１次元のＭａｘｗｅｌｌの波動方程式を
解くことにより得られる近視野像が、光導波層８ａで最
大となり，かつレーザ構造の部分で０でない値をとって
いるか否かによって検証を行なう。即ち、近視野像が、
かかる値をとっていれば、上記第１，第２レーザ構造１
４ａ，１６ａと光導波層８ａとの間で伝搬モードの結合
が生じていることになり、上記第１，第２レーザ構造１
４ａ，１６ａから発生する光が光導波層８ａに導波さ
れ、発光面での近視野像が単峰となっていることが検証
できる。
て、第１，第２レーザ構造１４ａ，１６ａの発振波長λ
での電界分布を１次元のＭａｘｗｅｌｌの波動方程式を
解くことにより得られる近視野像が、光導波層８ａで最
大となり，かつレーザ構造の部分で０でない値をとって
いるか否かによって検証を行なう。即ち、近視野像が、
かかる値をとっていれば、上記第１，第２レーザ構造１
４ａ，１６ａと光導波層８ａとの間で伝搬モードの結合
が生じていることになり、上記第１，第２レーザ構造１
４ａ，１６ａから発生する光が光導波層８ａに導波さ
れ、発光面での近視野像が単峰となっていることが検証
できる。
【００２３】以下、この近視野像を求める方法について
説明する。近視野像を求めるための基本となるＭａｘｗ
ｅｌｌの波動方程式は、半導体層の積層方向をx 、共振
器幅方向をy 、共振器長方向をz とし、電磁波のポテン
シャルをφ、各場所における屈折率をｎ、真空中の波数
をｋ0 とすると、
説明する。近視野像を求めるための基本となるＭａｘｗ
ｅｌｌの波動方程式は、半導体層の積層方向をx 、共振
器幅方向をy 、共振器長方向をz とし、電磁波のポテン
シャルをφ、各場所における屈折率をｎ、真空中の波数
をｋ0 とすると、
【００２４】
【数１】
【００２５】となる。ここで、 φ(x,y,z) ＝φx (x) ・φy (y) ・φz (z) と表すことができるので、上記式(1) は、
【００２６】
【数２】
【００２７】
【数３】
【００２８】
【数４】
【００２９】及び、 γx 2(x)＋γy 2(y)＋γz 2(z)＋ｎ2(x,y,z)・ｋ0 2＝０ ……(5) の形に変形することができる。本実施例の半導体レーザ
の場合はＴＥモード（トランスバーシャル エレクトロ
ニクスモード）を対象としているので、
の場合はＴＥモード（トランスバーシャル エレクトロ
ニクスモード）を対象としているので、
【００３０】
【数５】
【００３１】となり、この式(6) を式(2),(3),(4),(5)
に代入することにより、各層における電磁波のポテンシ
ャルは、
に代入することにより、各層における電磁波のポテンシ
ャルは、
【００３２】
【数６】
【００３３】と表すことができる。但し、Ｂi,1 は第ｉ
層におけるx の正方向に対するポテンシャル係数、Ｂ
i,2 は第ｉ層におけるx の負方向に対するポテンシャル
係数であり、ＤK は第ｋ層の層厚である。電磁波のポテ
ンシャルφはx 方向の各層において連続するものである
から、各層の境界でφxi（ｉは１以上ｎ以下の整数）が
連続となるようなγ，Ｂの組合せが存在する。各層の境
界でφxiが連続になるためには式(7) より、
層におけるx の正方向に対するポテンシャル係数、Ｂ
i,2 は第ｉ層におけるx の負方向に対するポテンシャル
係数であり、ＤK は第ｋ層の層厚である。電磁波のポテ
ンシャルφはx 方向の各層において連続するものである
から、各層の境界でφxi（ｉは１以上ｎ以下の整数）が
連続となるようなγ，Ｂの組合せが存在する。各層の境
界でφxiが連続になるためには式(7) より、
【００３４】
【数７】
【００３５】を満たす必要がある。この式(8) を整理す
ると、
ると、
【００３６】
【数８】
【００３７】と表すことができる。但し、ＡはＤi ，γ
Xiにより表現される行列である。
Xiにより表現される行列である。
【００３８】この式(9) が自明でない解をもつための条
件、det Ａ＝０より、( γx1，…，γxN) の組合せが決
まる。この( γx1，…，γxN) が決まれば式(7) より、
Ｂi, j を求めることができ、これにより各層の電磁波の
強度分布φx (x) を求めることができる。そして、この
強度分布φx (x) の２乗、｛φx (x) ｝2 が近視野像に
比例することになるため、これにより半導体レーザの発
光面での近視野像を得ることができる。
件、det Ａ＝０より、( γx1，…，γxN) の組合せが決
まる。この( γx1，…，γxN) が決まれば式(7) より、
Ｂi, j を求めることができ、これにより各層の電磁波の
強度分布φx (x) を求めることができる。そして、この
強度分布φx (x) の２乗、｛φx (x) ｝2 が近視野像に
比例することになるため、これにより半導体レーザの発
光面での近視野像を得ることができる。
【００３９】このようにして得られる近視野像を、半導
体レーザを構成する各層の屈折率ｎi ，層厚Ｄi の範囲
を順次変えて計算し、この近視野像が光導波層で極大と
なり、かつ第１，第２レーザ構造の部分で０でない値を
とるような( γx1，…，γxN) の組合せが得られれば、
その積層条件での半導体レーザは発光面での近視野像が
単峰となる。
体レーザを構成する各層の屈折率ｎi ，層厚Ｄi の範囲
を順次変えて計算し、この近視野像が光導波層で極大と
なり、かつ第１，第２レーザ構造の部分で０でない値を
とるような( γx1，…，γxN) の組合せが得られれば、
その積層条件での半導体レーザは発光面での近視野像が
単峰となる。
【００４０】図４に光導波層８ａ（屈折率ｎ2 ＝３．４
５）の層厚ｄ3 を、０．０２μｍ＜ｄ3 ＜０．０９μｍ
としたときの、本実施例１の半導体レーザの近視野像を
示す。
５）の層厚ｄ3 を、０．０２μｍ＜ｄ3 ＜０．０９μｍ
としたときの、本実施例１の半導体レーザの近視野像を
示す。
【００４１】この図から明らかなように、本実施例１の
半導体レーザにおいては、ＩｎＧａＡｓＰからなる第１
活性層３ａ及び第２活性層１０ａの屈折率よりも屈折率
が大きいＳｉからなる光導波層８ａを、上記第２レーザ
構造１６ａとトンネルダイオード構造１４ａとの間に設
けたので、第１レーザ構造１４ａと第２レーザ構造１６
ａとを十分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰
にすることができ、レーザの高出力化を図ることができ
る。
半導体レーザにおいては、ＩｎＧａＡｓＰからなる第１
活性層３ａ及び第２活性層１０ａの屈折率よりも屈折率
が大きいＳｉからなる光導波層８ａを、上記第２レーザ
構造１６ａとトンネルダイオード構造１４ａとの間に設
けたので、第１レーザ構造１４ａと第２レーザ構造１６
ａとを十分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰
にすることができ、レーザの高出力化を図ることができ
る。
【００４２】(2) 上記実施例１では、ＩｎＰからなる
クラッド層上に、Ｓｉからなる光導波層を積層してい
た。Ｓｉの格子定数ａSI，ＩｎＰの格子定数ａINP はそ
れぞれａSI＝５．４３，ａINP ＝５．８７であり、その
差が約７％と大きいため、上記実施例１の半導体レーザ
においては、光導波層の接合面に格子欠陥が生じ易いと
いう問題点がある。
クラッド層上に、Ｓｉからなる光導波層を積層してい
た。Ｓｉの格子定数ａSI，ＩｎＰの格子定数ａINP はそ
れぞれａSI＝５．４３，ａINP ＝５．８７であり、その
差が約７％と大きいため、上記実施例１の半導体レーザ
においては、光導波層の接合面に格子欠陥が生じ易いと
いう問題点がある。
【００４３】本実施例２は、かかる問題点が生じないよ
うに構成されたものであり、図５にその斜視図を示す。
図において、８ｂはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy2Ｐ1-y2光導波
層であり、その他図２と同一記号は同一のものを示し、
各半導体層の層厚も同一である。
うに構成されたものであり、図５にその斜視図を示す。
図において、８ｂはＩｎ1-x Ｇａx Ａｓy2Ｐ1-y2光導波
層であり、その他図２と同一記号は同一のものを示し、
各半導体層の層厚も同一である。
【００４４】即ち、本実施例２の半導体レーザは、上記
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1か
らなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成
し、上記光導波層を、上記クラッド層のＩｎＰに格子整
合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2により形成し、上記第１，
第２レーザ構造，及び光導波層におけるＡｓの組成比
を、ｙ2 ＞ｙ1 としたものである。
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1か
らなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成
し、上記光導波層を、上記クラッド層のＩｎＰに格子整
合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2により形成し、上記第１，
第２レーザ構造，及び光導波層におけるＡｓの組成比
を、ｙ2 ＞ｙ1 としたものである。
【００４５】ここで、Ｉｎ1-x Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y で
は、組成比ｘ，ｙの間に、 ｘ＝０．１８９４ｙ／（０．４１８４−０．０１３ｙ） の関係式が成立ち、その屈折率は、Ａｓの組成比をΔｙ
だけ大きい方向にずらすと０．３１４０ｙだけ大きく変
化する。
は、組成比ｘ，ｙの間に、 ｘ＝０．１８９４ｙ／（０．４１８４−０．０１３ｙ） の関係式が成立ち、その屈折率は、Ａｓの組成比をΔｙ
だけ大きい方向にずらすと０．３１４０ｙだけ大きく変
化する。
【００４６】一方、本実施例２の構成において、光導波
層８ｂの厚さを０．２μｍとすると、上記実施例１で説
明した近視野像の算出方式から、レーザ構造の屈折率ｎ
1 と光導波層の屈折率ｎ2 との間に、０．００４＜ｎ2
−ｎ1 ＜０．０７の関係が成り立つように、即ち、０．
０１３＜Δｙ＜０．２２であるようにすれば、第１レー
ザ構造１４ａ，１６ａで発生した光を光導波層８ｂに導
波させることができることになる。
層８ｂの厚さを０．２μｍとすると、上記実施例１で説
明した近視野像の算出方式から、レーザ構造の屈折率ｎ
1 と光導波層の屈折率ｎ2 との間に、０．００４＜ｎ2
−ｎ1 ＜０．０７の関係が成り立つように、即ち、０．
０１３＜Δｙ＜０．２２であるようにすれば、第１レー
ザ構造１４ａ，１６ａで発生した光を光導波層８ｂに導
波させることができることになる。
【００４７】このような本実施例２の半導体レーザにお
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率が大きく，かつＩｎＰと格子整合す
るＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2からなる光導波層８ｂを、上記
