JPH11112108A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JPH11112108A JPH11112108A JP9284353A JP28435397A JPH11112108A JP H11112108 A JPH11112108 A JP H11112108A JP 9284353 A JP9284353 A JP 9284353A JP 28435397 A JP28435397 A JP 28435397A JP H11112108 A JPH11112108 A JP H11112108A
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- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の異なる波長のレーザ光を使用する際の
装置構成を簡略化して、その小型化を図ることができる
半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 第1レーザ部50上には第2レーザ部6
0が形成されている。第1レーザ部50を駆動するとき
は、電極34,36間に駆動電圧を印加して電流を注入
する。第2レーザ部60を駆動するときは、電極32,
34間に駆動電圧を印加して電流を注入する。第1レー
ザ部50のコンタクト層18と、第2レーザ部60のク
ラッド層22とがいずれもp型となっている。このた
め、駆動電圧は良好に第2レーザ部60に印加され、レ
ーザ光が発振される。第2レーザ部60を逆の導電型と
すると、コンタクト層18とクラッド層22との間にp
−n接合が形成され、第2レーザ部60の発振が妨げら
れてしまう。
装置構成を簡略化して、その小型化を図ることができる
半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 第1レーザ部50上には第2レーザ部6
0が形成されている。第1レーザ部50を駆動するとき
は、電極34,36間に駆動電圧を印加して電流を注入
する。第2レーザ部60を駆動するときは、電極32,
34間に駆動電圧を印加して電流を注入する。第1レー
ザ部50のコンタクト層18と、第2レーザ部60のク
ラッド層22とがいずれもp型となっている。このた
め、駆動電圧は良好に第2レーザ部60に印加され、レ
ーザ光が発振される。第2レーザ部60を逆の導電型と
すると、コンタクト層18とクラッド層22との間にp
−n接合が形成され、第2レーザ部60の発振が妨げら
れてしまう。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の異なる波
長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子にかかり、例
えば、CD及びDVD用の光ピックアップに好適な半導
体レーザ素子の改良に関する。
長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子にかかり、例
えば、CD及びDVD用の光ピックアップに好適な半導
体レーザ素子の改良に関する。
【0002】
【背景技術と発明が解決しようとする課題】CDやDV
Dなどのディスクプレーヤにおける光ピックアップの光
源としては、一般に半導体レーザ素子が用いられてい
る。ここで、CD用とDVD用では、レーザ素子の発光
波長が異なり、CDでは780nm,DVDでは650nm
となっている。第一世代のDVDプレーヤでは、発光波
長が650nmのレーザ素子しか組み込まれていなかった
ため、CD−Rの再生は不可能であった。しかし、一つ
のプレーヤでCD,CD−R,DVDなどの各種のディ
スクを再生することができると好都合である。そこで、
それらのディスクの再生を可能にするため、650nm/
780nmの二波長の光源を内蔵した光ピックアップが検
討されている。
Dなどのディスクプレーヤにおける光ピックアップの光
源としては、一般に半導体レーザ素子が用いられてい
る。ここで、CD用とDVD用では、レーザ素子の発光
波長が異なり、CDでは780nm,DVDでは650nm
となっている。第一世代のDVDプレーヤでは、発光波
長が650nmのレーザ素子しか組み込まれていなかった
ため、CD−Rの再生は不可能であった。しかし、一つ
のプレーヤでCD,CD−R,DVDなどの各種のディ
スクを再生することができると好都合である。そこで、
それらのディスクの再生を可能にするため、650nm/
780nmの二波長の光源を内蔵した光ピックアップが検
討されている。
【0003】図7には、かかる二波長レーザ装置の背景
技術が示されている。まず、同図(A)に示すものは、C
D用とDVD用のそれぞれを別個に構成するもので、D
VD900のために、波長650nmで発光するレーザ素
子902,DVD用光学系904が設けられており、C
D910のために、波長780nm発光するレーザ素子9
12,CD用光学系914が設けられている。この方式
は、レーザ素子からディスクに至る光路が、DVD,C
Dで独立している。
技術が示されている。まず、同図(A)に示すものは、C
D用とDVD用のそれぞれを別個に構成するもので、D
VD900のために、波長650nmで発光するレーザ素
子902,DVD用光学系904が設けられており、C
D910のために、波長780nm発光するレーザ素子9
12,CD用光学系914が設けられている。この方式
は、レーザ素子からディスクに至る光路が、DVD,C
Dで独立している。
【0004】図7(B)に示すものは、DVD用のレーザ
