JPS61108190A - フェーズドアレイ半導体レーザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の背景〕 本発明は、多重放射（ｍｕｌｔｉｅｍｉｓｓｏｎ）或い
は広域放射（ｂｒｏａｄ　ｅｍｉｓｓｏｎ）の能力を有
するフェーズドアレイ半導体レーザに関し、特に好まし
い単一ローブ遠視野（ｆａｒ　ｆｉｅｌｄ）パターンで
の動作を維持する構造設計を有するフェーズドアレイ半
導体レーザに関する。 フェーズドアレイ半導体レーザは、同し集積構造体或い
は基板上に、近接して結合された、或いは間隔を置かれ
た複数のエミッタを含んでいる。 このようなフェーズドアレイレーザの例は、現在再発行
特許となっている米国特許第４．２５５゜７１７号及び
１９８４年６月刊行のレーザフォーカス／エレクトロー
オプティクス（Ｌａｓｅｒ　Ｆｏｃｕｓ／Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ−Ｏｐｔｉｃｓ）に発表されたウィリアム・ストライ
フｙ　　（Ｗｉｌｌｉａｍ　５ｔｒｅｉｆｅｒ）らの「
フェーズドアレイダイオードレーザ（Ｐｈａｓｅｄ　Ａ
ｒｒａｙ　ＤｉｏｄｅＬａｓｅｒｓ）　Ｊと題する論文
に示されている。このようなレーザのエミッタは、電流
ボンピングと、構造体の活性領域内に間隔を置いた光学
フィラメントの達成のための、周期的に間隔を置かれた
電流閉じ込め手段、例えばストライプにより、或いは内
部導波構造により閉じ込められている。電流閉じ込め手
段は、相互に接続されていてもよいし、或いはエミッタ
を、各フィラメントで生ずる光学モードが隣の光学フィ
ラメントモードと結合する程度に、すなわち、消失して
いく波が、隣接する光学レイジング（Ｉａｓｉｎｇ）空
洞と重なるように近づけて配置することもできる。発生
した光学場（ｏｐ　ｔ−１ｃａｌ　ｆｉｅｌｄｓ）のア
レイは、位相ロックされ、もし隣接する電流閉じ込め手
段の位相差が零である場合には、遠視野における横方向
の放射パターンは、単一ローブを含むことになる。しか
し、上記の論文に説明されているように、フェーズドア
レイレーザは、単一ローブの放射をする動作はせず、一
般に遠視野パターンに二つ或いはそれ以上のローブを放
射をする動作を行う。隣接する光学フィラメントの間の
位相関係は制御下にはなく、位相それ自身が、レーザ閾
値電流を最小とするように調整する。殆どの場合、隣接
する光学エミッタ間の光学場が、零を通過するという超
モード（ｓｕｐｅｒ−ｍｏｄｅ）で、レイジングが促進
される。これは、大部分の実効屈折率レーザにおいては
、多くの利得ガイドレーザと同様に、ポンピング利得が
、レーザフィラメント或いはエミッタの間の位置で減少
するからである。 前述の説明は、第１図を参照して例示される。 第１図は、Ｎ個の結合したエミッタのアレイの概要図で
あり、Ｎ−１０である特定の場合である。 Ｎ個の結合したエミッタを備えたアレイレーザは、「超
モード」として参照されるＮ個の可能性のある結合モー
ドを有している。超モードは、アレイレーザのＮ個の光
学エミッタ或いはフィラメントの共同レイジングである
。Ｎ個のエミッタがあり、これらのエミッタが、全て互
いに光学的に結合しているので、Ｎ個の可能性のある超
モードが存在する。 各超モードは、１次及びＮ次の超モードが同し強度パタ
ーンすなわちエンベロープを、２次及びＩｆ−１次が同
じ強度エンベロープを、そして一般には、１次とＮ−４
次が同じ強度エンベロープを有しているという性質を持
っている。 第１Ａ図は、１０個のエミッタ或いは要素アレイレーザ
の、ｉ−１、換言すれば、１次すなわち基本超モードの
場合の超モード場（ｆｉｅｌｄ）振幅パターンを示して
いる。１次すなわち基本超モードば、正弦波状サイクル
の半分を表す振幅分布を有し、同位相でレイジングする
全てのエミッタを有する。これは、全てのエミッタが同
位相で放射するので、遠視野パターンに単一の中心ロー