第２レーザ構造１６ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間に設けたので、第１レーザ構造１４ａと第２レー
ザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光面のビーム
形状を単峰にすることができ、レーザの高出力化を図る
ことができる。
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率が大きく，かつＩｎＰと格子整合す
るＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2からなる光導波層８ｂを、上記
第２レーザ構造１６ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間に設けたので、第１レーザ構造１４ａと第２レー
ザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光面のビーム
形状を単峰にすることができ、レーザの高出力化を図る
ことができる。
【００４８】(3) 図６は、本実施の形態１の半導体レ
ーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、１ｃはｎ−ＧａＡｓ半導体基板、２ｃは半導体基板
１ｃ上に積層された，任意の厚さのｎ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層、３ｃはｎ−ＩｎＰクラッド層２ｃ
上に積層された，厚さが０．１μｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88
Ａｓからなる第１活性層、４ｃは第１レーザ構造３ｃの
上に積層された，厚さが３．６μｍのｐ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層であり、ｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ
クラッド層２ｃ，第１活性層３ｃ，及びｐ−Ａｌ0.34Ｇ
ａ0.66Ａｓクラッド層４ｃにより第１レーザ構造１４ｃ
が形成されている。また、５ｃは厚さが０．２μｍであ
って，高濃度の不純物をドーピングしたｐ+ −Ａｌ0.34
Ｇａ0.66Ａｓ層、６ｃは厚さが０．２μｍであって，高
濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66
Ａｓ層であり、ｐ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層５ｃとｎ
+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層６ｃとのｐ+ ｎ+ 接合によ
りトンネルダイオード構造１４ｃが形成されている。ま
た、７ｃはこのトンネルダイオード構造上に形成され
た，厚さが１μｍのｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド
層、８ｃはｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層７ｃ上
に積層された，ＧａＡｓからなる光導波層、９ｃは光導
波層８ｃ上に形成された，厚さが５μｍのｎ−Ａｌ0.34
Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、１０ｃはｎ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層９ｃ上に形成された，厚さが０．１
μｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓからなる第２活性層、１１
ｃは第２レーザ構造１０ｃ上に形成された，任意の厚さ
のｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層であり、ｎ−Ａ
ｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層９ｃ，第２活性層１０
ｃ，及びｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層１１ｃに
より第２レーザ構造１６ｃが形成されている。１２ｃは
電流を狭窄するためにｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッ
ド層１１ｃ上に設けられた，ＳｉＯ2 からなる絶縁層、
１３ｃは厚さ４μｍのＡｕからなる表電極である。
ーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、１ｃはｎ−ＧａＡｓ半導体基板、２ｃは半導体基板
１ｃ上に積層された，任意の厚さのｎ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層、３ｃはｎ−ＩｎＰクラッド層２ｃ
上に積層された，厚さが０．１μｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88
Ａｓからなる第１活性層、４ｃは第１レーザ構造３ｃの
上に積層された，厚さが３．６μｍのｐ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層であり、ｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ
クラッド層２ｃ，第１活性層３ｃ，及びｐ−Ａｌ0.34Ｇ
ａ0.66Ａｓクラッド層４ｃにより第１レーザ構造１４ｃ
が形成されている。また、５ｃは厚さが０．２μｍであ
って，高濃度の不純物をドーピングしたｐ+ −Ａｌ0.34
Ｇａ0.66Ａｓ層、６ｃは厚さが０．２μｍであって，高
濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66
Ａｓ層であり、ｐ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層５ｃとｎ
+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層６ｃとのｐ+ ｎ+ 接合によ
りトンネルダイオード構造１４ｃが形成されている。ま
た、７ｃはこのトンネルダイオード構造上に形成され
た，厚さが１μｍのｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド
層、８ｃはｎ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層７ｃ上
に積層された，ＧａＡｓからなる光導波層、９ｃは光導
波層８ｃ上に形成された，厚さが５μｍのｎ−Ａｌ0.34
Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、１０ｃはｎ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層９ｃ上に形成された，厚さが０．１
μｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓからなる第２活性層、１１
ｃは第２レーザ構造１０ｃ上に形成された，任意の厚さ
のｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層であり、ｎ−Ａ
ｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層９ｃ，第２活性層１０
ｃ，及びｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層１１ｃに
より第２レーザ構造１６ｃが形成されている。１２ｃは
電流を狭窄するためにｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッ
ド層１１ｃ上に設けられた，ＳｉＯ2 からなる絶縁層、
１３ｃは厚さ４μｍのＡｕからなる表電極である。
【００４９】即ち、本実施例３の半導体レーザは、上記
第１の実施形態による半導体レーザにおいて、第１，第
２レーザ構造を、Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓからなる活性層
と、該活性層よりもＡｌの組成比の大きいＡｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓからなるクラッド層とにより形成し、光導波層
をＧａＡｓで形成したものである。
第１の実施形態による半導体レーザにおいて、第１，第
２レーザ構造を、Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓからなる活性層
と、該活性層よりもＡｌの組成比の大きいＡｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓからなるクラッド層とにより形成し、光導波層
をＧａＡｓで形成したものである。
【００５０】このような本実施例３の半導体レーザにお
いては、発振波長λはλ＝０．８５μｍとなり、クラッ
ド層を形成するＡｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓの屈折率ｎ3 はｎ
3 ＝３．４０，レーザ構造を形成するＡｌ0.12Ｇａ0.88
Ａｓの屈折率ｎ1 はｎ1 ＝３．５６，光導波層を形成す
るＧａＡｓの屈折率ｎ2 はｎ2 ＝３．６５であるので、
ＧａＡｓからなる光導波層８ｃの層厚ｄ3 を、０．００
８＜ｄ＜０．０４μｍとすると、第１レーザ構造１４ｃ
と第２レーザ構造１６ｃとを十分離して積層しても、該
レーザ構造で発生した光を光導波層８ｃに導波させるこ
とができ、これにより、レーザの高出力化を図ることが
できる。
いては、発振波長λはλ＝０．８５μｍとなり、クラッ
ド層を形成するＡｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓの屈折率ｎ3 はｎ
3 ＝３．４０，レーザ構造を形成するＡｌ0.12Ｇａ0.88
Ａｓの屈折率ｎ1 はｎ1 ＝３．５６，光導波層を形成す
るＧａＡｓの屈折率ｎ2 はｎ2 ＝３．６５であるので、
ＧａＡｓからなる光導波層８ｃの層厚ｄ3 を、０．００
８＜ｄ＜０．０４μｍとすると、第１レーザ構造１４ｃ
と第２レーザ構造１６ｃとを十分離して積層しても、該
レーザ構造で発生した光を光導波層８ｃに導波させるこ
とができ、これにより、レーザの高出力化を図ることが
できる。
【００５１】(4) 上記実施例３では、光導波層の屈折
率ｎ2 をレーザ構造の屈折率ｎ1 よりも大きくするため
に、光導波層をＡｌ組成比がレーザ構造のＡｌ組成比よ
りも小さいＡｌＧａＡｓとしていた。このため、光導波
層のバンドギャップエネルギーがレーザ構造のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さくなり、光導波層内で光の
吸収が生じ、レーザ出力が低下するという問題点があ
る。
率ｎ2 をレーザ構造の屈折率ｎ1 よりも大きくするため
に、光導波層をＡｌ組成比がレーザ構造のＡｌ組成比よ
りも小さいＡｌＧａＡｓとしていた。このため、光導波
