JPS60187080A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS60187080A JPS60187080A JP59043401A JP4340184A JPS60187080A JP S60187080 A JPS60187080 A JP S60187080A JP 59043401 A JP59043401 A JP 59043401A JP 4340184 A JP4340184 A JP 4340184A JP S60187080 A JPS60187080 A JP S60187080A
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- JP
- Japan
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- layer
- inp
- buried
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- refractive index
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- Granted
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
-
- 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
- H01S5/22—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は半導体発光装置に係り特に縦モードの安定化を
計った半導体レーザに関する。
計った半導体レーザに関する。
従来例の構成とその問題点
従来より半導体レーザの縦モードの制御のだめにＤ Ｆ
Ｂ （ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄ ｂａｃｋ
）構造という方法がとられていた。この方法は電流を注
入する部分に胛期的な屈折率変化（コルゲーション）を
与えることにより、分布的な光の帰還を生じさせ、発振
を得るものである。Ｄ’ＦＢレーザにおいて得られる発
振波長λと、屈折率変化の周期へとの関係は、 λ＝ ２ ｎ７７ｍ ただし、ｎ：活性層の屈折率、ｍニブラッグ回折の次数 の関係で決まり、この発振波長λで単一波長発振の縦モ
ード動作が安定に行われる。しかしながら結晶へのコル
ゲーションの形成は、その周期が１．３μｍμｍ−ザに
おいては、式かられかるようにｍ ＝ １とすれば、２
０００人程度色相めて小さく微細加工技術が必要であり
、製造工程が複雑となるという欠点があり、まだ実用に
至っていない。
Ｂ （ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄ ｂａｃｋ
）構造という方法がとられていた。この方法は電流を注
入する部分に胛期的な屈折率変化（コルゲーション）を
与えることにより、分布的な光の帰還を生じさせ、発振
を得るものである。Ｄ’ＦＢレーザにおいて得られる発
振波長λと、屈折率変化の周期へとの関係は、 λ＝ ２ ｎ７７ｍ ただし、ｎ：活性層の屈折率、ｍニブラッグ回折の次数 の関係で決まり、この発振波長λで単一波長発振の縦モ
ード動作が安定に行われる。しかしながら結晶へのコル
ゲーションの形成は、その周期が１．３μｍμｍ−ザに
おいては、式かられかるようにｍ ＝ １とすれば、２
０００人程度色相めて小さく微細加工技術が必要であり
、製造工程が複雑となるという欠点があり、まだ実用に
至っていない。
発明の目的
本発明は、微細加工技術を必要とせず、またコルゲーシ
ョンをもたない構造で縦モードの安定化を計った半導体
レーザ素子を提供せんとするものである。
ョンをもたない構造で縦モードの安定化を計った半導体
レーザ素子を提供せんとするものである。
発明の構成
本発明は活性層（屈折率ｎ１）の一部を屈折率ｎ２の半
導体でおきかえ、活性層および屈折率ｎ２ も含めて全
体を屈折率ｎ３の半導体で埋め込んだことである。そし
て各層の屈折率の値の関係をｎｌ） ｎ２ ） ｎ３ とした半導体レーザであり、共振器内の活性層中の発振
光は、屈折率ｎ２ の層において一部は反射、一部は透
過し両者の干渉によって発振利得は強い選択性をもち、
縦モードの単一化が実現される。
導体でおきかえ、活性層および屈折率ｎ２ も含めて全
体を屈折率ｎ３の半導体で埋め込んだことである。そし
て各層の屈折率の値の関係をｎｌ） ｎ２ ） ｎ３ とした半導体レーザであり、共振器内の活性層中の発振
光は、屈折率ｎ２ の層において一部は反射、一部は透
過し両者の干渉によって発振利得は強い選択性をもち、
縦モードの単一化が実現される。
また、屈折率ｎ２層へ入った光は、さらに屈折率の小さ
な層によって埋め込まれているため減衰することもなく
、低しきい値を縦待しうるものであるＱ 実施例の説明 第１図から第３図は本発明の一実施例の半導体レーザの
製造過程を示すものであり、第１図に示すようにｎ−Ｉ
ｎＰ基板１上に液相エピタキシャル成長法によってｎ−
ＩｎＰ２、ｎ−Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ （Ｅｇ〜０．９５
ｅＶ） ｓ、Ｐ−ＩｎＰ４を順次成長させる。このよ
う々エピタキシャルウェーハに８１０２膜をとりつけ、
さらに７１ストエツチ法によってＳｉＯ２膜を幅約２６
５μｍのストライプ状に選択的にのこし、この膜をマス
クとし、ブロムメタノール液によってエッチするとネッ
ク部が、活性層となる逆メサ構造が得られる。これを第
２の成長によって第２図に示すようにＰ−ＩｎＰ５、ｎ
−ＩｎＰ６で埋め込むといわゆるＢ Ｈ（Ｂｕｒｒｉｅ
ｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザが得ら
れる。このようなレーザの共振器面間はぼ中央に、第３
図に示すごとくホトリングラフィの手段により活性層重
で到達する溝を形成する。次に、この溝中にのみ選択的
に、ｎ −Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ（Ｅｇ 〜１．０５ｅＶ
）及びｎ−ＩｎＰを成長させる。
な層によって埋め込まれているため減衰することもなく
、低しきい値を縦待しうるものであるＱ 実施例の説明 第１図から第３図は本発明の一実施例の半導体レーザの
製造過程を示すものであり、第１図に示すようにｎ−Ｉ
ｎＰ基板１上に液相エピタキシャル成長法によってｎ−
ＩｎＰ２、ｎ−Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ （Ｅｇ〜０．９５
ｅＶ） ｓ、Ｐ−ＩｎＰ４を順次成長させる。このよ
う々エピタキシャルウェーハに８１０２膜をとりつけ、
さらに７１ストエツチ法によってＳｉＯ２膜を幅約２６
５μｍのストライプ状に選択的にのこし、この膜をマス
クとし、ブロムメタノール液によってエッチするとネッ
ク部が、活性層となる逆メサ構造が得られる。これを第
２の成長によって第２図に示すようにＰ−ＩｎＰ５、ｎ
−ＩｎＰ６で埋め込むといわゆるＢ Ｈ（Ｂｕｒｒｉｅ
ｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）レーザが得ら
れる。このようなレーザの共振器面間はぼ中央に、第３
図に示すごとくホトリングラフィの手段により活性層重
で到達する溝を形成する。次に、この溝中にのみ選択的
に、ｎ −Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ（Ｅｇ 〜１．０５ｅＶ
）及びｎ−ＩｎＰを成長させる。
このような成長によって活性層の一部はｎ −Ｉ ｎＧ
ａＡｓ Ｐ（Ｅｇ〜１．０６６１Ｖ）によっておきかえ
られかつ全体はＩｎＰによって埋め込壕れる構造となる
。尚活性層のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ （Ｅｇ 〜１．０５
ｅＶ）でおきかえられる領域の長さは、約０．８μｍで
ある。
ａＡｓ Ｐ（Ｅｇ〜１．０６６１Ｖ）によっておきかえ
られかつ全体はＩｎＰによって埋め込壕れる構造となる
。尚活性層のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ （Ｅｇ 〜１．０５
ｅＶ）でおきかえられる領域の長さは、約０．８μｍで
ある。
第４図は本発明の半導体レーザをさらに詳しく説明する
だめの模式図である。一対のファブリペロ−共振面７，
８の間に活性層３がＩｎＰ層５によって埋めこまれてい
る。さらに活性層３の中央部はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ（
Ｅｇ 〜１．０５ｅＶ）９によっておきかえられている
。活性層３のバンドギャップＥｑは０．９５ｅＶ であ
るのでその差は約０．１ｅＶであるＯ このような構造では、活性層３中の発振光は、共振器面
７，８の間を往律する間に、ｎ −Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ
９において一部は反射、一部は透過し、お互いの干渉に
より利得分布は、選択的となり、縦モードの単一化が容
易に得られると共に全体が、ＩｎＰ層５によって埋め込
まれたすなわち活性層３の屈折率をｎｌ、ｎ −Ｉ ｎ
Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層９の屈折率をｎ２、ＩｎＰ層６
の屈折率をｎ３とすると ｎｌ） ｎ２ ） ｎ３ なる関係となり、全体で一つの導波路となり光の損失が
小さく、しきい値への影響を少なくかつ縦モードの単一
化が可能である。
だめの模式図である。一対のファブリペロ−共振面７，
８の間に活性層３がＩｎＰ層５によって埋めこまれてい
る。さらに活性層３の中央部はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ（
Ｅｇ 〜１．０５ｅＶ）９によっておきかえられている
。活性層３のバンドギャップＥｑは０．９５ｅＶ であ
るのでその差は約０．１ｅＶであるＯ このような構造では、活性層３中の発振光は、共振器面
７，８の間を往律する間に、ｎ −Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ
９において一部は反射、一部は透過し、お互いの干渉に
より利得分布は、選択的となり、縦モードの単一化が容
易に得られると共に全体が、ＩｎＰ層５によって埋め込
まれたすなわち活性層３の屈折率をｎｌ、ｎ −Ｉ ｎ
Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層９の屈折率をｎ２、ＩｎＰ層６
の屈折率をｎ３とすると ｎｌ） ｎ２ ） ｎ３ なる関係となり、全体で一つの導波路となり光の損失が
小さく、しきい値への影響を少なくかつ縦モードの単一
化が可能である。
第５図は、本発明の半導体レーザの光出力−電流特性と
、縦モードを示したものである０しきい電流は平均で約
２０ｍＡであり２ｍＷ、６ｍＷ。
、縦モードを示したものである０しきい電流は平均で約
２０ｍＡであり２ｍＷ、６ｍＷ。
１０ｍＷ動作時においても単一性は極めてよく側帯モー
ドの発生は見られなかった。
ドの発生は見られなかった。
なお、上記実施例においてはＩｎＰ 基板上に成長させ
た、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰについて述べたが本発明の