ブの放射をする唯一の超モードパターンである。 第１Ｂ図は、この特定の例では１−１０である、Ｎ次超
モード−場振幅パターンを示す。振幅パターンは、交互
のエミッタが互い違いの位相を有する、ずなわち、πだ
け位相がずれていることを除けば、第１Ａ図の１次超モ
ードに示した振幅パターンと非常によく似ている。その
結果として、この超モートは、遠視野パターンで２つの
かなり対称的なローブを持つ放射をする。 １−１０の場合には、８個の他の超モードがある。２次
超モードに対する超モード場振幅パターンは第１Ｃ図に
示される。ここでは、アレイを横切る振幅エンベロープ
は、一つの正の半サイクル及び一つの負の半サイクルと
からなる正弦波状である。２次超モードは、遠視野パタ
ーンで二つの近接して配置された対称的なローブでレー
ザ発光（ｌａｓｅ）をする。 このように、同じエミッタを一様間隔に配置したアレイ
に対しては、１次及びＮ次の超モートエンへローブは正
弦波の半分の期間であり、２次及びＮ−１次の超モード
エンヘロープは２個の半型弦波期間であり、以下同様で
ある。１次及びＮ次の超モードにおける、個々のエミッ
タの位相は異なっている。特に、１次超モードでは、全
てのエミッタが同位相であり、Ｎ次超モードでは、位相
は零とπとの間を交互に変化する。通常、１次及びＮ次
の超モードは、他の全ての超モードに比較して最低の電
流闇値を持っている。それは、その強度エンベロープが
、電荷密度がアレイレーザの活性領域で電流拡散と電荷
拡散との結果として大きくなるアレイの中心付近で零に
ならないからである。ただし、先に示した通り、二つの
ローブに放射するＮ次超モードは、放射領域間で自然に
起きる利得低下のため、１次超モードよりも低い動作の
電流闇値を持っている。 フェーズドアレイレーザは、その電力出力が大きいため
高い実用性を有する。電力を単一のローブに、すなわち
１次超モードに集中することが好ましい。その理由は、
あらゆるレーザ応用の実質的に大部分は、単一遠視野ロ
ーブに電力を必要とするからである。もし二つ以上のロ
ーブで放射が起きると、他の動作ローブを、減らすか、
或いは除去または阻止しようとする手段が採られる。 １９８１年５月発行のＩ　ＥＥＥ量子エレクトロニクス
ジャーナル（ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　＋ｌｕ
ａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　）　、第ＱＥ−１
７（５）巻、第７３６頁〜第７４４頁のウィリアム・ス
トライフ７　　（ＷｉｌｌｉａｍＳｔｒｅｉｆｅｒ）ら
の論文「溝付基板に形成した非平面レーザの解析第１部
：形式化と平凸導波レーザ（Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ　５ｕ
ｂｓｔｒａｔｅｄ　Ｎｏｎｐｌａｎａｒ　Ｌａ５ｅｒ　
ＡｎａｌｙｓｉｓＰａｒｔ　１　：　Ｆｏｒｍｕｌａｔ
ｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｐｌａｎｏ−ＣｏｎｖｅｘＷ
ａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｌａ５ｅｒ）Ｊでは、厚さが横方向
に空間的に変化する導波レーザに隣接するプレーナ活性
領域を有する単一ストライプレーザが解析されている。 この論文の第２図を見ると、等価実効屈折率は、隣接す
る導波層がその最も厚い部分の幅に、すなわち、導波層
の中心で最大であり、従って活性層と導波層の両方の同
し領域で実効屈折率導波を行う。 しかしながら、レーザ活性領域の光学的モード強度の百
分率である閉じ込め率（ｆｉｌｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ
）ｒは、この点、すなわち最大屈折率の点で、最小であ
る。ローカル利得γ　（ｙ）は、閉じ込め率ｒに比例す
