JPS6010687A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6010687A JPS6010687A JP58117651A JP11765183A JPS6010687A JP S6010687 A JPS6010687 A JP S6010687A JP 58117651 A JP58117651 A JP 58117651A JP 11765183 A JP11765183 A JP 11765183A JP S6010687 A JPS6010687 A JP S6010687A
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- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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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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- H01S5/223—Buried stripe structure
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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
ようになってきた。
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
ようになってきた。
２ペーう゛
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。
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 ＡＬ ｙ Ａ ｓ （ｙご０．４ ）層２゜ｎ−
Ｇａ１ 、ＡｔｘＡｓ（ｘ＝○〜０．２） 活性層３゜
ｐ−Ｇａ１−ｙＡｔｙＡｓ（ｙ＝０．４）層４を備えた
半導体レーザにおいては、共振器端面ば、結晶のへき開
を利用しており、この端面は、通常例もつけない裸の状
態か、あるいは、Ｓ：０２やＡｔ２ｏ３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Ａ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ電極、５１はＺｎ拡散領
域でちる。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３ベ−ブ 身の光が反射によって０．１〜５係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
いる。これらの図で雑音周波数は２〜１２λ旺で雑音帯
域幅は３００１＆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 ＡＬ ｙ Ａ ｓ （ｙご０．４ ）層２゜ｎ−
Ｇａ１ 、ＡｔｘＡｓ（ｘ＝○〜０．２） 活性層３゜
ｐ−Ｇａ１−ｙＡｔｙＡｓ（ｙ＝０．４）層４を備えた
半導体レーザにおいては、共振器端面ば、結晶のへき開
を利用しており、この端面は、通常例もつけない裸の状
態か、あるいは、Ｓ：０２やＡｔ２ｏ３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Ａ ｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｉ電極、５１はＺｎ拡散領
域でちる。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３ベ−ブ 身の光が反射によって０．１〜５係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
いる。これらの図で雑音周波数は２〜１２λ旺で雑音帯
域幅は３００１＆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装置を提供
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装置を提供
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
つの共振器端面のそのレーザの発振波長における反射率
を、０．４５以上、０．８０以下とするものである。
つの共振器端面のそのレーザの発振波長における反射率
を、０．４５以上、０．８０以下とするものである。
この構成によって、半導体レーザの共振器端面の発振波
長における反射率が、レーザ媒質の半導体結晶のへき開
面の場合の約ＣＬ３よりも十分高くなっているため、発
振光の外部の物体による反射戻り光の共振器内部に帰還
する割合が小さくなり、かつ共振器端面反射率が十分高
いため、内部に蓄えられる光エネルギーが高く、外部か
ら入射する光による影響が少なくなり、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。
長における反射率が、レーザ媒質の半導体結晶のへき開
面の場合の約ＣＬ３よりも十分高くなっているため、発
振光の外部の物体による反射戻り光の共振器内部に帰還
する割合が小さくなり、かつ共振器端面反射率が十分高
いため、内部に蓄えられる光エネルギーが高く、外部か
ら入射する光による影響が少なくなり、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。
１よりも小さくし、両方の端面から十分利用できる程度
に光出力を得ることができる。とくに、一方の光出力を
他方の光出力に比例するモニタ出力として利用すること
ができ、光出力の変化を検出し、負帰還をかけることに
より他方の光出力の安定化を図ることが可能である。従
って、本発明による構成によ−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。