主旨にあえば、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／Ｇ ａ Ａ
ｓ系であっても良い０ また実施例においてｎ型とあるのをｐ型に、ｐ型をｎ型
に置きかえても本発明の主旨は満たす。
た、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰについて述べたが本発明の
主旨にあえば、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／Ｇ ａ Ａ
ｓ系であっても良い０ また実施例においてｎ型とあるのをｐ型に、ｐ型をｎ型
に置きかえても本発明の主旨は満たす。
また実施例では液相エピタキシャル成長により液晶成長
を行ったが、気相成長法でも分子線成長でも良いことは
言うまでもない。
を行ったが、気相成長法でも分子線成長でも良いことは
言うまでもない。
発明の効果
以上のように本発明においては縦モードの良好な単一性
を得られる。
を得られる。
４、図面の説明
第１図〜第３図は本発明の一実施例の半導体レーザの製
造過程を示す図、第４図は本発明の一実施例の半導体レ
ーザの構造模式図、第５図は本発明の一実施例の半導体
レーザの特性図である。
造過程を示す図、第４図は本発明の一実施例の半導体レ
ーザの構造模式図、第５図は本発明の一実施例の半導体
レーザの特性図である。
１・・・・・・ｎ −Ｉ ｎ Ｐ基板、２・・・・・・
ｎ−ＩｎＰ層、３・・・、＝ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層
、４−−・−Ｐ−Ｉ ｎＰ層、５・・・・・・Ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込層、６・・・・・・ｎ−ＩｎＰ埋込層、７゜８・
・・・・・ファブリペロ共振面、９・・・・・・ｎ −
Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ（Ｅｇ−１，０５ｅＶ）。
ｎ−ＩｎＰ層、３・・・、＝ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層
、４−−・−Ｐ−Ｉ ｎＰ層、５・・・・・・Ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋込層、６・・・・・・ｎ−ＩｎＰ埋込層、７゜８・
・・・・・ファブリペロ共振面、９・・・・・・ｎ −
Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ（Ｅｇ−１，０５ｅＶ）。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図
図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 へき開面間に構成される活性層（屈折率ｎ１）と前記活
性層の一部を切断する成長層（屈折率”２ ）及びこれ
らを埋め込む成長層（屈折率ｎｓ ）で構成され、前記
屈折率の関係が、 ｎ’、 ＞ ｎ２＞ ｎ３ であることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043401A JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043401A JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187080A true JPS60187080A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0467355B2 JPH0467355B2 (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=12662747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59043401A Granted JPS60187080A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975752A (en) * | 1987-09-29 | 1990-12-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light-emitting diode |
| JP2006270003A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hitachi Cable Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP59043401A patent/JPS60187080A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975752A (en) * | 1987-09-29 | 1990-12-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light-emitting diode |
| JP2006270003A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hitachi Cable Ltd | 半導体レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467355B2 (ja) | 1992-10-28 |
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