JPS6091689A - 半導体光発生装置 - Google Patents
半導体光発生装置Info
- Publication number
- JPS6091689A JPS6091689A JP58199399A JP19939983A JPS6091689A JP S6091689 A JPS6091689 A JP S6091689A JP 58199399 A JP58199399 A JP 58199399A JP 19939983 A JP19939983 A JP 19939983A JP S6091689 A JPS6091689 A JP S6091689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser
- light
- semiconductor
- lens
- 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.)
- Pending
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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
-
- 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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
- H01S5/18388—Lenses
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】
産業上の利用分野
本発明は、半導体レーザと光結合器とからなる半導体光
発生装置に関するものである。
発生装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、半導体レーザは素子特性及び信頼性の向上ととも
に、小形でかつ高効率なコヒーレント光源として光フア
イバ通信システムやレーザ・ディスク・プレーヤーに代
表される様な光情報処理用の光源として急速に実用化が
進められてきた。通常、これらの用途に半導体レーザを
用いる場合には、第１図に示す様に、半導体レーザから
出射された光を半導体レーザとは独立に設置されたレン
ズ等の光学系で集束した後、光ファイバ等の他の光学素
子へ結合させることが多い。図中１は半導体レーザ、２
は出射光を光学素子３の端面上に収束させるレンズ媒体
である。
に、小形でかつ高効率なコヒーレント光源として光フア
イバ通信システムやレーザ・ディスク・プレーヤーに代
表される様な光情報処理用の光源として急速に実用化が
進められてきた。通常、これらの用途に半導体レーザを
用いる場合には、第１図に示す様に、半導体レーザから
出射された光を半導体レーザとは独立に設置されたレン
ズ等の光学系で集束した後、光ファイバ等の他の光学素
子へ結合させることが多い。図中１は半導体レーザ、２
は出射光を光学素子３の端面上に収束させるレンズ媒体
である。
ところが、面発光型ではない通常の半導体レーザでは、
共振器の出射端面上の大きさが数μｍ程度ときわめて小
さいため、回折効果により出射ビームは数十炭鉱がって
しまう。したがってこのようなレーザから出射されたビ
ームを外部との結合効率を高めるために真円度よく収束
させるためには、外部に精度よく設置された特殊な光学
系が必要とされ、系全体が大型してしまうという欠点が
あった。
共振器の出射端面上の大きさが数μｍ程度ときわめて小
さいため、回折効果により出射ビームは数十炭鉱がって
しまう。したがってこのようなレーザから出射されたビ
ームを外部との結合効率を高めるために真円度よく収束
させるためには、外部に精度よく設置された特殊な光学
系が必要とされ、系全体が大型してしまうという欠点が
あった。
また、レーザ・ディスク・プレーヤーに用いられている
曹き込み・読み出し用の光源としてはレーザビームを１
μｍ以下の直径に収束させることが記録着炭を高めるた
めに必要とされるが、現在用いられている面発光型では
ない通常の半導体レーザを用いる方式では、系自体の持
つ回折限界によりこれ以上レーザビームの収束度を改善
することは困姐であった。
曹き込み・読み出し用の光源としてはレーザビームを１
μｍ以下の直径に収束させることが記録着炭を高めるた
めに必要とされるが、現在用いられている面発光型では
ない通常の半導体レーザを用いる方式では、系自体の持
つ回折限界によりこれ以上レーザビームの収束度を改善
