JPS5987888A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS5987888A JPS5987888A JP19793582A JP19793582A JPS5987888A JP S5987888 A JPS5987888 A JP S5987888A JP 19793582 A JP19793582 A JP 19793582A JP 19793582 A JP19793582 A JP 19793582A JP S5987888 A JPS5987888 A JP S5987888A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stripe
- resonator
- layer
- semiconductor laser
- width
- 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.)
- Granted
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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉
本発明は、戻り光による干渉雑音を低減した半導体レー
ザ素子に関するものである。
ザ素子に関するものである。
〈従来技術〉
従来、半導体レーザ装置をディスク情報処理装置の光源
として使用した場合、ビデオディスク。
として使用した場合、ビデオディスク。
オーディオディスク等の光学系との結合に於いてディス
ク面からの反射による出力レーザ光の戻り光が半導体レ
ーザ素子へ再入射されることがあり出力光に対する再入
射光の干渉により第７図に実線で示す如く注入電流と光
出力の間の直線性が低下し、また第一図に実線ノ１で示
す如く出力光の雑音が増加するため、実用に供すること
ができなくなることがある。この問題を解決する手段と
して、電流注入幅即ちストライプ幅を通常の７０〜／ｊ
μｍに比べて活性層中のキャリア拡散長程度即ち２〜グ
μｍ程度に狭くし、歪の発生あるいは戻り光雑音の増加
を回避することが試行されている。このような半導体レ
ーザでは、利得分布によリレーザの光分布が決定される
が、共振器体積の小さいことから自然放出光のレーザモ
ードの関与が大きくなると共に注入電流密度が大きいた
め利得のスペクトル幅が拡大され、多軸モードにより発
振してこの多軸モード発振により再入射光の影響が低減
される。
ク面からの反射による出力レーザ光の戻り光が半導体レ
ーザ素子へ再入射されることがあり出力光に対する再入
射光の干渉により第７図に実線で示す如く注入電流と光
出力の間の直線性が低下し、また第一図に実線ノ１で示
す如く出力光の雑音が増加するため、実用に供すること
ができなくなることがある。この問題を解決する手段と
して、電流注入幅即ちストライプ幅を通常の７０〜／ｊ
μｍに比べて活性層中のキャリア拡散長程度即ち２〜グ
μｍ程度に狭くし、歪の発生あるいは戻り光雑音の増加
を回避することが試行されている。このような半導体レ
ーザでは、利得分布によリレーザの光分布が決定される
が、共振器体積の小さいことから自然放出光のレーザモ
ードの関与が大きくなると共に注入電流密度が大きいた
め利得のスペクトル幅が拡大され、多軸モードにより発
振してこの多軸モード発振により再入射光の影響が低減
される。
しかしながら、利得導波ｉ！構の半導体レーザ素子は、
注入電流あるいは経時変化等によって近視野像が変化す
るため、光学系との結合が不安定になりかつ非点収差が
大きいため、レンズ等の光学系との結合効率か低下する
といった欠点を生じる。
注入電流あるいは経時変化等によって近視野像が変化す
るため、光学系との結合が不安定になりかつ非点収差が
大きいため、レンズ等の光学系との結合効率か低下する
といった欠点を生じる。
〈発明の目的〉
不発りｊは、従来の半導体レーザ素子に於ける上述の欠
点を根本的に解決するものであり、屈折率導波機構を有
しかつ縦マルチモード発振することによって雑音の増加
を防止するとともに、利得導波機構の半導体レーザ素子
と光学系との結合状態を良好にすることがてきる新規釘
用な半導体レーザ素子を提供することを目的とするもの
である。
点を根本的に解決するものであり、屈折率導波機構を有
しかつ縦マルチモード発振することによって雑音の増加
を防止するとともに、利得導波機構の半導体レーザ素子
と光学系との結合状態を良好にすることがてきる新規釘
用な半導体レーザ素子を提供することを目的とするもの
である。
〈実施例〉