層のバンドギャップエネルギーがレーザ構造のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さくなり、光導波層内で光の
吸収が生じ、レーザ出力が低下するという問題点があ
る。
【００５２】本実施例４は、かかる問題点が生じないよ
うに構成されたものであり、図７にその斜視図を示す。
図において、２ｄ，７ｄ，９ｄはｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３ｄはＡｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第１活性層、４ｄ，１１ｄはｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、８ｄはＡｌx3
Ｇａ1-x3 -y3 Ｉｎy3Ａｓ光導波層、１０ｄはＡｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第２活性層であり、ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層２ｄ，第１活性層３ｄ，
及びｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層４ｄ
により第１レーザ構造１４ｄが、ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層９ｄ，第１活性層１０
ｄ，及びｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層
１１ｄにより第２レーザ構造１４ｄが、それぞれ形成さ
れている。また、各層の層厚は上記実施例３の相当部分
と同じであり、その他図６と同一記号は同一のものを示
す。
うに構成されたものであり、図７にその斜視図を示す。
図において、２ｄ，７ｄ，９ｄはｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３ｄはＡｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第１活性層、４ｄ，１１ｄはｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、８ｄはＡｌx3
Ｇａ1-x3 -y3 Ｉｎy3Ａｓ光導波層、１０ｄはＡｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第２活性層であり、ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層２ｄ，第１活性層３ｄ，
及びｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層４ｄ
により第１レーザ構造１４ｄが、ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層９ｄ，第１活性層１０
ｄ，及びｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層
１１ｄにより第２レーザ構造１４ｄが、それぞれ形成さ
れている。また、各層の層厚は上記実施例３の相当部分
と同じであり、その他図６と同一記号は同一のものを示
す。
【００５３】即ち、本実施例４の半導体レーザは、上記
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１，第２
活性層，クラッド層，および光導波層を、それぞれ組成
比の異なるＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ａｓで形成したもの
である。
実施の形態１による半導体レーザにおいて、第１，第２
活性層，クラッド層，および光導波層を、それぞれ組成
比の異なるＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ａｓで形成したもの
である。
【００５４】このＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ａｓの屈折率
ｎ（ｘ，ｙ）、バンドギャップエネルギーＥｇ（ｘ，
ｙ）は、 ｎ（ｘ，ｙ）＝３．６５−０．７３ｘ−１．２７ｙ Ｅｇ（ｘ，ｙ）＝１．４２＋１．２５ｘ−２．４７ｙ ……(10) で与えられる。ここで、レーザ構造で発生した光が光導
波層に導波され，かつ光導波層で光の吸収が起こらない
ためには、光導波層の屈折率ｎ2 をレーザ構造の屈折率
ｎ1 よりも大きく，かつ光導波層のバンドギャップエネ
ルギーをレーザ構造のバンドギャップエネルギーよりも
大きくすれば良いことになる。即ち、以下の式を満たす
ように、（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ
3 ）を決めれば良いことになる。
ｎ（ｘ，ｙ）、バンドギャップエネルギーＥｇ（ｘ，
ｙ）は、 ｎ（ｘ，ｙ）＝３．６５−０．７３ｘ−１．２７ｙ Ｅｇ（ｘ，ｙ）＝１．４２＋１．２５ｘ−２．４７ｙ ……(10) で与えられる。ここで、レーザ構造で発生した光が光導
波層に導波され，かつ光導波層で光の吸収が起こらない
ためには、光導波層の屈折率ｎ2 をレーザ構造の屈折率
ｎ1 よりも大きく，かつ光導波層のバンドギャップエネ
ルギーをレーザ構造のバンドギャップエネルギーよりも
大きくすれば良いことになる。即ち、以下の式を満たす
ように、（ｘ1 ，ｙ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ
3 ）を決めれば良いことになる。
【００５５】 Ｅｇ（ｘ1 ，ｙ1 ）＜Ｅｇ（ｘ2 ，ｙ2 ） Ｅｇ（ｘ1 ，ｙ1 ）＜Ｅｇ（ｘ3 ，ｙ3 ） ｎ（ｘ2 ，ｙ2 ）＜ｎ（ｘ1 ，ｙ1 ）＜ｎ（ｘ3 ，ｙ3 ）……(11) この式(11)に上述の式(10)を代入すると、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞０ ……(12) となる。従って、この式(12)を満たすように、活性層，
クラッド層，および光導波層のＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy
Ａｓの組成比を決めれば、レーザ構造で発生した光を光
導波層に導波させることができ、かつ光導波層での光の
吸収を抑えることができる。
クラッド層，および光導波層のＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy
Ａｓの組成比を決めれば、レーザ構造で発生した光を光
導波層に導波させることができ、かつ光導波層での光の
吸収を抑えることができる。
【００５６】このような本実施例４の半導体レーザにお
いては、上記実施の形態１の半導体レーザにおいて、第
１，第２活性層をＡｌx1Ｇａ1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ、クラ
ッド層をＡｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓ、光導波層をＡ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓで形成し、かつそれぞれの
組成比が式(12)を満たすようにしたので、第１，第２レ
ーザ構造１４ｄ，１６ｄで発生した光を光導波層８ｄに
導波させるとともに、光導波層８ｄでの光の吸収を抑え
ることができ、レーザの高出力，高効率化をさらに図る
ことができる。
いては、上記実施の形態１の半導体レーザにおいて、第
１，第２活性層をＡｌx1Ｇａ1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ、クラ
ッド層をＡｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓ、光導波層をＡ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓで形成し、かつそれぞれの
組成比が式(12)を満たすようにしたので、第１，第２レ
ーザ構造１４ｄ，１６ｄで発生した光を光導波層８ｄに
導波させるとともに、光導波層８ｄでの光の吸収を抑え
ることができ、レーザの高出力，高効率化をさらに図る
ことができる。
【００５７】実施の形態２．上記実施の形態１では、図
１に示すように、光導波層８を、第２レーザ構造１６と
トンネルダイオード構造１５との間のクラッド層７と９
との内に設けたが、第１レーザ構造１４とトンネルダイ
オード構造１５との間のクラッド層４の内に設けてもよ
く、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ
る。
１に示すように、光導波層８を、第２レーザ構造１６と
トンネルダイオード構造１５との間のクラッド層７と９
との内に設けたが、第１レーザ構造１４とトンネルダイ
オード構造１５との間のクラッド層４の内に設けてもよ
く、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ
る。
【００５８】即ち、本発明の実施の形態２による半導体
レーザは、図８に示すように、第１レーザ構造１４，ト
ンネルダイオード構造１５，及び第２レーザ構造１６を
積層するように順次成長させ、上記第１レーザ構造１
４，及び第２レーザ構造１６の順方向が当該半導体レー
ザの順方向と同じ向きとなり、上記トンネルダイオード
構造１５の順方向が当該半導体レーザの順方向と逆向き
となるようにしてなり、順方向に電流を流したときレー
ザ光を発生する半導体レーザにおいて、上記第１レーザ
構造１４，及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折
率が大きい光導波層８を、上記第１レーザ構造１４とト
ンネルダイオード構造１５との間に設けたものであり、
これにより、第１レーザ構造１４と第２レーザ構造１６
とを十分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰に
することができ、レーザの高出力化を図ることができる
ものである。
レーザは、図８に示すように、第１レーザ構造１４，ト
ンネルダイオード構造１５，及び第２レーザ構造１６を
積層するように順次成長させ、上記第１レーザ構造１
４，及び第２レーザ構造１６の順方向が当該半導体レー
ザの順方向と同じ向きとなり、上記トンネルダイオード
構造１５の順方向が当該半導体レーザの順方向と逆向き
となるようにしてなり、順方向に電流を流したときレー
ザ光を発生する半導体レーザにおいて、上記第１レーザ
構造１４，及び第２レーザ構造１６の屈折率よりも屈折
率が大きい光導波層８を、上記第１レーザ構造１４とト
ンネルダイオード構造１５との間に設けたものであり、
これにより、第１レーザ構造１４と第２レーザ構造１６
とを十分離して積層しても発光面のビーム形状を単峰に
することができ、レーザの高出力化を図ることができる
ものである。
【００５９】以下、本実施の形態２の半導体レーザにつ
いて、詳細に説明する。 (1) 図９は、本実施の形態２の半導体レーザにおける
第１の実施例の斜視図であり、図において、２１ａは第
