JPS6010686A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6010686A JPS6010686A JP58117650A JP11765083A JPS6010686A JP S6010686 A JPS6010686 A JP S6010686A JP 58117650 A JP58117650 A JP 58117650A JP 11765083 A JP11765083 A JP 11765083A JP S6010686 A JPS6010686 A JP S6010686A
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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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- 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
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- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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- 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
- H01S5/22—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 having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
-
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- 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
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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- Optics & Photonics (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は光情報処理用光源等に利用される半導体レーザ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体レーザは、小型でかつ効率が高く、駆動電流によ
る直接変調が可能であるなどの多くの特長を有しており
、近年、光通信や光情報処理用の光源として利用される
ように彦ってきた。
る直接変調が可能であるなどの多くの特長を有しており
、近年、光通信や光情報処理用の光源として利用される
ように彦ってきた。
これらの目的に使用するためには、光出力の変動すなわ
ち光強度雑音が少ないことが必要である。
ち光強度雑音が少ないことが必要である。
２ページ
特に、光学系との結合において自分自身の光が反射され
て戻された場合の光強度雑音の少ないことが重要である
。
て戻された場合の光強度雑音の少ないことが重要である
。
従来の半導体レーザ、例えば第１図に示すようなＧ ａ
Ａ ｓ基板１に溝１１を設け、この上にｎ −Ｇ ａ
１ｙ Ａ ７ ｙ Ａ ｓ （ｙ サＯ−４）層２
、 ｎ Ｇａ１゜ＡＩ Ａｓ（ｘ＝○〜０．２）活性層
３ ｒ ｐ Ｇ ａ １ｙＡｌｌ Ａｓ （ｙ＝０．４
）層４を備えた半導体レーザにおいては、共恨器端面
ば、結晶のへき開を利用しており、この端面は、通常例
もつけない状態か、あるいは、ＳｉＯ２やＡ１２ｏ３と
いった誘電体膜をλ／２ｎ（ｎはその材料の屈折率 λ
はレーザの発振波長）の厚さにつけている。なお、５は
ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層、６はＴ ｉ ／ Ｐ ｔ ／
Ａ ｕ電極、７はＡｕ−Ｇｅ−Ｎ ｉ電極、５１はＺｎ
拡散領域である。このような半導体レーザの電流−光出
力特性および電流−雑音特性は第２図のようになってい
る。さらに、光出力を３ｍＷで一定にし、自分自身の光
が反射によって０．１〜５％程度戻った場合の信号対雑
音強度比の温度依存性は、第３図のようになってい３
ページ る。とれらの図で雑音周波数は２〜１２ＩＩＩＩで雑音
帯域幅は３００ｋｔ（＋で測定した。これらの雑音特性
は、実用上有害で、特に、光学式のビデオディスクの光
源としては、使うことができなかった。
Ａ ｓ基板１に溝１１を設け、この上にｎ −Ｇ ａ
１ｙ Ａ ７ ｙ Ａ ｓ （ｙ サＯ−４）層２
、 ｎ Ｇａ１゜ＡＩ Ａｓ（ｘ＝○〜０．２）活性層
３ ｒ ｐ Ｇ ａ １ｙＡｌｌ Ａｓ （ｙ＝０．４
）層４を備えた半導体レーザにおいては、共恨器端面
ば、結晶のへき開を利用しており、この端面は、通常例
もつけない状態か、あるいは、ＳｉＯ２やＡ１２ｏ３と
いった誘電体膜をλ／２ｎ（ｎはその材料の屈折率 λ
はレーザの発振波長）の厚さにつけている。なお、５は
ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層、６はＴ ｉ ／ Ｐ ｔ ／
Ａ ｕ電極、７はＡｕ−Ｇｅ−Ｎ ｉ電極、５１はＺｎ
拡散領域である。このような半導体レーザの電流−光出
力特性および電流−雑音特性は第２図のようになってい
る。さらに、光出力を３ｍＷで一定にし、自分自身の光
が反射によって０．１〜５％程度戻った場合の信号対雑
音強度比の温度依存性は、第３図のようになってい３
ページ る。とれらの図で雑音周波数は２〜１２ＩＩＩＩで雑音