第３図は本発明の一実施例を示す半導体レーザ素子の共
振器長方向の断面構成図である。
振器長方向の断面構成図である。
Ｐ−ＧａＡｓ基板／上に電流通路を制御するためのｎ−
ＧａＡｓから成る電流閉じ込め層、２．１）−ＧａＡＩ
Ａｓから成るＰ型クラッド層３．ｐ又はｎ−ＧａＡＩＡ
ｓ（又はＧａＡｓ ）からなる活性層グ。
ＧａＡｓから成る電流閉じ込め層、２．１）−ＧａＡＩ
Ａｓから成るＰ型クラッド層３．ｐ又はｎ−ＧａＡＩＡ
ｓ（又はＧａＡｓ ）からなる活性層グ。
ｎ−ＧａＡＩＡＳから成るｎ型りラッド層！ 、 ｎ
−ＧａＡｓから成るキャップ層乙が順次液相エピタキシ
ャル成長法により積層されている。尚、図中７、♂は共
振器の各々の端面である。電流閉じ込め層ノの層厚はＯ
♂μｍ程度とし、ＧａＡｓ基板ｌに堆積された後、後述
する如くストライプ状の溝を表面よりＧａＡｓ基板／基
板法る迄深さ約／μｍ程度エツチング加工して電流通路
を形成している。
−ＧａＡｓから成るキャップ層乙が順次液相エピタキシ
ャル成長法により積層されている。尚、図中７、♂は共
振器の各々の端面である。電流閉じ込め層ノの層厚はＯ
♂μｍ程度とし、ＧａＡｓ基板ｌに堆積された後、後述
する如くストライプ状の溝を表面よりＧａＡｓ基板／基
板法る迄深さ約／μｍ程度エツチング加工して電流通路
を形成している。
ＧａＡｓ基板／基板法 、ｕ −Ｚ ｎから成るＰ側電
極、キャップ層ＺにはＡ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ −
Ａ ｕから成るｎ側電極を蒸着形成する。電流閉じ込め
層ノが介在している領域は逆極性に接合されるため電流
が流れず、電流閉じ込め層コが除去されたストライプ状
の溝部のみが電流通路となる。
極、キャップ層ＺにはＡ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ −
Ａ ｕから成るｎ側電極を蒸着形成する。電流閉じ込め
層ノが介在している領域は逆極性に接合されるため電流
が流れず、電流閉じ込め層コが除去されたストライプ状
の溝部のみが電流通路となる。
−Ｂｌ１面図であり、共振器内部の断面構造を示す。
共振器内部では電流閉じ込め層Ｊに形成されるストライ
プ溝の幅Ｗｌは２μｍであり幅ＷＩのストライプ溝の長
さは、２０μｍとする。このストライプ溝の影響を受け
て共振器端面の活性層グはストライプ溝直上で平凸形状
あるいは三日月形状となる。一方、共振器内部では電流
閉じ込め層−に形成されるストライプ溝の幅Ｗ２はりμ
ｍであり長さはコθθμｍに設定されている。尚、スト
ライプ溝の中心線は共振器の端面と内部で合致している
。この部分の活性層グは平坦化され、ストライプ溝の形
状の影響を受けない。
プ溝の幅Ｗｌは２μｍであり幅ＷＩのストライプ溝の長
さは、２０μｍとする。このストライプ溝の影響を受け
て共振器端面の活性層グはストライプ溝直上で平凸形状
あるいは三日月形状となる。一方、共振器内部では電流
閉じ込め層−に形成されるストライプ溝の幅Ｗ２はりμ
ｍであり長さはコθθμｍに設定されている。尚、スト
ライプ溝の中心線は共振器の端面と内部で合致している
。この部分の活性層グは平坦化され、ストライプ溝の形
状の影響を受けない。
第２図はＧａＡｓ基板／基板法閉じ込め層−を成長させ
、７回のフォトエツチング工程でストライプ溝を形成し
た形状を示す斜視図である。
、７回のフォトエツチング工程でストライプ溝を形成し
た形状を示す斜視図である。
第に図に示す状態でＰ型クラッド層３をエピタキシャル
成長させると、Ｐ型クラッド層３はストライプ幅Ｗ２の
領域では上面が平坦になり、ストライプ幅Ｗ１ の領域
では上面に窪みが形成される。
成長させると、Ｐ型クラッド層３はストライプ幅Ｗ２の
領域では上面が平坦になり、ストライプ幅Ｗ１ の領域
では上面に窪みが形成される。
これはストライプ幅Ｗ１ の領域の方が溝幅が広いため
、この溝部分を埋めるに要するＰ−ＧａＡＩＡｓが多く
なることに起因する。従ってこのＰ型クラッド層３上に
成長される活性層はＰ型クラッド層３の上面形状により
第７図及び第５図の如くとなる。このような構造とする
ことにより、共振器端るが、共振器内部では横方向の屈
折率差が小さくなるため光は横方向に３〜グμｍ広がる
。
、この溝部分を埋めるに要するＰ−ＧａＡＩＡｓが多く
なることに起因する。従ってこのＰ型クラッド層３上に
成長される活性層はＰ型クラッド層３の上面形状により
第７図及び第５図の如くとなる。このような構造とする
ことにより、共振器端るが、共振器内部では横方向の屈
折率差が小さくなるため光は横方向に３〜グμｍ広がる
。