るから、ローカル利得もこの点で低くなる。これは引用
論文の第３図に示される。この図において、２本の曲線
は、該論文の第２図に示されるレーザの活性領域に沿う
側方位置に対する等偏屈折率ｎ。９と閉じ込め率ｒとを
示す。２本の曲線は、実際的に互いに反対に補うもので
あることに注目すべきである。このように、活性領域内
の最高利得のこれらの領域は、活性領域の中心からずれ
た或いは隣接した領域である。 マルチエミッタのレーザの場合、１次及びＮ次の超モー
ドに対する強度１　　（ｙ）は、それぞれ第２図Ａ及び
第２図Ｂに示される強度エンベロープに乗っており、対
応する利得プロフィールは、第２図Ｃに示されるエンベ
ロープを持っている。第２図Ａの１次超モードに対する
強度エンベロープは、Ｎ次超モードの強度パターンに比
較してより高い全体の強度を示している。各エミッタの
ローカル利得のピークは、ｉ次及びＮ次のモードのピー
クと一致していることに注目すべきである。 フェーズドアレイレーザのエミッタが、実効屈折率導波
レーザである場合には、１次及びＮ次の超モードの、全
体の利得は式 ％式％ ＩＮは、ローカル利得が最小となる導波領域に比較的多
く集中するから、１．モードの全体の利得は、１１モー
ドの全体の利得を超過し、Ｉやモードは、その結果とし
て、より小さいポンピング電流でレーザ発光する。その
結果、Ｎ次超モードは、１次超モートより低い動作の闇
値を有するので好都合である。残念ながら、Ｎ次超モー
ドは、殆どの場合、先に述べた通りローブが二つの放射
を行う。 最近、位相ロックアレイレーザ或いはフェーズドアレイ
レーザに関して多くの活動がなされ、超モードの間から
識別して基本超モードを選択する（Ｎ＝１）努力がなさ
れてきた。このような提案の一つは、１９８４年７月に
ブラジルで開かれた■ＥＥＥの第９回国際半導体レーザ
会議で行われたもので、これによれば、ジェイ・カソツ
（Ｊ。 Ｋａ　ｔｚ）　　らが、各レーザアレイ要素に別々の接
点を組み込み、アレイレーザ要素を通る電流を仕立てる
ことにより、レイジング要素の平面に沿う横方向の利得
分布を制御することにより超モードを識別することに関
して講演を行った。この講演の要約は、会議論文集の９
４頁と９５頁に、［半導体レーザアレイの位相ロックア
レイにおける超モード識別　（Ｓｕｐｅｒｍｏｄｅ　Ｄ
ｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ　　ｉｎ　Ｐｈａｓｅ−Ｌ
ｏｃｋｅｄ　　Ａｒｒａｙｓ　　ｏｆ　　Ｓｅｍ１ｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒ　　Ｌａ５ｅｒ　　Ａｒｒａｙｓ）Ｊと
いう標題で掲載されている。 必要なことは、とにかく、フェーズドアレイ半導体レー
ザを、好ましい１次超モードの利得ｇ＋が、このような
フェーズドアレイレーザの多ローブＮ次超モードの利得
ｇ、Ｉより大きくなるように設計することである。これ
は、第３図に図式的に示される。同図で、本発明のフェ
ーズドアレイ半導体レーザにおける、１次超モードの所
望の強度エンベロープが第３図Ａに示され、Ｎ次超モー
ドの所望の強度エンベロープが第３図Ｂに示され、対応
する利得プロフィールｒ　（ｙ）が第３図Ｃに示される
。注目すべきことは、利得のピークが、全ての超モード
に関連して、レーザの高い放射強度の点の、対応する強
度ピークに対して、それぞれ半周期ずれており、従って
このような点の利得のピークが、超モードの強度パター
ンの窪め或いは谷の点と一致する。 従って、本発明の目的は、レーザ構造が好ましい１次超
モートで連続的に動作するように、レーザエミソタの光
学ガイドに関して利得をずらすように設計されているフ
ェーズドアレイ半導体レーザ構造を提供することである
。 〔発明の要約〕 本発明によれば、フェーズドアレイ半導体レーザは、超
モード動作において単一ローブの好ましい放射を提供す