１活性層３ａ上に形成された，厚さが５μｍのｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層、２２ａは光導波層８ａ上に形成された，
厚さが１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、２３ａはトンネ
ルダイオード構造１４ａ上に形成された，厚さが３．６
μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層であり、その他図２と同一
記号は同一のものを示す。
いて、詳細に説明する。 (1) 図９は、本実施の形態２の半導体レーザにおける
第１の実施例の斜視図であり、図において、２１ａは第
１活性層３ａ上に形成された，厚さが５μｍのｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層、２２ａは光導波層８ａ上に形成された，
厚さが１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、２３ａはトンネ
ルダイオード構造１４ａ上に形成された，厚さが３．６
μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層であり、その他図２と同一
記号は同一のものを示す。
【００６０】即ち、本実施例１の半導体レーザは、上記
第１実施形態の実施例１による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間のクラッド層７ａと９ａとの内に設けられていた
光導波層８ａを、第１レーザ構造１４ａとトンネルダイ
オード構造１５ａとの間のクラッド層，２１ａと２２ａ
との内に設けたものである。
第１実施形態の実施例１による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間のクラッド層７ａと９ａとの内に設けられていた
光導波層８ａを、第１レーザ構造１４ａとトンネルダイ
オード構造１５ａとの間のクラッド層，２１ａと２２ａ
との内に設けたものである。
【００６１】このような本実施例１の半導体レーザにお
いては、上記実施の形態１の実施例１による半導体レー
ザと同様に、光導波層８ａの層厚ｄ3 を、０．０２μｍ
＜ｄ3 ＜０．０９μｍとすることにより、第１レーザ構
造１４ａと第２レーザ構造１６ａとを十分離して積層し
ても発光面のビーム形状を単峰にすることができ、レー
ザの高出力化を図ることができる。
いては、上記実施の形態１の実施例１による半導体レー
ザと同様に、光導波層８ａの層厚ｄ3 を、０．０２μｍ
＜ｄ3 ＜０．０９μｍとすることにより、第１レーザ構
造１４ａと第２レーザ構造１６ａとを十分離して積層し
ても発光面のビーム形状を単峰にすることができ、レー
ザの高出力化を図ることができる。
【００６２】(2) 図１０は、本実施形態２の半導体レ
ーザにおける第２の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ａは第１活性層３ａ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、２２ａは光導波層８ａ上
に形成された，厚さが１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、
２３ａはトンネルダイオード構造１５ａ上に形成され
た，厚さが３．６μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層であり、
その他図５と同一記号は同一のものを示す。
ーザにおける第２の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ａは第１活性層３ａ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、２２ａは光導波層８ａ上
に形成された，厚さが１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層、
２３ａはトンネルダイオード構造１５ａ上に形成され
た，厚さが３．６μｍのｎ−ＩｎＰクラッド層であり、
その他図５と同一記号は同一のものを示す。
【００６３】即ち、本実施例２の半導体レーザは、上記
実施の形態１の実施例２による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６とトンネルダイオード構造１５との
間のクラッド層７と９との内に設けられていた光導波層
８ｂを、第１レーザ構造１４とトンネルダイオード構造
１５との間のクラッド層，２１ａと２２ａとの内に設け
たものである。
実施の形態１の実施例２による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６とトンネルダイオード構造１５との
間のクラッド層７と９との内に設けられていた光導波層
８ｂを、第１レーザ構造１４とトンネルダイオード構造
１５との間のクラッド層，２１ａと２２ａとの内に設け
たものである。
【００６４】このような本実施例２の半導体レーザにお
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率が大きく，かつＩｎＰと格子整合す
るＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2からなる光導波層８ｂを、上記
第１レーザ構造１４ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間に設けたので、上記第１実施形態の実施例２の半
導体レーザと同様の効果、即ち、第１レーザ構造１４ａ
と第２レーザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光
面のビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出
力化を図ることができる。
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率が大きく，かつＩｎＰと格子整合す
るＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2からなる光導波層８ｂを、上記
第１レーザ構造１４ａとトンネルダイオード構造１５ａ
との間に設けたので、上記第１実施形態の実施例２の半
導体レーザと同様の効果、即ち、第１レーザ構造１４ａ
と第２レーザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光
面のビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出
力化を図ることができる。
【００６５】(3) 図１１は、本実施の形態２の半導体
レーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ｃは第１活性層３ｃ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２２ｃは
光導波層８ｃ上に形成された，厚さが１μｍのｐ−Ａｌ
0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２３ｃはトンネルダイオ
ード構造１４ｃ上に形成された，厚さが３．６μｍのｎ
−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層であり、その他図６
と同一記号は同一のものを示す。
レーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ｃは第１活性層３ｃ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２２ｃは
光導波層８ｃ上に形成された，厚さが１μｍのｐ−Ａｌ
0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２３ｃはトンネルダイオ
ード構造１４ｃ上に形成された，厚さが３．６μｍのｎ
−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層であり、その他図６
と同一記号は同一のものを示す。
【００６６】即ち、本実施例３の半導体レーザは、上記
実施の形態１の実施例３による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ｃとトンネルダイオード構造１５ｃ
との間のクラッド層７ｃと９ｃとの内に設けられていた
光導波層８ｃを、第１レーザ構造１４ｃとトンネルダイ
オード構造１５ｃとの間のクラッド層，２１ｃと２２ｃ
との内に設けたものである。
実施の形態１の実施例３による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ｃとトンネルダイオード構造１５ｃ
との間のクラッド層７ｃと９ｃとの内に設けられていた
光導波層８ｃを、第１レーザ構造１４ｃとトンネルダイ
オード構造１５ｃとの間のクラッド層，２１ｃと２２ｃ
との内に設けたものである。
【００６７】このような本実施例３の半導体レーザにお
いては、上記実施の形態１の実施例３の半導体レーザと
同様の効果、即ち、第１レーザ構造１４ｃと第２レーザ
構造１６ｃとを十分離して積層しても、該レーザ構造で
発生した光を光導波層８ｃに導波させることができ、こ
れにより、レーザの高出力化を図ることができる。
いては、上記実施の形態１の実施例３の半導体レーザと
同様の効果、即ち、第１レーザ構造１４ｃと第２レーザ
構造１６ｃとを十分離して積層しても、該レーザ構造で
発生した光を光導波層８ｃに導波させることができ、こ
れにより、レーザの高出力化を図ることができる。
【００６８】(4) 図１２は、本実施の形態２の半導体
レーザにおける第４の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ｄは第１活性層３ｄ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、
２２ｄは光導波層８ｄ上に形成された，厚さが１μｍの
ｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、２３ｄ
はトンネルダイオード構造１５ｃ上に形成された，厚さ
が３．６μｍのｎ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラ
ッド層であり、その他図７と同一記号は同一のものを示
す。
レーザにおける第４の実施例の斜視図であり、図におい
て、２１ｄは第１活性層３ｄ上に形成された，厚さが５
μｍのｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、
２２ｄは光導波層８ｄ上に形成された，厚さが１μｍの
ｐ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、２３ｄ
はトンネルダイオード構造１５ｃ上に形成された，厚さ
が３．６μｍのｎ−Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラ
ッド層であり、その他図７と同一記号は同一のものを示
す。