帯域幅は３００ｋｔ（＋で測定した。これらの雑音特性
は、実用上有害で、特に、光学式のビデオディスクの光
源としては、使うことができなかった。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、戻り光がある場合においても
低雑音で発振することのできる半導体レーザを提供する
ものである。
低雑音で発振することのできる半導体レーザを提供する
ものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の半導体レーザは、二
つの共振器端面の発振波長における光の反射率を、レー
ザ媒質の半導体結晶自体の反射率よりも高く、かつ１ｏ
○パーセントの反射率よりも小さくする、ことから構成
されている。
つの共振器端面の発振波長における光の反射率を、レー
ザ媒質の半導体結晶自体の反射率よりも高く、かつ１ｏ
○パーセントの反射率よりも小さくする、ことから構成
されている。
この構成によって、共振器端面の反射率が高いため、自
分自身の光の戻り光が共振器内部に帰還する割合が小さ
くなり、かつ反射率が高いために内部に蓄えられる光エ
ネルギーが高く外部から入射する光の影響を受けに＜＜
、安定な発振状態が得られることになる。さらに両方の
端面の反射率は１００パーセントよりも小さくしている
ため両方の端面から光を取り出すことができ、一方をモ
ーニター用の光出力として利用することができる、光出
力の変化を検出し、負帰還をかけることにより、光出力
の安定化を図ることも可能である。この構成によって光
出力変動の少ない低雑音動作が実現されることになる。
分自身の光の戻り光が共振器内部に帰還する割合が小さ
くなり、かつ反射率が高いために内部に蓄えられる光エ
ネルギーが高く外部から入射する光の影響を受けに＜＜
、安定な発振状態が得られることになる。さらに両方の
端面の反射率は１００パーセントよりも小さくしている
ため両方の端面から光を取り出すことができ、一方をモ
ーニター用の光出力として利用することができる、光出
力の変化を検出し、負帰還をかけることにより、光出力
の安定化を図ることも可能である。この構成によって光
出力変動の少ない低雑音動作が実現されることになる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照しなから説
明する。第４図は本発明の一実施例における半導体レー
ザの構造を示すものである。第４図拠おいて８は、本発
明者らがすでに提案したＴｗｉｎ Ｒｉｄｇｅ ５ｕｂ
ｓｔｒａｔｅ （Ｔ ＲＳ ）型半導体レーザであり、
第５図に同レーザの共振器端面に平行なｘ−ｙ断面図を
示す。
明する。第４図は本発明の一実施例における半導体レー
ザの構造を示すものである。第４図拠おいて８は、本発
明者らがすでに提案したＴｗｉｎ Ｒｉｄｇｅ ５ｕｂ
ｓｔｒａｔｅ （Ｔ ＲＳ ）型半導体レーザであり、
第５図に同レーザの共振器端面に平行なｘ−ｙ断面図を
示す。
９はＳｉ３Ｎ４膜で膜厚はλ／４ｎ、（λはレーザの発
振波長、ｎｌはλにおけるＳｉ３Ｎ４の屈折率）とする
。１０は、アモルファスＳｔ（以下ａ −Ｓ ｉ ＴＨ
とよぶ）膜で膜厚はλ／４ｎ２（ｎ２はλにおけるａ
−Ｓ ｉの屈折率）以上とする。
振波長、ｎｌはλにおけるＳｉ３Ｎ４の屈折率）とする
。１０は、アモルファスＳｔ（以下ａ −Ｓ ｉ ＴＨ
とよぶ）膜で膜厚はλ／４ｎ２（ｎ２はλにおけるａ
−Ｓ ｉの屈折率）以上とする。
５ページ
以上のように構成された半導体レーザについて以下その
動作について説明する。ＴＲ８型半導体レーザは、基板
に設けられた２つのリッジによって光の吸収が生じ、レ
ーザの発振横モードを安定化し、基本横モード発振を実
現する。共振器端面につけたＳｉ３Ｎ４／ａ−９ｔ膜ば
くり返し反射干渉によって光の反射率を高めるためのも
ので、本実施例では発振波長７８００Ａのレーザを用い
ただめ、７０〜８０係の反射率と々っている。
動作について説明する。ＴＲ８型半導体レーザは、基板
に設けられた２つのリッジによって光の吸収が生じ、レ
ーザの発振横モードを安定化し、基本横モード発振を実
現する。共振器端面につけたＳｉ３Ｎ４／ａ−９ｔ膜ば
くり返し反射干渉によって光の反射率を高めるためのも
ので、本実施例では発振波長７８００Ａのレーザを用い
ただめ、７０〜８０係の反射率と々っている。
第６図は、本実施例の半導体レーザにおける電流−光出
力特性および電流−羅音特性を示したものである。第７
図は、本実施例の半導体レーザにおいて一方の端面から
出射される光出力を３ｍＷとし、これに比例する他方の
光出力を検出し負帰還をかけ、動作電流を制御し３ｍＷ
の光出力を一定化した場合の光出力信号対雑音強度比（
、Ｓ／Ｎ）の温度依存性を測定した結果である。
力特性および電流−羅音特性を示したものである。第７
図は、本実施例の半導体レーザにおいて一方の端面から
出射される光出力を３ｍＷとし、これに比例する他方の
光出力を検出し負帰還をかけ、動作電流を制御し３ｍＷ
の光出力を一定化した場合の光出力信号対雑音強度比（
、Ｓ／Ｎ）の温度依存性を測定した結果である。
このような光出力制御は、共振器端面の光の反射率を１
００パーセントよりも小さくし両方の端面から光出力を
取り出せるようにしたためである。
００パーセントよりも小さくし両方の端面から光出力を
取り出せるようにしたためである。
６ページ
これらの結果かられかるように、本発明による半導体レ
ーザでは、従来の半導体レーザに比べて１０〜３０ｄＢ
の雑音低減が実現されている。
ーザでは、従来の半導体レーザに比べて１０〜３０ｄＢ
の雑音低減が実現されている。
発明の効果
以上のように本発明の半導体レーザは二つの共振器端面
の反射率を半導体結晶材料自体の端面の反射率よりも高
く、かつ１ｏ○パーセントの反射率よりも小さくなるよ
うにすることにより、安定な光出力で発振し低雑音動作