る。これは、フェーズドアレイレーザ構造に、好ましい
光学的導波領域に対して、より高利得の領域、すなわち
、アレイレーザのマルチエミッタのそれぞれの光学レイ
ジング空洞を代表するより高い等偏屈折率の領域をすら
す手段を設けることによって達成される。 フェーズドアレイ半導体レーザは、レイジング状態のも
とて光波の発生及び伝播を行う光学空洞を提供するため
に、活性領域に対して形成された複数の空間的に配列さ
れた複数の（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）レイジング要素を含ん
でいる。レイジング要素の光学場は、隣接するレイジン
グ要素の光学空洞と結合して、アレイを横切って位相ロ
ックの状態を与える。アレイレーザに関連した構造手段
は、アレイを横方向に横切るレイジング要素の各々の光
学場の光学的重なりを、空間的に変調することにより、
光学空洞の間の領域により、光学空洞内で生ずる利得と
比較して大きい利得をその間の領域に生しさせ、その結
果、基本超モードを、アレイレーザの他の可能性のある
超モードよりも優勢にしている。換言すれば、間の領域
で、閉じ込め率ｒは、構造手段により生じた空間変調に
より、光学空洞の領域に比較して大きくされる。 アレイレーザは、この空間変調を行って、間の領域で生
ずる利得の量を、光学空洞で生ずる利得と比較して高く
するための、活性領域に隣接し、レーザアレイを横方法
に横切る周期的起伏（ｕｎｄｕｌ−ａｔｉｏｎ）を有す
る透明な導波層を含んでもよい。空間変調は、レーザア
レイを横方向に横切る電流分布を空間変調して付加空間
変調を行い、間の領域で生ずる利得の量を、光学空洞で
生ずる利得と比較して大きくする電流閉じ込め手段を含
むこともできる。 さらに、前記レーザに関連した構造手段は、基本超モー
ドが前記レーザの他の可能性のある超モーＬより優勢に
なるように、前記レーザアレイを横方向に横切る電流分
布を空間変調することにより、前記光学空洞間の領域に
より、前記光学空洞に生ずる利得と比較して高い利得を
前記間の領域に生じさせ、前記構造手段は、電流閉じ込
め手段のアレイを含み、その各部は、前記間の領域で前
記光学空洞の外側で、前記間の領域で生ずる利得の量を
、前記光学空洞で生ずる利得に比較して大きくしている
。利得ガイドレーザ型のフェーズドアレイ半導体レーザ
における光学場の光学的重なりを空間的に変調するため
、電流閉じ込め手段のアレイが設けられていて、アレイ
レーザの空洞長に沿う空間変調電流分布を、基本超モー
ト−の集積利得が、アレイレーザの他の許される超モー
ドの集積利得より高くすることができる。電流閉じ込め
手段は、各光学案内領域に対して位置決めされ、アレイ
レーザ光学ガイド領域の各々の長さの少なくとも一つの
部分に沿って伸びており、アレイレーザの光学ガイド−
領域の長さの少なくとも一つの他の部分に沿って伸びる
光学案内領域の隣接する側にオフセットストライプを備
えている電流閉じ込めストライプを含むことができる。 活性領域は、単一プレーナ（ｓｉｎｇｌｅ　ｐｌａｎａ
ｒ）活性層或いは単量子ウェル（ｓｉｎｇｌｅ　ｑｕａ
ｎｔｕｍ　ｗｅｌｌ）または多量子ウェル（ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅ　ｑｕａｎｔｕｍ　ｗｅｌｌ）を含むことができ
る。 本発明の他の目的及び達成は、完全な理解とともに、付
属の図面と関連して、以下の記述及び特許請求の範囲を
参照すれば明らかになり且つ認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、１０要素アレイレーザの基本超モート′に
ついて超モード場振幅パターンを示す。 第１Ｂ図は、１０要素アレイレーザのＮ次超モーＦ’（
Ｎ＝１０）について超モード場振幅パターンを示す。 第１Ｃ図は、１０要素アレイレーザの２次超モードにつ
いて超モード場振幅パターンを示す。 第２図Ａは、１０要素アレイレーザの基本超モ一ドｔこ