【００６９】即ち、本実施例４の半導体レーザは、上記
実施の形態１の実施例４による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ｄとトンネルダイオード構造１５ｃ
との間のクラッド層７ｄと９ｄとの内に設けられていた
光導波層８ｄを、第１レーザ構造１４ｄとトンネルダイ
オード構造１５ｃとの間のクラッド層，２１ｄと２２ｄ
との内に設けたものである。
実施の形態１の実施例４による半導体レーザにおいて、
第２レーザ構造１６ｄとトンネルダイオード構造１５ｃ
との間のクラッド層７ｄと９ｄとの内に設けられていた
光導波層８ｄを、第１レーザ構造１４ｄとトンネルダイ
オード構造１５ｃとの間のクラッド層，２１ｄと２２ｄ
との内に設けたものである。
【００７０】このような本実施例４の半導体レーザにお
いては、上記実施の形態１の実施例４の半導体レーザと
同様の効果、即ち、第１，第２レーザ構造１４ｄ，１６
ｄで発生した光を光導波層８ｄに導波させるとともに、
光導波層８ｄでの光の吸収を抑えることができ、レーザ
の高出力，高効率化をさらに図ることができる。
いては、上記実施の形態１の実施例４の半導体レーザと
同様の効果、即ち、第１，第２レーザ構造１４ｄ，１６
ｄで発生した光を光導波層８ｄに導波させるとともに、
光導波層８ｄでの光の吸収を抑えることができ、レーザ
の高出力，高効率化をさらに図ることができる。
【００７１】実施の形態３．上記実施の形態１，２の半
導体レーザにおいては、図１または図８に示すように、
光導波層８を第１レーザ構造１４とトンネルダイオード
構造１５との間，または第２レーザ構造１６とトンネル
ダイオード構造１５との間に設けていた。このため結晶
成長する層数が従来例の半導体レーザよりも２層増える
ことになり、工程が複雑になるという問題点がある。
導体レーザにおいては、図１または図８に示すように、
光導波層８を第１レーザ構造１４とトンネルダイオード
構造１５との間，または第２レーザ構造１６とトンネル
ダイオード構造１５との間に設けていた。このため結晶
成長する層数が従来例の半導体レーザよりも２層増える
ことになり、工程が複雑になるという問題点がある。
【００７２】本実施の形態３は、かかる問題点をも解消
できるように構成されたものである。即ち、本発明の実
施の形態３による半導体レーザは、図１３に示すよう
に、第１レーザ構造１４，トンネルダイオード構造３
３，及び第２レーザ構造１６を積層するように順次成長
させ、上記第１レーザ構造１４，及び第２レーザ構造１
６の順方向が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとな
り、上記トンネルダイオード構造３３の順方向が当該半
導体レーザの順方向と逆向きとなるようにしてなり、順
方向に電流を流したときレーザ光を発生する半導体レー
ザにおいて、上記トンネルダイオード構造３３は、その
屈折率が第１レーザ構造１４，及び第２レーザ構造１６
の屈折率よりも大きい半導体からなるようにしたもので
あり、これにより、トンネルダイオード構造３３が光導
波層としても機能することになるので、結晶成長させる
層数を従来の半導体レーザと同じにし、かつ第１レーザ
構造１４と第２レーザ構造１６とを十分離して積層して
も、発光面のビーム形状を単峰にすることができ、レー
ザの高出力化を図ることができるものである。
できるように構成されたものである。即ち、本発明の実
施の形態３による半導体レーザは、図１３に示すよう
に、第１レーザ構造１４，トンネルダイオード構造３
３，及び第２レーザ構造１６を積層するように順次成長
させ、上記第１レーザ構造１４，及び第２レーザ構造１
６の順方向が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとな
り、上記トンネルダイオード構造３３の順方向が当該半
導体レーザの順方向と逆向きとなるようにしてなり、順
方向に電流を流したときレーザ光を発生する半導体レー
ザにおいて、上記トンネルダイオード構造３３は、その
屈折率が第１レーザ構造１４，及び第２レーザ構造１６
の屈折率よりも大きい半導体からなるようにしたもので
あり、これにより、トンネルダイオード構造３３が光導
波層としても機能することになるので、結晶成長させる
層数を従来の半導体レーザと同じにし、かつ第１レーザ
構造１４と第２レーザ構造１６とを十分離して積層して
も、発光面のビーム形状を単峰にすることができ、レー
ザの高出力化を図ることができるものである。
【００７３】以下、本実施の形態３の半導体レーザにつ
いて、詳細に説明する。 (1) 図１４は、本実施の形態３の半導体レーザにおけ
る第１の実施例の斜視図であり、図において、３１ａは
厚さがｄ31a μｍであって，高濃度の不純物をドーピン
グしたｐ+ −Ｓｉ層、３２ａは厚さがｄ32a μｍであっ
て，高濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −Ｓｉ層であ
り、ｐ+ −Ｓｉ層３１ａとｎ+ −Ｓｉ層３２ａとのｐ+
ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造３３ａが形成さ
れている。その他図２，図９と同一記号は同一のものを
示す。
いて、詳細に説明する。 (1) 図１４は、本実施の形態３の半導体レーザにおけ
る第１の実施例の斜視図であり、図において、３１ａは
厚さがｄ31a μｍであって，高濃度の不純物をドーピン
グしたｐ+ −Ｓｉ層、３２ａは厚さがｄ32a μｍであっ
て，高濃度の不純物をドーピングしたｎ+ −Ｓｉ層であ
り、ｐ+ −Ｓｉ層３１ａとｎ+ −Ｓｉ層３２ａとのｐ+
ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造３３ａが形成さ
れている。その他図２，図９と同一記号は同一のものを
示す。
【００７４】即ち、本実施例１の半導体レーザは、上記
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１，第２
レーザ構造をＩｎＧａＡｓＰ、クラッド層をＩｎＰ、ｐ
型高濃度層をｐ+ −Ｓｉ層、ｎ型高濃度層をｎ+ −Ｓｉ
層で形成したものである。
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１，第２
レーザ構造をＩｎＧａＡｓＰ、クラッド層をＩｎＰ、ｐ
型高濃度層をｐ+ −Ｓｉ層、ｎ型高濃度層をｎ+ −Ｓｉ
層で形成したものである。
【００７５】このような本実施例１の半導体レーザにお
いては、光導波層として機能するトンネルダイオード構
造３３ａの層厚、即ちｄ31a ＋ｄ32a を、０．０２μｍ
＜ｄ31a ＋ｄ32a ＜０．０９μｍとすることにより、上
記実施の形態の実施例１の半導体レーザと同様の効果を
有する半導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ａと第
２レーザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光面の
ビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出力化
を図ることができる半導体レーザを、より簡易な構成で
得ることができる。
いては、光導波層として機能するトンネルダイオード構
造３３ａの層厚、即ちｄ31a ＋ｄ32a を、０．０２μｍ
＜ｄ31a ＋ｄ32a ＜０．０９μｍとすることにより、上
記実施の形態の実施例１の半導体レーザと同様の効果を
有する半導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ａと第
２レーザ構造１６ａとを十分離して積層しても発光面の
ビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出力化
を図ることができる半導体レーザを、より簡易な構成で
得ることができる。
【００７６】(2) 図１５は、本実施の形態３の半導体
レーザにおける第２の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｂは厚さがｄ31b μｍであって，高濃度の不純
物をドーピングしたｐ+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層、３
２ｂは厚さがｄ32b μｍであって，高濃度の不純物をド
ーピングしたｎ+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層であり、ｐ
+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層３１ｂとｎ+ −ＩｎＧａＡ
ｓy2Ｐ1-y2層３２ｂとのp + ｎ+ 接合によりトンネルダ
イオード構造３３ｂが形成されていて、その層厚ｄ31b
＋ｄ32b は０．２μｍである。その他図５，図１０と同
一記号は同一のものを示す。
レーザにおける第２の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｂは厚さがｄ31b μｍであって，高濃度の不純
物をドーピングしたｐ+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層、３
２ｂは厚さがｄ32b μｍであって，高濃度の不純物をド
ーピングしたｎ+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層であり、ｐ
+ −ＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層３１ｂとｎ+ −ＩｎＧａＡ
ｓy2Ｐ1-y2層３２ｂとのp + ｎ+ 接合によりトンネルダ
イオード構造３３ｂが形成されていて、その層厚ｄ31b
＋ｄ32b は０．２μｍである。その他図５，図１０と同
一記号は同一のものを示す。
【００７７】即ち、本実施例２の半導体レーザは、上記
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1か
らなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成
し、トンネルダイオード構造３３ｂを形成する高濃度層
を、上記クラッド層のＩｎＰと格子整合するＩｎＧａＡ
ｓy2Ｐ1-y2により形成し、上記第１，第２レーザ構造，
及びトンネルダイオード構造を形成する高濃度層におけ
るＡｓの組成比を、ｙ2 ＞ｙ1 としたものである。
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１レーザ
構造，及び第２レーザ構造を、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1か
らなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とにより形成
し、トンネルダイオード構造３３ｂを形成する高濃度層
を、上記クラッド層のＩｎＰと格子整合するＩｎＧａＡ
ｓy2Ｐ1-y2により形成し、上記第１，第２レーザ構造，
及びトンネルダイオード構造を形成する高濃度層におけ
るＡｓの組成比を、ｙ2 ＞ｙ1 としたものである。
【００７８】このような本実施例２の半導体レーザにお