素子902とCD用のレーザ素子912は別々のパッケ
ージとなっているが、それらの出力レーザ光が波長フィ
ルタ(ダイクロイックミラー)920によって合成され
ている。このような手法は、水野定夫他「集積型DVD
用光ヘッド」(National Technical Report Vol.43 No.3
Jun.p.275(1997))に開示されている。この方法では、
波長フィルタ920からディスク900,910に至る
光学系922が、CD及びDVDで共用化されている。
素子902とCD用のレーザ素子912は別々のパッケ
ージとなっているが、それらの出力レーザ光が波長フィ
ルタ(ダイクロイックミラー)920によって合成され
ている。このような手法は、水野定夫他「集積型DVD
用光ヘッド」(National Technical Report Vol.43 No.3
Jun.p.275(1997))に開示されている。この方法では、
波長フィルタ920からディスク900,910に至る
光学系922が、CD及びDVDで共用化されている。
【0005】しかしながら、このような背景技術では、
次のような不都合がある。(1)図7(A)の方法では、DV
D用及びCD用のピックアップが単に並列的に設けられ
ているのみで、小型化や部品点数の削減を図ることはで
きない。(2)図7(B)の方法では、(A)と比較すれば共用
部分が増えるものの、新たに波長フィルタを必要とし、
部品数が増えて装置構成が複雑化するなど、必ずしも満
足し得るものとは言えない。
次のような不都合がある。(1)図7(A)の方法では、DV
D用及びCD用のピックアップが単に並列的に設けられ
ているのみで、小型化や部品点数の削減を図ることはで
きない。(2)図7(B)の方法では、(A)と比較すれば共用
部分が増えるものの、新たに波長フィルタを必要とし、
部品数が増えて装置構成が複雑化するなど、必ずしも満
足し得るものとは言えない。
【0006】本発明は、以上の点に着目したもので、複
数の異なる波長のレーザ光を使用する際の装置構成を簡
略化して、その小型化を図ることができる半導体レーザ
素子を提供することを、その目的とするものである。
数の異なる波長のレーザ光を使用する際の装置構成を簡
略化して、その小型化を図ることができる半導体レーザ
素子を提供することを、その目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、第1の波長のレーザ光を出力する第1
のレーザ部;この第1のレーザ部上の一部に連続して形
成されており、異なる第2の波長のレーザ光を出力する
第2の半導体レーザ部;を少なくとも含み、前記第2の
レーザ部を構成する各層を、前記第1のレーザ部の対応
する層と逆の導電型としたことを特徴とする。
め、この発明は、第1の波長のレーザ光を出力する第1
のレーザ部;この第1のレーザ部上の一部に連続して形
成されており、異なる第2の波長のレーザ光を出力する
第2の半導体レーザ部;を少なくとも含み、前記第2の
レーザ部を構成する各層を、前記第1のレーザ部の対応
する層と逆の導電型としたことを特徴とする。
【0008】この発明の前記及び他の目的,特徴,利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態について詳
細に説明する。本形態では、まず、図2に示すように、
n−GaAs基板(導電型がn型のGaAs基板である
ことを表わす。以下同様である。)11上にMOCVD
法により650nmの発振波長を有する第1のレーザ部1
2〜18を形成する。詳述すると、前記n−GaAs基
板11上に、以下の各層が順に形成される。
細に説明する。本形態では、まず、図2に示すように、
n−GaAs基板(導電型がn型のGaAs基板である
ことを表わす。以下同様である。)11上にMOCVD
法により650nmの発振波長を有する第1のレーザ部1
2〜18を形成する。詳述すると、前記n−GaAs基
板11上に、以下の各層が順に形成される。
【0010】(1)n−クラッド層12:(Alx1c Ga
1-x1c)y1cIn1-y1cP (2)3Well SMQW(Strained Multiple Quantum
Well)−SCH(Separate Confinement Heterostruct
ure)活性層13:WellはGaInP,Barri
er及びGuideは(Alx1aGa1-x1a)y1aIn
1-y1aP (3)第1p−クラッド層14:(Alx1cGa1-x1c)y1c
In1-y1cP (4)エッチングストップ層15:(Alx1sGa1-x1s)
y1sIn1-y1sP (5)第2p−クラッド層16:(Alx1cGa1-x1c)y1c
In1-y1cP (6)n−ブロック層17:GaAs (7)p−コンタクト層18:GaAs
1-x1c)y1cIn1-y1cP (2)3Well SMQW(Strained Multiple Quantum
Well)−SCH(Separate Confinement Heterostruct
ure)活性層13:WellはGaInP,Barri
er及びGuideは(Alx1aGa1-x1a)y1aIn
1-y1aP (3)第1p−クラッド層14:(Alx1cGa1-x1c)y1c
In1-y1cP (4)エッチングストップ層15:(Alx1sGa1-x1s)
y1sIn1-y1sP (5)第2p−クラッド層16:(Alx1cGa1-x1c)y1c
In1-y1cP (6)n−ブロック層17:GaAs (7)p−コンタクト層18:GaAs
【0011】これらのうち、活性層13は、例えば図3