ついて超モード強度エンヘロープを示す。 第２図Ｂは、１０要素アレイレーザのＮ次超モード（Ｎ
＝１０）について超モード強度エンヘロープパターンを
示す。 第２図Ｃは、利得強度のピークが超モードの強度ピーク
と一致することを示す第２図Ａ及び第２図Ｂの１０要素
アレイレーザのモード利得γ（ｙ）のプロフィールを示
す。 第３図Ａ〜第３図Ｃは、利得強度のピークが、基本超モ
ード動作に理想的な超モードの強度ピークに対して半周
期ずれていることを除いて、それぞれ第２図Ａ〜第２図
Ｃと同しエンベロープ及びプロフィールとを示している
。 第４図は、基本超モード動作を実現し、これによりレー
ザの遠視野パターンに単一ローブの好ましい放射を行う
ための、第３図の条件を満たすレーザ内部の構造手段を
備えた本発明を含むフェーズドアレイ半導体レーザの概
要を示す。 第４Ａ図は、第４図のレーザと類値しているが、異なる
処理手順で作られ、レーザ内部で第３図の条件を満たし
、基本超モード動作を実現するフェーズドアレイ半導体
レーザの概要を示す。 第４Ｂ図は、光学的重なり、閉じ込め率ｒの重要性、及
び横方向の利得分布の説明に使用される第４図のレーザ
の詳細部の概要を示す。 第５図は、本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの、
前図に示した構造手段の主旨に沿う他の実施例の概要を
示す。 第６図は、本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの、
前図に示した構造手段の主旨に沿う更に他の実施例の概
要を示す。 第６Ａ図は、光学的重なり、閉じ込め率Ｆの重要性、及
び横方向の利得分布の説明に使用される第６図のレーザ
の詳細部の概要を示す。 第７図は、本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの、
前図に示した構造手段の主旨に沿う更に他の実施例の概
要を示す。 第８図は、本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの、
前図に示した構造手段の主旨に沿う更に他の実施例の概
要図である。 第９図は、基本超モード動作を実現し、これによりレー
ザの遠視野パターンに羊−ローブの好ましい放射を行う
ための、第３図の条件を満たず電流閉じ込め手段を含む
レーザ外部の構造手段を倫えた本発明を含むフェーズド
アレイ半導体レーザの概要を示す。 第１０Ａ図〜第１０Ｇ図は、フェーズドアレイレーザの
基本超モート動作を実現するのに適した更に各種の電流
閉じ込め構造（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）の概要を示す。 〔好ましい実施例の詳細な説明〕 さて、第４図を参照すると、本発明のフェーズドアレイ
半導体レーザの第１の実施例が示されている。位相ロッ
クレーザ１０は、続いて説明することになっている実施
例の場合と同様であるが、ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓのＩ
ＩＩ−ＩＶ材料領域に示されている。 半導体層の構成は、単一エミッタレーザの場合には従来
通りである。その構造は、ここでは透明導波層とマルチ
エミッタフェーズロックアレイレーザ用の広域連続ｐ側
コンタクトとを採用している点が異なっている。 レーザｌＯは、ｎ−ＧａＡｓ基板１２を含み、この上に
連続して、１−Ｇａ１−ｚへｌｘ　Ａｓのクラッド層１
４、ｎ−Ｇａ１−ｙ　Ａｌｙ　Ａｓの透明導波層１６、
活性領域１８、ｐ−Ｇａ＋−＋＋　Ａｔ　ｘ　Ａｓのク
ラッド層２０及びＩ）　”　−ＧａＡｓのコンタクト層
がデポジットされる。コンタクト層２２の上に、連続し
た広域金属接点２４がデポジットされる。基板１２の底
面に連続した広域金属接点２６がデポジットされる。活
性領域３８は、単一活性層を含んでもよく、或いは代わ