することは困姐であった。
発明の目的
本発明の目的は、上述の欠点を除去した小型でかつ高性
能な半導体光発生装置を提供することにある。
能な半導体光発生装置を提供することにある。
発明の構成
上述の目的を達成するために本発明によれば、半導体レ
ーザ光源として光を狭山射角かつ大放射面積で取り出し
が可能な面発光半導体レーザを用いる。このレーザの出
射端面上に、光を任意の場所に収束させることが可能な
体積型フレネルレンズを密着して作成する。この結果、
面発光レーザから出射した光はこの体積型フレネルレン
ズを通過することにより任意の場所に焦点を結ぶことが
可能とを９、外部の光学系を必要としない小型で安定な
光源としての構成が可能となる。
ーザ光源として光を狭山射角かつ大放射面積で取り出し
が可能な面発光半導体レーザを用いる。このレーザの出
射端面上に、光を任意の場所に収束させることが可能な
体積型フレネルレンズを密着して作成する。この結果、
面発光レーザから出射した光はこの体積型フレネルレン
ズを通過することにより任意の場所に焦点を結ぶことが
可能とを９、外部の光学系を必要としない小型で安定な
光源としての構成が可能となる。
実施例の説明
本発明における、外部光学系を必要としないで直接に信
号光を収束させ得る機能を待つ半導体光発生装置の構造
を第２図に示す。図中４は出力光をエピタキシャル基板
面と垂直に取り出す面発光半導体し〜ザ、５は基板、６
は活性層、７は共振器の片端面を構成するエピタキシャ
ル層、８は共振内におけるレーザー光、９はコリメート
状態で出射するレーザ出力光を収束させるフレネルレン
ズ、１０はフレネルレンズにより収束された出力光、１
１は面発光レーザの出射端面である。
号光を収束させ得る機能を待つ半導体光発生装置の構造
を第２図に示す。図中４は出力光をエピタキシャル基板
面と垂直に取り出す面発光半導体し〜ザ、５は基板、６
は活性層、７は共振器の片端面を構成するエピタキシャ
ル層、８は共振内におけるレーザー光、９はコリメート
状態で出射するレーザ出力光を収束させるフレネルレン
ズ、１０はフレネルレンズにより収束された出力光、１
１は面発光レーザの出射端面である。
通常の半導体レーザと異なり、面発光レーザは出力光が
大面積かつコリメートされた状態で取り出し可能なため
、レンズ媒体で出力光を収束させる際には、スポットサ
イズを小さくできるという利点がある。収束作用を持つ
レンズ媒体９としては、屈折率分布型レンズ、ホログラ
フィックレンズ等があるが、ここでは電子ビーム描画法
を用いたマイクロフレネルレンズの作成法について説明
を行う。
大面積かつコリメートされた状態で取り出し可能なため
、レンズ媒体で出力光を収束させる際には、スポットサ
イズを小さくできるという利点がある。収束作用を持つ
レンズ媒体９としては、屈折率分布型レンズ、ホログラ
フィックレンズ等があるが、ここでは電子ビーム描画法
を用いたマイクロフレネルレンズの作成法について説明
を行う。
まず、面発光半導体レーザの出射端面１１上に高解像度
の特性を有するＰＭＭＡレジストを適当な膜厚になるよ
うに塗布する。この時のＰＭＭＡレジストの膜厚は、所
望するフレネルレンズの位相シフト関数を満足するもの
とする。次に、電子ビームにより適当な露光エネルギー
でフレネルレンズの同心円状パターンの描画を行う。露
光制御は、レジストのγ特性を考慮し現像後のレリーフ
断面を最適な形状になるように、同じ座標位置での走査
回数を変化させることによシ行う。この後、現像処理を
行うと、所望のレンズ径、焦点距離をもつ体積型フレネ
ルレンズ９が１４られる。このレンズに平面波のレーザ
光を垂直に入射した場合、その収束されたビームのスポ
ット径２Ｗは２ ｖｖ＝ １．０３λｆ／２ａ で与え
られる。
の特性を有するＰＭＭＡレジストを適当な膜厚になるよ
うに塗布する。この時のＰＭＭＡレジストの膜厚は、所
望するフレネルレンズの位相シフト関数を満足するもの
とする。次に、電子ビームにより適当な露光エネルギー
でフレネルレンズの同心円状パターンの描画を行う。露
光制御は、レジストのγ特性を考慮し現像後のレリーフ
断面を最適な形状になるように、同じ座標位置での走査
回数を変化させることによシ行う。この後、現像処理を
行うと、所望のレンズ径、焦点距離をもつ体積型フレネ
ルレンズ９が１４られる。このレンズに平面波のレーザ
光を垂直に入射した場合、その収束されたビームのスポ
ット径２Ｗは２ ｖｖ＝ １．０３λｆ／２ａ で与え
られる。
但し、λはレーザ波長、ｆは焦点距離、２ａはレンズの