(A)に示すように、厚さ50nmのガイド13Aの間に、
厚さ5nmのウエル13Bを3層,厚さ7nmのバリア13
Cを2層,交互に形成した構成となっている。これらの
組成は、例えば以下の通りとなっている。
(A)に示すように、厚さ50nmのガイド13Aの間に、
厚さ5nmのウエル13Bを3層,厚さ7nmのバリア13
Cを2層,交互に形成した構成となっている。これらの
組成は、例えば以下の通りとなっている。
【0012】(1)ガイド13A:(Al0.4Ga0.6)
0.516In0.484P (2)ウエル13B:Ga0.482In0.518P (3)バリア13C:(Al0.4Ga0.6)0.516In0.484
P
0.516In0.484P (2)ウエル13B:Ga0.482In0.518P (3)バリア13C:(Al0.4Ga0.6)0.516In0.484
P
【0013】次に,図4に示すように、前記第1のレー
ザ部のp−コンタクト層18上に、780nmの発振波長
を有する第2のレーザ部22〜28を形成する。この第
2のレーザ部は、前記第1のレーザ部と比較して、クラ
ッド層22,24,26,エッチングストップ層25,
ブロック層27,コンタクト層28が、導電型が反対と
なるようにそれぞれ形成されており、以下の各層によっ
て構成されている。
ザ部のp−コンタクト層18上に、780nmの発振波長
を有する第2のレーザ部22〜28を形成する。この第
2のレーザ部は、前記第1のレーザ部と比較して、クラ
ッド層22,24,26,エッチングストップ層25,
ブロック層27,コンタクト層28が、導電型が反対と
なるようにそれぞれ形成されており、以下の各層によっ
て構成されている。
【0014】(1)p−クラッド層22:Alx2cGa
1-x2cAs (2)活性層23 (3)第1n−クラッド層24:Alx2cGa1-x2cAs (4)エッチングストップ層25:Alx2sGa1-x2sAs (5)第2n−クラッド層26:Alx2cGa1-x2cAs (6)p−ブロック層27:GaAs (7)n−コンタクト層28:GaAs
1-x2cAs (2)活性層23 (3)第1n−クラッド層24:Alx2cGa1-x2cAs (4)エッチングストップ層25:Alx2sGa1-x2sAs (5)第2n−クラッド層26:Alx2cGa1-x2cAs (6)p−ブロック層27:GaAs (7)n−コンタクト層28:GaAs
【0015】これらのうち、活性層23は、例えば図3
(B)に示すように、厚さ700nmのAl0.13Ga0.87A
sによる層23Aによって形成されている。
(B)に示すように、厚さ700nmのAl0.13Ga0.87A
sによる層23Aによって形成されている。
【0016】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
SiO230(図5参照)によるマスクを形成した後、
エッチャントを変更しながら第2のレーザ部の各層を、
28→27→25→24→23→22の順に選択的にエ
ッチングする。これによって、図5に示すように、部分
的に第1のレーザ部のコンタクト層18が露出するよう
になる。
SiO230(図5参照)によるマスクを形成した後、
エッチャントを変更しながら第2のレーザ部の各層を、
28→27→25→24→23→22の順に選択的にエ
ッチングする。これによって、図5に示すように、部分
的に第1のレーザ部のコンタクト層18が露出するよう
になる。
【0017】次に、SiO2マスク30を除去した後、
図1に示すように、フォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術を用いて、第2のレーザ部のコンタクト層28上
には例えばAuGeNi/Auによる電極32を形成
し、第1のレーザ部のコンタクト層18上には例えばA
uBe/Auによる電極34を形成する。最後に、n−
GaAs基板11側に、例えばAuGeNi/Au電極
36を形成して、本形態にかかるレーザ素子を得る。
図1に示すように、フォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術を用いて、第2のレーザ部のコンタクト層28上
には例えばAuGeNi/Auによる電極32を形成
し、第1のレーザ部のコンタクト層18上には例えばA
uBe/Auによる電極34を形成する。最後に、n−
GaAs基板11側に、例えばAuGeNi/Au電極
36を形成して、本形態にかかるレーザ素子を得る。
【0018】図6には、上述した半導体レーザ素子の概
略が斜視図として示されている。同図に示すように、第
1レーザ部50上には第2レーザ部60が形成されてい
る。これらレーザ部50,60の発光点52,62は、
クラッド層16,26の直下の活性層部分に対応してい
る。第1レーザ部50を駆動するときは、電極34,3
6間に駆動電圧を印加して電流を注入する。第2レーザ
部60を駆動するときは、電極32,34間に駆動電圧
を印加して電流を注入する。このように、本形態によれ
ば、レーザ部50,60に対して、独立して電流を注入
することができる。
略が斜視図として示されている。同図に示すように、第
1レーザ部50上には第2レーザ部60が形成されてい
る。これらレーザ部50,60の発光点52,62は、
クラッド層16,26の直下の活性層部分に対応してい
る。第1レーザ部50を駆動するときは、電極34,3
6間に駆動電圧を印加して電流を注入する。第2レーザ
部60を駆動するときは、電極32,34間に駆動電圧
を印加して電流を注入する。このように、本形態によれ