この素子において、Ｐ型クラッド層３．活性層グ、ｎ型
クラッド層ｊの各混晶比ｘ ｒ Ｙ 、ｚを例えば、 Ｘ−θｊθ（Ｐ型りラッド層） ｙ−θ／６（活性層） ２二Ｏグ３；（ｎ型クラッド層） の如く非対称としかつＰ型りラ・ソド層３の混晶比を大
きく設定する。これによって光は基板側に漏れにくくな
り、従って横方向屈折率差が充分小さくなり、通常の電
極ストライプレーザと同様に利得によって導波されるの
で縦マルチモード発振する。しかし、共振器端面ては、
活性層の厚さか横方向で変化しているため屈折率で導波
され、従ってビームウェイスト端面て一致し、非点収差
が現われない。
クラッド層ｊの各混晶比ｘ ｒ Ｙ 、ｚを例えば、 Ｘ−θｊθ（Ｐ型りラッド層） ｙ−θ／６（活性層） ２二Ｏグ３；（ｎ型クラッド層） の如く非対称としかつＰ型りラ・ソド層３の混晶比を大
きく設定する。これによって光は基板側に漏れにくくな
り、従って横方向屈折率差が充分小さくなり、通常の電
極ストライプレーザと同様に利得によって導波されるの
で縦マルチモード発振する。しかし、共振器端面ては、
活性層の厚さか横方向で変化しているため屈折率で導波
され、従ってビームウェイスト端面て一致し、非点収差
が現われない。
第７図は第３図に示す半導体レーザ素子の電流光出力特
性を示す特性図である。第２図は第３図に示す半導体レ
ーザ菓子のスペクトル図である。
性を示す特性図である。第２図は第３図に示す半導体レ
ーザ菓子のスペクトル図である。
第３図に示す半導体レーザは、直流出力／ ｊ ｍ Ｗ
まで縦マルチモードで発振し、しかも非点収差はｊｐｍ
以下であった。
まで縦マルチモードで発振し、しかも非点収差はｊｐｍ
以下であった。
〈発明の効果〉
以上詳述した如く、本発明によれば、縦マルチモード発
振となって、レーザ端面・＼の戻り光による影響が小さ
く直線性の良好な注入電流対光出力特性が得られ、しか
も、非点収差が小さく光学系との結合効率の良いまた近
視野像が注入電流、経時変化等で変化せず安定な出力光
を得ることができる。
振となって、レーザ端面・＼の戻り光による影響が小さ
く直線性の良好な注入電流対光出力特性が得られ、しか
も、非点収差が小さく光学系との結合効率の良いまた近
視野像が注入電流、経時変化等で変化せず安定な出力光
を得ることができる。
第１図は従来の半導体レーザ素子の注入電流対光出力特
性図である。実線は１４人射光が存在する場合、破線は
再入射光がない場合の特性曲線である。 第２図は従来の半導体レーザ素子の！１ｆ音特性図であ
る。曲線１□ は再入射光が存在する場合、曲線ノ２は
再入射光がない場合の特性曲線である。 第３図は本発明の一実施例を示す半導体レーザ素子の構
成断面図である。第り図は第３図のＡ −Ａ断面図であ
る。第５図は第３図のＢ−Ｂ断面図である。第２図は第
３図に示す半導体レーザ素子の基板構成を示す要部詳細
斜視図である。 第７図は第３図に示す半導体レーザ素子の電流対光出力
特性を示す特性図である。第２図は第３図に示す半導体
レーザ素子のスペクトル図である。 か・・ＧａＡｓ基板、 コ・・・電流閉じ込め層、３・
・・Ｐ型クラッド層、 り・・・活性層、ｊ・・・ｎ
型クラッド層、 ２・・・キャップ層、７６．？・・
・共振器端面。 化１７１人 弁理士 福 士 愛 彦（他−名）連Ｘ竜
＊、 Ｉ 第１図 第２１閲 第３図 第４ＦＡ 第５図 第６図 第７図 ην 層 八や ツーＬ＆／ＩＭ−ノ 第θ図
性図である。実線は１４人射光が存在する場合、破線は
再入射光がない場合の特性曲線である。 第２図は従来の半導体レーザ素子の！１ｆ音特性図であ
る。曲線１□ は再入射光が存在する場合、曲線ノ２は
再入射光がない場合の特性曲線である。 第３図は本発明の一実施例を示す半導体レーザ素子の構
成断面図である。第り図は第３図のＡ −Ａ断面図であ
る。第５図は第３図のＢ−Ｂ断面図である。第２図は第
３図に示す半導体レーザ素子の基板構成を示す要部詳細
斜視図である。 第７図は第３図に示す半導体レーザ素子の電流対光出力
特性を示す特性図である。第２図は第３図に示す半導体
レーザ素子のスペクトル図である。 か・・ＧａＡｓ基板、 コ・・・電流閉じ込め層、３・
・・Ｐ型クラッド層、 り・・・活性層、ｊ・・・ｎ
型クラッド層、 ２・・・キャップ層、７６．？・・
・共振器端面。 化１７１人 弁理士 福 士 愛 彦（他−名）連Ｘ竜
＊、 Ｉ 第１図 第２１閲 第３図 第４ＦＡ 第５図 第６図 第７図 ην 層 八や ツーＬ＆／ＩＭ−ノ 第θ図
Claims (1)
- ｌ 共振器端面近くでストライプ幅が広く、共振器内方
でストライプ幅が狭くなる電流狭窄川内部ストライプ溝
を有し、該ストライプ溝上に堆積されたレーザ動作用結
晶層の活性層厚を共振器端面近くで厚く形成したことを
特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19793582A JPS5987888A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19793582A JPS5987888A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987888A true JPS5987888A (ja) | 1984-05-21 |
| JPH05875B2 JPH05875B2 (ja) | 1993-01-06 |
Family
ID=16382733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19793582A Granted JPS5987888A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987888A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926431A (en) * | 1987-08-04 | 1990-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device which is stable for a long period of time |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536932A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-14 | Toshiba Corp | Manufacturing of light emitting element |
| JPS55108789A (en) * | 1979-01-18 | 1980-08-21 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS5640293A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-16 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS59175182A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-03 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP19793582A patent/JPS5987888A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536932A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-14 | Toshiba Corp | Manufacturing of light emitting element |
| JPS55108789A (en) * | 1979-01-18 | 1980-08-21 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS5640293A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-16 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS59175182A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-03 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926431A (en) * | 1987-08-04 | 1990-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device which is stable for a long period of time |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05875B2 (ja) | 1993-01-06 |
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