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率よりも屈折率が大きく、かつＩｎＰ
と格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層を用いてトンネ
ルダイオード構造３３ｂを形成したので、上記実施の形
態１の実施例２の半導体レーザと同様の効果を有する半
導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ａと第２レーザ
構造１６ａとを十分離して積層しても発光面のビーム形
状を単峰にすることができ、レーザの高出力化を図るこ
とができる半導体レーザを、より簡易な構成で得ること
ができる。
いては、第１レーザ構造１４ａ及び第２レーザ構造１６
ａを、ＩｎＧａＡｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰか
らなるクラッド層とにより形成し、このＩｎＧａＡｓy1
Ｐ1-y1よりも屈折率よりも屈折率が大きく、かつＩｎＰ
と格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2層を用いてトンネ
ルダイオード構造３３ｂを形成したので、上記実施の形
態１の実施例２の半導体レーザと同様の効果を有する半
導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ａと第２レーザ
構造１６ａとを十分離して積層しても発光面のビーム形
状を単峰にすることができ、レーザの高出力化を図るこ
とができる半導体レーザを、より簡易な構成で得ること
ができる。
【００７９】(3) 図１６は、本実施の形態３の半導体
レーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｃは厚さがｄ31c μｍであって，高濃度の不純
物をドーピングしたｐ+ −ＧａＡｓ層、３２ｃは厚さが
ｄ32c μｍであって，高濃度の不純物をドーピングした
ｎ+ −ＧａＡｓ層であり、ｐ+ −ＧａＡｓ層３１ｃとｎ
+ −ＧａＡｓ層３２ｃとのｐ+ ｎ+ 接合によりトンネル
ダイオード構造３３ｃが形成されている。その他図６，
図１１と同一記号は同一のものを示す。
レーザにおける第３の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｃは厚さがｄ31c μｍであって，高濃度の不純
物をドーピングしたｐ+ −ＧａＡｓ層、３２ｃは厚さが
ｄ32c μｍであって，高濃度の不純物をドーピングした
ｎ+ −ＧａＡｓ層であり、ｐ+ −ＧａＡｓ層３１ｃとｎ
+ −ＧａＡｓ層３２ｃとのｐ+ ｎ+ 接合によりトンネル
ダイオード構造３３ｃが形成されている。その他図６，
図１１と同一記号は同一のものを示す。
【００８０】即ち、本実施例３の半導体レーザは、上記
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１，第２
レーザ構造をＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓ、クラッド層を上記
レーザ構造よりもＡｌの組成比の大きいＡｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓ、トンネルダイオード構造をＧａＡｓで形成し
たものである。
実施の形態３による半導体レーザにおいて、第１，第２
レーザ構造をＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓ、クラッド層を上記
レーザ構造よりもＡｌの組成比の大きいＡｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓ、トンネルダイオード構造をＧａＡｓで形成し
たものである。
【００８１】このような本実施例３の半導体レーザにお
いては、光導波層として機能するトンネルダイオード構
造３３ｃの層厚、即ちｄ31c ＋ｄ32c を、０．００８μ
ｍ＜ｄ31c ＋ｄ32c ＜０．０４μｍとすることにより、
上記実施の形態１の実施例３の半導体レーザと同様の効
果を有する半導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ｃ
と第２レーザ構造１６ｃとを十分離して積層しても発光
面のビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出
力化を図ることができる半導体レーザを、より簡易な構
成で得ることができる。
いては、光導波層として機能するトンネルダイオード構
造３３ｃの層厚、即ちｄ31c ＋ｄ32c を、０．００８μ
ｍ＜ｄ31c ＋ｄ32c ＜０．０４μｍとすることにより、
上記実施の形態１の実施例３の半導体レーザと同様の効
果を有する半導体レーザ、即ち、第１レーザ構造１４ｃ
と第２レーザ構造１６ｃとを十分離して積層しても発光
面のビーム形状を単峰にすることができ、レーザの高出
力化を図ることができる半導体レーザを、より簡易な構
成で得ることができる。
【００８２】(4) 図１７は、本実施の形態３の半導体
レーザにおける第４の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｄは高濃度の不純物をドーピングしたｐ+ −Ａ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３２ｄは高濃度の不純
物をドーピングしたｎ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａ
ｓ層であり、ｐ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層３
１ｄとｎ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層３２ｄと
のｐ+ ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造３３ｄが
形成されていて、各層の層厚は上記実施例３の相当部分
と同じであり、その他図７，図１２と同一記号は同一の
ものを示す。
レーザにおける第４の実施例の斜視図であり、図におい
て、３１ｄは高濃度の不純物をドーピングしたｐ+ −Ａ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３２ｄは高濃度の不純
物をドーピングしたｎ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａ
ｓ層であり、ｐ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層３
１ｄとｎ+ −Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層３２ｄと
のｐ+ ｎ+ 接合によりトンネルダイオード構造３３ｄが
形成されていて、各層の層厚は上記実施例３の相当部分
と同じであり、その他図７，図１２と同一記号は同一の
ものを示す。
【００８３】このような本実施例４の半導体レーザにお
いては、上記実施の形態１の実施例４の半導体レーザと
同様の効果を有する半導体レーザ、即ち、第１，第２レ
ーザ構造１４ｄ，１６ｄで発生した光を光導波層８ｄに
導波させるとともに、光導波層８ｄでの光の吸収を抑え
ることができ、レーザの高出力，高効率化をさらに図る
ことのできる半導体レーザを、より簡易な構成で得るこ
とができる。
いては、上記実施の形態１の実施例４の半導体レーザと
同様の効果を有する半導体レーザ、即ち、第１，第２レ
ーザ構造１４ｄ，１６ｄで発生した光を光導波層８ｄに
導波させるとともに、光導波層８ｄでの光の吸収を抑え
ることができ、レーザの高出力，高効率化をさらに図る
ことのできる半導体レーザを、より簡易な構成で得るこ
とができる。
【図１】 本発明の実施の形態１による半導体レーザの
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 上記実施の形態１の実施例１による半導体レ
ーザの斜視図である。
ーザの斜視図である。
【図３】 上記実施の形態１の実施例１による半導体レ
ーザの，屈折率の垂直断面方向プロファイルである。
ーザの，屈折率の垂直断面方向プロファイルである。
【図４】 上記実施の形態１の実施例１による半導体レ
ーザの，近視野像の垂直断面方向プロファイルである。
ーザの，近視野像の垂直断面方向プロファイルである。
【図５】 上記実施の形態１の実施例２による半導体レ
ーザの斜視図である。
ーザの斜視図である。
【図６】 上記実施の形態１の実施例３による半導体レ
ーザの斜視図である。
ーザの斜視図である。
【図７】 上記実施の形態１の実施例４による半導体レ
ーザの斜視図である。
ーザの斜視図である。
【図８】 本発明の実施の形態２による半導体レーザの
斜視図である。
斜視図である。
【図９】 上記実施の形態２の実施例１による半導体レ
ーザの斜視図である。
ーザの斜視図である。
【図１０】 上記実施の形態２の実施例２による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１１】 上記実施の形態２の実施例３による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１２】 上記実施の形態２の実施例４による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１３】 本発明の実施の形態３による半導体レーザ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１４】 上記実施の形態３の実施例１による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１５】 上記実施の形態３の実施例２による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１６】 上記実施の形態３の実施例３による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１７】 上記実施の形態３の実施例４による半導体
レーザの斜視図である。
レーザの斜視図である。
【図１８】 従来の半導体レーザを示す斜視図である。
【図１９】 従来の半導体レーザの，屈折率の垂直断面
方向プロファイルである。
方向プロファイルである。
【図２０】 従来の半導体レーザの，近視野像の垂直断
面方向プロファイルである。
面方向プロファイルである。
【符号の説明】 １ ｎ型半導体基板、２，７，９ ｎ型クラッド層、３
第１活性層、４，１１ ｐ型クラッド層、５ ｐ+ 型
高濃度層、６ ｎ+ 型高濃度層、８ 光導波層、１０
第２活性層、１２ 絶縁層、１３ 表電極、１４ 第１
レーザ構造、１５ トンネルダイオード構造、１６ 第
２レーザ構造、２１，２２ ｐ型クラッド層、２３ ｎ
型クラッド層、３１ ｐ+ 型高濃度層、３２ ｎ+ 型高
濃度層、３３ トンネルダイオード構造、１ａ ｎ−Ｉ
ｎＰ半導体基板、２ａ，７ａ，９ａ ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層、３ａ ＩｎＧａＡｓＰ第１活性層、４ａ，１１ａ