ば、レーザ部50,60に対して、独立して電流を注入
することができる。
【0019】なお、この場合において、第1レーザ部5
0のコンタクト層18と、第2レーザ部60のクラッド
層22に着目すると、いずれも導電型はp型となってい
る。これは、第2レーザ部60の各層の導電型を第1レ
ーザ部50の各層の導電型と反対となるように形成した
ためである。このため、駆動電圧は良好に第2レーザ部
60に印加され、レーザ光が発振される。これに対し、
仮に両者の導電型を同じにしたとすると、クラッド層2
2の導電型はn型となる。一方、コンタクト層18はp
型であるため、このコンタクト層18とクラッド層22
との間にp−n接合が形成されることになる。この接合
は、電極32,34間の駆動電圧に対して障壁(ダイオ
ードの逆バイアス)として作用するようになり、第2レ
ーザ部60の発振が妨げられてしまう。
0のコンタクト層18と、第2レーザ部60のクラッド
層22に着目すると、いずれも導電型はp型となってい
る。これは、第2レーザ部60の各層の導電型を第1レ
ーザ部50の各層の導電型と反対となるように形成した
ためである。このため、駆動電圧は良好に第2レーザ部
60に印加され、レーザ光が発振される。これに対し、
仮に両者の導電型を同じにしたとすると、クラッド層2
2の導電型はn型となる。一方、コンタクト層18はp
型であるため、このコンタクト層18とクラッド層22
との間にp−n接合が形成されることになる。この接合
は、電極32,34間の駆動電圧に対して障壁(ダイオ
ードの逆バイアス)として作用するようになり、第2レ
ーザ部60の発振が妨げられてしまう。
【0020】ここで、第1レーザ部50の発光点52
と、第2レーザ部60の発光点62に着目すると、両者
の間には、クラッド層14,エッチングストップ層1
5,クラッド層16,ブロック層17,コンタクト層1
8,クラッド層22が存在するのみである。このため、
発光点52,62の間隔を、100μm以下まで非常に
近接させることが可能となる。すなわち、本形態によれ
ば、異なる波長のレーザ光を、非常に近接した位置から
独立に発光させることが可能になる。従って、DVDと
CDあるいはCD−Rの光学系を同一光軸上において設
計が可能となる。これにより、DVDとCDあるいはC
D−Rの互換再生を行う際に、集積ユニットの単一化に
よる大幅なコストの削減や小型軽量化を図ることが可能
となる。
と、第2レーザ部60の発光点62に着目すると、両者
の間には、クラッド層14,エッチングストップ層1
5,クラッド層16,ブロック層17,コンタクト層1
8,クラッド層22が存在するのみである。このため、
発光点52,62の間隔を、100μm以下まで非常に
近接させることが可能となる。すなわち、本形態によれ
ば、異なる波長のレーザ光を、非常に近接した位置から
独立に発光させることが可能になる。従って、DVDと
CDあるいはCD−Rの光学系を同一光軸上において設
計が可能となる。これにより、DVDとCDあるいはC
D−Rの互換再生を行う際に、集積ユニットの単一化に
よる大幅なコストの削減や小型軽量化を図ることが可能
となる。
【0021】この発明には数多くの実施形態があり、以
上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。
例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記形態においては、MOCVD法によって製造で
きる発振波長650nm付近(650nm±20nm)と780nm
付近(780nm±20nm)のリッジ導波型レーザを用いた
が、製造方法,発振波長,素子構造などは各種のものが
知られており、前記形態に限定されるものではない。使
用する半導体材料,電極材料なども同様である。
上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。
例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記形態においては、MOCVD法によって製造で
きる発振波長650nm付近(650nm±20nm)と780nm
付近(780nm±20nm)のリッジ導波型レーザを用いた
が、製造方法,発振波長,素子構造などは各種のものが
知られており、前記形態に限定されるものではない。使
用する半導体材料,電極材料なども同様である。
【0022】(2)本発明は、DVD,CD,CD−Rの
互換再生が好適な適用例の一つであるが、波長が異なる
複数のレーザ光を得る場合であれば、一般的に適用可能
である。
互換再生が好適な適用例の一つであるが、波長が異なる
複数のレーザ光を得る場合であれば、一般的に適用可能
である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各層が第1のレーザ部の対応する層と反対の導電型の層
によって、第1のレーザ部上に第2のレーザ部を形成す
ることとしたので、複数の異なる波長のレーザ光を使用
する際の装置構成を簡略化して、その小型化を図ること
ができるという効果がある。
各層が第1のレーザ部の対応する層と反対の導電型の層
によって、第1のレーザ部上に第2のレーザ部を形成す
ることとしたので、複数の異なる波長のレーザ光を使用
する際の装置構成を簡略化して、その小型化を図ること
ができるという効果がある。
【図1】本発明の一形態にかかる半導体レーザ素子を示
す図である。
す図である。
【図2】第1のレーザ部を示す図である。
【図3】各レーザ部の活性層の例を示す図である。
【図4】第1のレーザ部上に第2のレーザ部を形成した