りに、同業者には既知の単量子ウェルまたは多量子ウェ
ルのいずれかの活性活性領域を含んでもよい。 第４図のこのフェーズドアレイレーザ１０は、従来のエ
ピタキシで成長させることができる。第４図に示される
構造は、液相エピタキシで最も成長させやすく、また分
子′ｆｔｌＡ（ＭＢＥ）エピタキシ或いは有機金属気相
成長（ＭＯ−ＣＶＤ）でマスキング技術を用いて行うこ
ともできる。成長の手順では、層１４を始めに成長させ
、それから、層１４の表面を選択的にエツチングして、
起伏１３を作るために、その構造体を成長環境から取り
出すことが必要である。次いで、層１６．１８．２０及
び２２を完成さセるために、この構造体は成長環境に戻
される。第４Ａ図では、同じ構造を液相エピタキシで成
長させてもよいし、分子線（ＭＢＥ）エピタキシ或いは
有機金属気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）でマスキング技術を
用いて行うこともできるが、層の成長は第４Ａ図の２３
で示されるように溝付基板上で行う。 いずれの場合でも、構造体はエピタキシャル成長して、
クラッド層１４及び透明導波層１６の境界面に周期的構
造すなわち起伏を発生させる。導波層１６は、活性層１
８よりハンドギヤツブが大きいので透明であり、注入ホ
ールに対する障壁となる。起伏１３は、前のウィリアム
・ストライファー等の論文「溝付基板に形成した非平面
レーザの解析第１部：公式化と平凸導波器レーザ」に述
べられている単一の実効屈折率導波器について示したの
と同様な方法で、導波層１６の中に点線１５の位置に中
心のある、複数の横方向の実効屈折重環波路を備えてお
り、レーザエミッタ１８Ａは、第４図及び第４Ａ図に示
されるように領域１５内に生ずる。 モード利得は、１７と記した点線の位置では、１５と記
した点線の位置と比較して大きい。このふるまいの理由
は、本発明の重要な観点の一つであるが、導波層１６を
使用したことにある。この導波層は、好ましい利得強度
の領域と好ましい光学導波が交互になる構造を横方向に
横切る。第４Ｂ図を参照すると、光学的重なり領域１７
は、領域１５と比較して、光波１９を領域１７内の活性
領域１８に一層集中させ、領域１７内の第４Ｂ図の斜線
を施した領域２１で示される閉じ込め率ｒが、領域１５
内の第４Ｂ図の斜線を施した領域２３で示される閉じ込
め率Ｆに比較して大きくなる。 閉じ込め率ｒは、利得に比例するので、第３図の本発明
の条件が満たされることになる。 第５図は、他のフェーズドアレイレーザを示しており、
これは第４図のレーザと同様な方法で、光学ガイド領域
に対して高利得領域をずらす手段として、光学的重なり
機構を提供する。レーザ３０は、同様な層構造を含み、
ｎ−ＧａＡｓの基板３２の上にクラン１′層３４のｎ−
Ｇａ、−ｚ　ＡＩＺ　ＡＳ−ｎ−Ｇａ＋−ｙＡｌ、　Ａ
ｓの透明導波層３６、活性層３８、ｐ−Ｇａ、、−８Ａ
Ｉ　ＸＡｓのクラッド層及びＩ）’−ＧａＡｓのコンタ
クト層４２を含む連続層がデボジノ１−される。また、
活性層３８は、単一活性層を含んでもよく、或いは代わ
りに、単量子ウェルまたは多量子カエルのいずれかの活
性層を含んでもよい。 レーザ３０の成長の間に、周期的構造すなわち起伏３３
が、層３４と３６との境界面に形成される。この起伏は
、クラッド層３４の成長後、標【１！！の写真リトグラ
フィ工程と、エツチングとにより、その後、液相エピタ
キシ（ＬＰＥ）、有機金属気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）或
いは分子線エピタキシ（ＭＢＥ）のいずれかで、エピタ
キシャル成長を続けることにより、従来通りに形成され
る。 周期的起伏３３は、エミ、り３８Ａを含む領域３５の間
で、領域３７と交互に一連の光学ガイＩＳ領域３５を形
成している。間の領域３７は、活性領域３８に近いため
、更に高利得の区域となっており、これにより、これら
の領域内の光波の重なり、すなわち、光学ガイド領域３