することができ、その工業的利用価値は犬なるものであ
る。
の反射率を半導体結晶材料自体の端面の反射率よりも高
く、かつ１ｏ○パーセントの反射率よりも小さくなるよ
うにすることにより、安定な光出力で発振し低雑音動作
することができ、その工業的利用価値は犬なるものであ
る。
第１図は、従来の半導体レーザの斜視図、第２図は、従
来の半導体レーザの電流−光出力特性および電流−雑音
強度特性を示す図、第３図は従来の半導体レーザのＳ／
Ｎの温度依存性を示す図、第４図は、本発明の実施例の
半導体レーザ装置の斜視図、第５図は、同半導体レーザ
装置のｘ−ｙ断面図、第６図は、本発明の実施例の半導
体レーザ装置の電流−光出力特性および電流−雑音特性
を示す図、第７図は、同半導体レーザ装置におけ７ペー
ジ るＳ／Ｎの温度依存性を測定した結果を示す図である。 １−−−−−− ｎ−ＧａＡｓ層、２・・・・・・ｎ−
Ｇａ１−ｙＡｌｙＡＳ層、３−＝−ｎ−Ｇａ１ 、Ａｌ
ｘＡｓ層、４ ・−・−ｐ −Ｇａ１−ｙＡｌｙＡＳ層
、６−＝−・ｎ −ＧａＡｓ 、 ６−・−Ｔ ｉ ／
Ｐｔ／Ａｕ電椅、７ ｍ−Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電極、８・
・・・・・ＴＲ３型半導体レーザ、９・・・・・・Ｓｉ
３Ｎ４．１ｏ・・・・・・Ｓｉ、１１・・・・・・溝、
５１・・・・・・Ｚｎ拡散領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか１名槻１
図 乙 ／ １ 第２図 Ｑ ５０ １００ 償ヒ′、；ｔ Ｃ竺Ａ）
来の半導体レーザの電流−光出力特性および電流−雑音
強度特性を示す図、第３図は従来の半導体レーザのＳ／
Ｎの温度依存性を示す図、第４図は、本発明の実施例の
半導体レーザ装置の斜視図、第５図は、同半導体レーザ
装置のｘ−ｙ断面図、第６図は、本発明の実施例の半導
体レーザ装置の電流−光出力特性および電流−雑音特性
を示す図、第７図は、同半導体レーザ装置におけ７ペー
ジ るＳ／Ｎの温度依存性を測定した結果を示す図である。 １−−−−−− ｎ−ＧａＡｓ層、２・・・・・・ｎ−
Ｇａ１−ｙＡｌｙＡＳ層、３−＝−ｎ−Ｇａ１ 、Ａｌ
ｘＡｓ層、４ ・−・−ｐ −Ｇａ１−ｙＡｌｙＡＳ層
、６−＝−・ｎ −ＧａＡｓ 、 ６−・−Ｔ ｉ ／
Ｐｔ／Ａｕ電椅、７ ｍ−Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電極、８・
・・・・・ＴＲ３型半導体レーザ、９・・・・・・Ｓｉ
３Ｎ４．１ｏ・・・・・・Ｓｉ、１１・・・・・・溝、
５１・・・・・・Ｚｎ拡散領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか１名槻１
図 乙 ／ １ 第２図 Ｑ ５０ １００ 償ヒ′、；ｔ Ｃ竺Ａ）
Claims (1)
- 二つの共振器端面の発振波長における光の反射率を、レ
ーザ媒質と々っている半導体結晶材料自体の表面の反射
率よりも高く、かつ１００パーセントの反射率よシも小
さくしたことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117650A JPS6010686A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 半導体レ−ザ装置 |
| US06/948,393 US4731792A (en) | 1983-06-29 | 1986-12-30 | Semiconductor laser device with decreased light intensity noise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117650A JPS6010686A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010686A true JPS6010686A (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=14716924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117650A Pending JPS6010686A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010686A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6398674U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 | ||
| US4833373A (en) * | 1986-04-09 | 1989-05-23 | Nissan Motor Company, Limited | System for shaking water off windshield |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117650A patent/JPS6010686A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4833373A (en) * | 1986-04-09 | 1989-05-23 | Nissan Motor Company, Limited | System for shaking water off windshield |
| JPS6398674U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 |
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