ｐ−ＩｎＰクラッド層、５ａｐ+ −ＩｎＰ層、６ａ
ｎ+ −ＩｎＰ層、８ａ Ｓｉ光導波層、１０ａ ＩｎＧ
ａＡｓＰ第２活性層、１２ａ ＳｉＯ2 絶縁層、１３ａ
Ａｕ表電極、１４ａ第１レーザ構造、１５ａ トンネ
ルダイオード構造、１６ａ 第２レーザ構造、２１ａ，
２２ａ ｐ−ＩｎＰクラッド層、２３ａ ｎ−ＩｎＰク
ラッド層、３１ａ ｐ+ −Ｓｉ層、３２ａ ｎ+ −Ｓｉ
層、３３ａ トンネルダイオード構造、８ｂ Ｉｎ1-x
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 光導波層、３１ｂ ｐ+ −Ｉｎ1-x
ＧａxＡｓy Ｐ1-y 層、３２ｂ ｎ+ −Ｉｎ1-x Ｇａx
Ａｓy Ｐ1-y 層、３３ｂ トンネルダイオード構造、１
ｃ ｎ−ＧａＡｓ半導体基板、２ｃ，７ｃ，９ｃ ｎ−
Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、３ｃ Ａｌ0.12Ｇａ
0.88Ａｓ第１活性層、４ｃ，１１ｃ ｐ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層、５ｃ ｐ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａ
ｓ層、６ｃｎ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層、８ｃ Ｇａ
Ａｓ光導波層、１０ｃ Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓ第２活性
層、１４ｃ 第１レーザ構造、１５ｃ トンネルダイオ
ード構造、１６ｃ 第２レーザ構造、２１ｃ，２２ｃ
ｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２３ｃ ｎ−Ａ
ｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、３１ｃ ｐ+ −ＧａＡ
ｓ層、３２ｃ ｎ+ −ＧａＡｓ層、３３ｃ トンネルダ
イオード構造、２ｄ，７ｄ，９ｄ ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３ｄ Ａｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第１活性層、４ｄ，１１ｄ ｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y 2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、８ｄ Ａｌx3
Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ光導波層、１０ｄ Ａｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第２活性層、１４ｄ 第１レーザ構
造、１６ｄ 第２レーザ構造、２１ｄ，２２ｄ ｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、２３ｄ ｎ−
Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３１ｄｐ+
−Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３２ｄ ｎ+ −Ａ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３３ｄ トンネルダイ
オード構造。
第１活性層、４，１１ ｐ型クラッド層、５ ｐ+ 型
高濃度層、６ ｎ+ 型高濃度層、８ 光導波層、１０
第２活性層、１２ 絶縁層、１３ 表電極、１４ 第１
レーザ構造、１５ トンネルダイオード構造、１６ 第
２レーザ構造、２１，２２ ｐ型クラッド層、２３ ｎ
型クラッド層、３１ ｐ+ 型高濃度層、３２ ｎ+ 型高
濃度層、３３ トンネルダイオード構造、１ａ ｎ−Ｉ
ｎＰ半導体基板、２ａ，７ａ，９ａ ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層、３ａ ＩｎＧａＡｓＰ第１活性層、４ａ，１１ａ
ｐ−ＩｎＰクラッド層、５ａｐ+ −ＩｎＰ層、６ａ
ｎ+ −ＩｎＰ層、８ａ Ｓｉ光導波層、１０ａ ＩｎＧ
ａＡｓＰ第２活性層、１２ａ ＳｉＯ2 絶縁層、１３ａ
Ａｕ表電極、１４ａ第１レーザ構造、１５ａ トンネ
ルダイオード構造、１６ａ 第２レーザ構造、２１ａ，
２２ａ ｐ−ＩｎＰクラッド層、２３ａ ｎ−ＩｎＰク
ラッド層、３１ａ ｐ+ −Ｓｉ層、３２ａ ｎ+ −Ｓｉ
層、３３ａ トンネルダイオード構造、８ｂ Ｉｎ1-x
Ｇａx Ａｓy Ｐ1-y 光導波層、３１ｂ ｐ+ −Ｉｎ1-x
ＧａxＡｓy Ｐ1-y 層、３２ｂ ｎ+ −Ｉｎ1-x Ｇａx
Ａｓy Ｐ1-y 層、３３ｂ トンネルダイオード構造、１
ｃ ｎ−ＧａＡｓ半導体基板、２ｃ，７ｃ，９ｃ ｎ−
Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、３ｃ Ａｌ0.12Ｇａ
0.88Ａｓ第１活性層、４ｃ，１１ｃ ｐ−Ａｌ0.34Ｇａ
0.66Ａｓクラッド層、５ｃ ｐ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａ
ｓ層、６ｃｎ+ −Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓ層、８ｃ Ｇａ
Ａｓ光導波層、１０ｃ Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓ第２活性
層、１４ｃ 第１レーザ構造、１５ｃ トンネルダイオ
ード構造、１６ｃ 第２レーザ構造、２１ｃ，２２ｃ
ｐ−Ａｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、２３ｃ ｎ−Ａ
ｌ0.34Ｇａ0.66Ａｓクラッド層、３１ｃ ｐ+ −ＧａＡ
ｓ層、３２ｃ ｎ+ −ＧａＡｓ層、３３ｃ トンネルダ
イオード構造、２ｄ，７ｄ，９ｄ ｎ−Ａｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３ｄ Ａｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第１活性層、４ｄ，１１ｄ ｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y 2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、８ｄ Ａｌx3
Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ光導波層、１０ｄ Ａｌx1Ｇａ
1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓ第２活性層、１４ｄ 第１レーザ構
造、１６ｄ 第２レーザ構造、２１ｄ，２２ｄ ｐ−Ａ
ｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、２３ｄ ｎ−
Ａｌx2Ｇａ1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓクラッド層、３１ｄｐ+
−Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３２ｄ ｎ+ −Ａ
ｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓ層、３３ｄ トンネルダイ
オード構造。
Claims (10)
- 【請求項１】 第１レーザ構造，トンネルダイオード構
造，及び第２レーザ構造を積層するように順次成長さ
せ、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の順方向
が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、上記ト
ンネルダイオード構造の順方向が当該半導体レーザの順
方向と逆向きとなるようにしてなり、順方向に電流を流
したときレーザ光を発生する半導体レーザにおいて、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の屈折率より
も屈折率が大きい光導波層を、上記第２レーザ構造とト
ンネルダイオード構造との間，または上記第１レーザ構
造とトンネルダイオード構造との間のいずれか一方に設
けたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａ
ＡｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とに
より形成され、 上記光導波層は、Ｓｉにより形成されたものであること
を特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａ
Ａｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド
層とにより形成され、 上記光導波層は、上記クラッド層のＩｎＰに格子整合す
るＩｎＧａＡｓy2Ｐ1- y2により形成されたものであり、 上記第１，第２レーザ構造，及び光導波層におけるＡｓ
の組成比は、 ｙ2 ＞ｙ1 であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ1-x2Ａｓからな
るクラッド層とにより形成され、 上記光導波層は、Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，またはＧａＡｓ
により形成されたものであり、 上記第１，第２レーザ構造，クラッド層，及び光導波層
におけるＡｌの組成比は、 ｘ3 ＜ｘ1 ＜ｘ2 であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、 上記光導波層は、Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉｎy3Ａｓにより
形成されたものであり、 上記各層のＡｌ，Ｉｎの組成比（ｘ1 ，ｙ1 ），
（ｘ2 ，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすものであることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項６】 第１レーザ構造，トンネルダイオード構
造，及び第２レーザ構造を積層するように順次成長さ
せ、上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造の順方向
が当該半導体レーザの順方向と同じ向きとなり、上記ト
ンネルダイオード構造の順方向が当該半導体レーザの順
方向と逆向きとなるようにしてなり、順方向に電流を流
したときレーザ光を発生する半導体レーザにおいて、 上記トンネルダイオード構造は、その屈折率が第１レー
ザ構造，及び第２レーザ構造の屈折率よりも大きい半導
体からなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａ
ＡｓＰからなる活性層とＩｎＰからなるクラッド層とに
より形成され、 上記トンネルダイオード構造は、Ｓｉにより形成された
ものであることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項８】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、ＩｎＧａ
Ａｓy1Ｐ1-y1からなる活性層とＩｎＰからなるクラッド
層とにより形成され、 上記トンネルダイオード構造は、上記クラッド層のＩｎ
Ｐに格子整合するＩｎＧａＡｓy2Ｐ1-y2により形成され
たものであり、 上記第１，第２レーザ構造，及び光導波層におけるＡｓ
の組成比は、 ｙ2 ＞ｙ1 であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項９】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ1-x2Ａｓからな
るクラッド層とにより形成され、 上記トンネルダイオード構造は、Ａｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ，
またはＧａＡｓにより形成されたものであり、 上記第１，第２レーザ構造，クラッド層，及び光導波層
におけるＡｌの組成比は、 ｘ3 ＜ｘ1 ＜ｘ2 であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項１０】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１レーザ構造，及び第２レーザ構造は、Ａｌx1Ｇ
ａ1-x1-y1 Ｉｎy1Ａｓからなる活性層とＡｌx2Ｇａ
1-x2-y2 Ｉｎy2Ａｓからなるクラッド層とにより形成さ
れ、 上記トンネルダイオード構造は、Ａｌx3Ｇａ1-x3-y3 Ｉ
ｎy3Ａｓにより形成されたものであり、 上記各層のＡｌ，Ｉｎの組成比（ｘ1 ，ｙ1 ），
（ｘ2 ，ｙ2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ）は、 ０．７３（ｘ2 −ｘ1 ）＋１．２７（ｙ2 −ｙ1 ）＞０ ０．７３（ｘ1 −ｘ3 ）＋１．２７（ｙ1 −ｙ3 ）＞０ −１．２５（ｘ1 −ｘ3 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ3 ）＞
０ −１．２５（ｘ1 −ｘ2 ）＋２．４７（ｙ1 −ｙ2 ）＞
０ の各式を満たすものであることを特徴とする半導体レー
ザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226125A JPH0974243A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 半導体レーザ |
| US08/600,252 US5715266A (en) | 1995-09-04 | 1996-02-12 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226125A JPH0974243A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974243A true JPH0974243A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16840240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7226125A Pending JPH0974243A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5715266A (ja) |
| JP (1) | JPH0974243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513463A (ja) * | 1999-11-02 | 2003-04-08 | 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 | レーザダイオード装置およびその製造方法 |
| JP2003198045A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-11 | Xerox Corp | 半導体レーザ構造体 |
| JP2016015418A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09270558A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ |
| US6587492B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-07-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Bipolar cascade arrow laser |
| DE10057698A1 (de) * | 2000-11-21 | 2002-06-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Übereinander gestapelte Halbleiter-Diodenlaser |
| JP4445192B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2010-04-07 | シャープ株式会社 | 光学素子および光学センサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212706A (en) * | 1991-12-03 | 1993-05-18 | University Of Connecticut | Laser diode assembly with tunnel junctions and providing multiple beams |
| JPH0690063A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-03-29 | Toyota Motor Corp | 半導体レーザー |
-
1995
- 1995-09-04 JP JP7226125A patent/JPH0974243A/ja active Pending
-
1996
- 1996-02-12 US US08/600,252 patent/US5715266A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513463A (ja) * | 1999-11-02 | 2003-04-08 | 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 | レーザダイオード装置およびその製造方法 |
| JP2003198045A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-11 | Xerox Corp | 半導体レーザ構造体 |
| JP2016015418A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5715266A (en) | 1998-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11233883A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001308451A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US4896328A (en) | Ridge waveguide-type semiconductor laser having a current recombination layer and an optical waveguide layer | |
| JP4937673B2 (ja) | 半導体発光素子、その製造方法および半導体発光装置 | |
| JP2001053384A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP3859839B2 (ja) | 屈折率導波型半導体レーザ装置 | |
| US5715266A (en) | Semiconductor laser | |
| JPWO2009011184A1 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH10504142A (ja) | 半導体ダイオードレーザ及びその製造方法 | |
| US6973109B2 (en) | Semiconductor laser device having strain buffer layer between compressive-strain quantum well layer and tensile-strain barrier layer | |
| JP3390893B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US6856636B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH09307190A (ja) | ＡｌＩｎＧａＮ系半導体発光素子および半導体発光装置 | |
| JPH04167484A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2007508687A (ja) | 半導体導波路デバイスにおける出力ビーム発散の制御 | |
| JPH05251813A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3053139B2 (ja) | 歪量子井戸半導体レーザ | |
| JPH0923036A (ja) | 半導体レーザ | |
| EP0528439A1 (en) | Semiconductor laser | |
| JP2001308452A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2002111136A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3540508B2 (ja) | リッジ導波路型半導体レーザダイオード | |
| US6690698B2 (en) | Semiconductor laser device including arrow structure precisely formed to suppress P-As interdiffusion and Al oxidation | |
| JP4316172B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2001053382A (ja) | 半導体レーザ装置 |