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図5】第2のレーザ部の一部を第1のレーザ部のコン
タクト層までエッチングした状態を示す図である。
タクト層までエッチングした状態を示す図である。
【図6】図1の形態の半導体レーザ素子の外観を示す斜
視図である。
視図である。
【図7】背景技術を示す図である。
11…n−GaAs基板 12…n−クラッド層 13…3Well SMQW−SCH活性層 14…第1p−クラッド層 15…エッチングストップ層 16…第2p−クラッド層 17…n−ブロック層 18…p−コンタクト層 22…p−クラッド層 23…活性層 24…第1n−クラッド層 25…エッチングストップ層 26…第2n−クラッド層 27…p−ブロック層 28…n−コンタクト層 30…マスク 32,34,36…電極 50,60…レーザ部 52,62…発光点
Claims (3)
- 【請求項1】 第1の波長のレーザ光を出力する第1の
レーザ部;この第1のレーザ部上の一部に連続して形成
されており、異なる第2の波長のレーザ光を出力する第
2の半導体レーザ部;を少なくとも含み、 前記第2のレーザ部を構成する各層を、前記第1のレー
ザ部の対応する層と逆の導電型としたことを特徴とする
半導体レーザ素子。 - 【請求項2】 前記第1のレーザ部上の一部に、前記第
1及び第2のレーザ部をそれぞれ独立して駆動するため
の電極を形成したことを特徴とする請求項1記載の半導
体レーザ素子。 - 【請求項3】 波長780nm付近のレーザ発光が可能な
レーザ部と、波長640nm付近のレーザ発光が可能なレ
ーザ部を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の半
導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9284353A JPH11112108A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9284353A JPH11112108A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11112108A true JPH11112108A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17677498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9284353A Pending JPH11112108A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11112108A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004614A1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| JP2001236675A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Pioneer Electronic Corp | 光ピックアップ装置 |
| US6771586B2 (en) | 2001-01-19 | 2004-08-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same |
| US7374959B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-05-20 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Two-wavelength semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9284353A patent/JPH11112108A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004614A1 (en) * | 1998-07-14 | 2000-01-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| US6456635B1 (en) | 1998-07-14 | 2002-09-24 | Sharp Kabushiki Kaishiki | Semiconductor laser device |
| JP2001236675A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Pioneer Electronic Corp | 光ピックアップ装置 |
| US6771586B2 (en) | 2001-01-19 | 2004-08-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same |
| US7374959B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-05-20 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Two-wavelength semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
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