に光出力を得ることができる。とくに、一方の光出力を
他方の光出力に比例するモニタ出力として利用すること
ができ、光出力の変化を検出し、負帰還をかけることに
より他方の光出力の安定化を図ることが可能である。従
って、本発明による構成によ−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
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
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ＶＣ″１′″″ｉ８
ば・本発明者らがす存提案した １Ｔｗｉｎ Ｒｉｄｇ
ｅ ５ｕｂｓｔトａｔｅ（ＴＲ８）型半導体レーザのチ
ップであり、第６図に同チップの共振器端６ページ 面に平行なＸ−Ｙ断面図を示す。これらの図において、
９はＡｔ２０３膜、１０はＳｉ膜で、これらの２重層を
少なくとも１個以上を両方の共振器端面に付着させであ
る。
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ＶＣ″１′″″ｉ８
ば・本発明者らがす存提案した １Ｔｗｉｎ Ｒｉｄｇ
ｅ ５ｕｂｓｔトａｔｅ（ＴＲ８）型半導体レーザのチ
ップであり、第６図に同チップの共振器端６ページ 面に平行なＸ−Ｙ断面図を示す。これらの図において、
９はＡｔ２０３膜、１０はＳｉ膜で、これらの２重層を
少なくとも１個以上を両方の共振器端面に付着させであ
る。
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。ＴＲ３型レーザはＧ ａ Ａ
ｓ基板１に設けられた２つのりフジによる光の吸収を利
用して１発振横モードを制御し、安定な基本横モード発
振を実現している。端面の反射率は、２重層によるくり
返し反射干渉によって高められており、２重層の各層の
厚さおよび２重層のくり返し個数を適当に選ぶことによ
って。
動作について説明する。ＴＲ３型レーザはＧ ａ Ａ
ｓ基板１に設けられた２つのりフジによる光の吸収を利
用して１発振横モードを制御し、安定な基本横モード発
振を実現している。端面の反射率は、２重層によるくり
返し反射干渉によって高められており、２重層の各層の
厚さおよび２重層のくり返し個数を適当に選ぶことによ
って。
０．４５〜０．８０の間に容易に制御することができる
。
。
第６図は、上記レーザ装置の両方の端面の反射率をほぼ
等しくなるようにしながら、２重層の構成（膜厚および
個数）を変化させて光出力信号対雑音強度比（Ｓ／Ｎ）
の端面反射率依存性を測定した結果である。雑音強度は
、周波数２〜１２犀、帯域幅３００ ｋｌ（Ｚで測定し
た。光出力は、３ ｍＷで６ページ 光の帰還率は０〜３０チの間で変化させてその間での最
低Ｓ／Ｎを測定した。 この図からＳ／Ｎ 比は端面反
射率を０．４５以上にすることにょ−て顕著に改善され
ることがわかる。
等しくなるようにしながら、２重層の構成（膜厚および
個数）を変化させて光出力信号対雑音強度比（Ｓ／Ｎ）
の端面反射率依存性を測定した結果である。雑音強度は
、周波数２〜１２犀、帯域幅３００ ｋｌ（Ｚで測定し
た。光出力は、３ ｍＷで６ページ 光の帰還率は０〜３０チの間で変化させてその間での最
低Ｓ／Ｎを測定した。 この図からＳ／Ｎ 比は端面反
射率を０．４５以上にすることにょ−て顕著に改善され
ることがわかる。
Ｓ／Ｎ に関しては端面反射率が高い方がよいが、端面
反射率が高いと、外部微分量子効率が低下し実用上十分
な光出力を取出すことができない。
反射率が高いと、外部微分量子効率が低下し実用上十分
な光出力を取出すことができない。
第７図は、一方の端面反射率Ｒ１を０．８０とし、他方
の端面反射率Ｒ２を０．４５から順次変化させた時の電
流−光出力特性を測定した結果である。
の端面反射率Ｒ２を０．４５から順次変化させた時の電
流−光出力特性を測定した結果である。
この図から、Ｒ２を０．８０以上にすると実用上必要な
光出力を十分とり出すことができないことがわかり、端
面反射率は０．８０以下にする必要があることがわかる
。
光出力を十分とり出すことができないことがわかり、端
面反射率は０．８０以下にする必要があることがわかる
。
第８図は、上記半導体レーザにおいて一方の端面反射率
を０．７５．他方の端面反射率を０．７０とし１反射率
０．７０の面から出射される光出力の電流依存性および
電流−雑音特性である。
を０．７５．他方の端面反射率を０．７０とし１反射率
０．７０の面から出射される光出力の電流依存性および
電流−雑音特性である。
第９図は、反射率０．７０の面から出射された光出力を
３ｍＷ一定とし、光の帰還率を０〜３０係７ベー：゛ の間で変化させＳ／Ｈの温度依存性を測定した結果であ
り、従来の半導体レーザの場合（第３図）に比べ著しく
改善されている。
３ｍＷ一定とし、光の帰還率を０〜３０係７ベー：゛ の間で変化させＳ／Ｈの温度依存性を測定した結果であ
り、従来の半導体レーザの場合（第３図）に比べ著しく
改善されている。
発明の効果
以上のように本発明の半導体レーザ装置は二つの共振器
端面の反射率を０．４５以上、Ｏ，ＳＯ以下とすること
によって実用上十分な光出力で安定な発振を実現し、も
どり光がある場合においても極めて低雑音動作すること
ができ、その工業上の利用価値は犬なるものである。
端面の反射率を０．４５以上、Ｏ，ＳＯ以下とすること
によって実用上十分な光出力で安定な発振を実現し、も
どり光がある場合においても極めて低雑音動作すること
ができ、その工業上の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
ハ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
装置の断面図、第６図は、本発明の実施例の半導体レー
ザ装置のＳ／Ｎ の端面反射率依存性を示す図、第７図
は、同半導体レーザ装置の電流−光出力特性を片方の端
面反射率を変化させて測定した結果を示す図、第８図は