直径 ここでｆ及びａは、仕様に応じて・任意に選択すること
ができる。
直径 ここでｆ及びａは、仕様に応じて・任意に選択すること
ができる。
上述の方法によ！ｔば、本装置は面発光半導体レーザの
出射端面に密着して形成された体積型フレネルレンズに
より、出力光を自ら収束させることができるため、外部
の光伝送路との直接高効率結合用として、あるいはレー
ザ・ディスク・プレーヤー用の小型光源として用いるこ
とができる。
出射端面に密着して形成された体積型フレネルレンズに
より、出力光を自ら収束させることができるため、外部
の光伝送路との直接高効率結合用として、あるいはレー
ザ・ディスク・プレーヤー用の小型光源として用いるこ
とができる。
発明の効果
本発明によれば、光源自体がレンズ機能を持つことによ
り、外部のレンズ光学系が不要となり装置を小型にする
ことができ、また光学部品の配置、消炭の問題を低減で
きるため、光源と光伝送路の結合効率を高めることがで
きる。そしてそれらの結果として、光フアイバ通信シス
テムや光情報処理用の小型でかつ高性能な半導体光発生
装置を実現できる。
り、外部のレンズ光学系が不要となり装置を小型にする
ことができ、また光学部品の配置、消炭の問題を低減で
きるため、光源と光伝送路の結合効率を高めることがで
きる。そしてそれらの結果として、光フアイバ通信シス
テムや光情報処理用の小型でかつ高性能な半導体光発生
装置を実現できる。
第１図は半導体レーザの出力光を光学素子へ結合するた
めの従来例の概略構成図、第２図は本発明の一実施例の
半導体発光装置の構造断面図である。 ４・・・・・・面発光半導体レーザ、６・・・・・・基
板、６・・・・・・活性層、７・・・・・・エピタキシ
ャル層、８・・・・・・共撮器内のレーザ光、９・・・
・・フレネルレンズ、１ｏ・・・・・・フレネルレンズ
により収束された出力光、１１・・・・・面発光レーザ
の出射端面。
めの従来例の概略構成図、第２図は本発明の一実施例の
半導体発光装置の構造断面図である。 ４・・・・・・面発光半導体レーザ、６・・・・・・基
板、６・・・・・・活性層、７・・・・・・エピタキシ
ャル層、８・・・・・・共撮器内のレーザ光、９・・・
・・フレネルレンズ、１ｏ・・・・・・フレネルレンズ
により収束された出力光、１１・・・・・面発光レーザ
の出射端面。
Claims (1)
- 半導体レーザから発した信号光を外部光伝送路へ結合さ
せる半導体レーザと光結合器とを備え、前記半導体レー
ザとして信号をエピタキシャル基板面と垂直に取り出し
得る面発光半導体レーザを用い、前記光結合器として前
記半導体レーザ出射端面上に形成された体積型レンズ媒
体を用いたことを特徴とする半導体光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199399A JPS6091689A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199399A JPS6091689A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体光発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091689A true JPS6091689A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16407135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199399A Pending JPS6091689A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363165B1 (ko) * | 2000-02-03 | 2002-11-30 | 삼성전자 주식회사 | 마이크로 렌즈 일체형 표면광 레이저 및 그 제조방법 |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58199399A patent/JPS6091689A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363165B1 (ko) * | 2000-02-03 | 2002-11-30 | 삼성전자 주식회사 | 마이크로 렌즈 일체형 표면광 레이저 및 그 제조방법 |
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