同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９図は、同半導体レーザ装置におけ
るＳ／Ｎ の温度依存性を示す図である。 １＝−ｎ−ＧａＡｓ基板、２−ｎ−Ｇａ１ ｙＡＺｙＡ
ｓ層、３・・・・ｎ−Ｇａ１−ｘＡｔｘＡｓ層、４・・
・・・ｐ−Ｇａ１．ＡｌｙＡｓ層、５−ｎ−ＧａＡｓ層
、６−−＝・Ｔ ｉ ／Ｐ ｔ ／Ａｕ電極、７−−−
Ａｕ −Ｇ ｅ−Ｎ ｉ電極、８・・・・・ＴＲ３型
半導体レーザ、９・・・Ａｔ２０３．１０・・・・Ｓｉ
、１１ ・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板上の溝、５１・・
・・・・Ｚｕ拡散領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名電 第１図 １ 第２図 ０ ６０ １００ 噸ｊ ｉ （次ハラ 第３図 湿＆（°Ｃジ 第 ５Ｉ７１ Ｘ 「ヨ］暮自＝戸ｍＹ 第６図 某 ７ 図 県 ８ 図 ５０ １００ 張Ｌ ヅＬ （ｔｎＡ） 第９図 質流（ｍＡ） 湿 ７隊 （Ｃ）
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
ハ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
装置の断面図、第６図は、本発明の実施例の半導体レー
ザ装置のＳ／Ｎ の端面反射率依存性を示す図、第７図
は、同半導体レーザ装置の電流−光出力特性を片方の端
面反射率を変化させて測定した結果を示す図、第８図は
同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９図は、同半導体レーザ装置におけ
るＳ／Ｎ の温度依存性を示す図である。 １＝−ｎ−ＧａＡｓ基板、２−ｎ−Ｇａ１ ｙＡＺｙＡ
ｓ層、３・・・・ｎ−Ｇａ１−ｘＡｔｘＡｓ層、４・・
・・・ｐ−Ｇａ１．ＡｌｙＡｓ層、５−ｎ−ＧａＡｓ層
、６−−＝・Ｔ ｉ ／Ｐ ｔ ／Ａｕ電極、７−−−
Ａｕ −Ｇ ｅ−Ｎ ｉ電極、８・・・・・ＴＲ３型
半導体レーザ、９・・・Ａｔ２０３．１０・・・・Ｓｉ
、１１ ・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板上の溝、５１・・
・・・・Ｚｕ拡散領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名電 第１図 １ 第２図 ０ ６０ １００ 噸ｊ ｉ （次ハラ 第３図 湿＆（°Ｃジ 第 ５Ｉ７１ Ｘ 「ヨ］暮自＝戸ｍＹ 第６図 某 ７ 図 県 ８ 図 ５０ １００ 張Ｌ ヅＬ （ｔｎＡ） 第９図 質流（ｍＡ） 湿 ７隊 （Ｃ）
Claims (2)
- （１）二つの共振器端面の発振光の波長における光の反
射率を、０．４５以上、０．８０以下としたことを特徴
とする半導体レーザ装置。 - （２）共振器端面の表面に屈折率の異なる２種類の材料
の膜を順次付着させた二重層を少なくとも１個有してな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117651A JPS6010687A (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 |
|---|---|---|---|
| JP58117651A JPS6010687A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010687A true JPS6010687A (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=14716947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117651A Pending JPS6010687A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010687A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205588A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザプリンタ用半導体レーザ装置の駆動方法 |
| JPH02144980A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-04 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170585A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Nec Corp | Semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117651A patent/JPS6010687A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170585A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Nec Corp | Semiconductor laser device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205588A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーザプリンタ用半導体レーザ装置の駆動方法 |
| JPH02144980A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-04 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子 |
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