５内の伝播光波からの重なりに、第４Ｂ図の説明に関連
して先に示したような方法で、３５と記された領域で活
性領域３８内の光波パターンに比較して、活性領域３８
内の光波パターンを「強制的に」より多く入れるように
している。 導波層３６内の領域３５は、これらの領域での実効屈折
率が、領域３７と比較して比較的大きいため、受動導波
部となっている。また、間の領域３７が、領域３５に対
して閉じ込められているレイジング要素のそれぞれに対
する光学場の、空間変調された光学的重なりとなってい
るという事実から見て、領域３７の集積利得は、領域３
５と比較してより高利得となる。エミッタ３８Ａを表し
ている領域３５の間の領域３７において、利得のオフセ
ットが大きい場合、第３図に示した強度と利得との条件
が満たされ、フェーズドアレイレーザ３０は、１次の、
すなわち基本の超モードで動作する。 第６図のフェーズドアレイレーザ５０の構造は、レーザ
５０が、先の二つの実施例で述べた光学変調機構と組み
合わせて更に電流変調機構を利用し、第３図の条件を満
たすに際し、横方向変調利得に、横方向の光学的重なり
分布と電流密度分布とを組み合わせて提供しているとい
うことを除けば、第５図のレーザ３０と同しである。 レーザ５０は、ｎ−ＧａＡｓの基板５２を備えており、
この上に、ｎ−Ｇａ＋−２Ａｌｚ＾Ｓのクラッド層５４
、活性層５６、ｐ−Ｇａ＋−ｙ　Ａｌ、　Ａｓの透明導
波層５８、ｐ−Ｇａ＋−ｘ　Ａｌ　ｘ　Ａｓのクラッド
層６０及びｐ”−ＧａＡｓのコンタクト層６２が順次デ
ポジットされる。前の実施例のように、接触６４は、コ
ンタクト層６２の表面全体にわたる広域金属接点である
。また金属接点６６は、基板５２の底部表面にデボジ。 トされる。 周期的構造、すなわち起伏５３は、先の実施例で述べた
と同じ方法、すなわち、写真りＩ−グラフィ、エツチン
グ及び再成長により、層５８と６０との境界面に設けら
れる。ただし、クラッド層１６のｐ型ドーピングは、導
波層５８のｐ型ドーピングに比較して、電流の流れに対
して低い抵抗となるように変更してよい。このドーピン
グの変更は、例えば、層６０におけるドーピング濃度を
増すという形で、すなわち、Ｇａ１−、　ＡｌｙＡｓに
比較してｐ−ＧａＩ−ｘ　Ａｌ　ｘ　Ａｓにおける亜鉛
のドーピング濃度を増すことにより行う。その結果、レ
ーザ５０の電流ボンピングにより、最小抵抗の電流の流
れが、層６０内の経路を通って、光学ガイド領域５５と
エミッタ５８Ａとの間のＭ域５７で示される最低域に供
給される。この電流の流れは、その一部が第６図の矢印
５９で示される。光学ガイド領域５５を通る電流の流れ
があるが、電流の流れの大部分は、間の領域５７を通る
。この矢印５９で表された電流の流れの肯定的なくびれ
（ａｆｆｉｒｍａｔｉｖｅｆｕｎｎｅｌｉｎｇ）は、好
ましい光学導波の光学ガイド領域５５、すなわち、光学
レイジング空洞及びレーザ構造体のエミッタ５８Ａとを
代表するより高い等価屈折率の領域５５と比較して、間
の領域５７に、利得のより高い領域を準備することにな
る。 このようにして、電流分布及び光波の重なり処理とが、
共に利得の高い領域及び好ましい導波を行う領域をオフ
セントするのに寄与している。 オフセット利得及び光学的導波強度の現象が、第６Ａ図
に示される。第６Ａ財は、層５４．５６及び５８を含む
起伏５３の一部を示す。光学ガイド領域５５では、伝播
する光波の基本強度プロフィール５７は、活性領域５６
に対してオフセットされる。閉じ込め率「は、活性領域
５６に存在するこの波の光学モート強度の百分率である
が、斜線を施した区域６３で示される。ただし、基本強
度プロフィール６１で表わした重なり光波に対する閉じ
込め率Ｆは、斜線を施した区域６５で示されるように、
間の領域５７ではより大きい。このように、第６Ａ図に
示される場合には、区域６５の閉じ込め率は区域６３の
閉じ込め率より大きい。 これはこの領域５７での光学ガイド層５８の狭さが、波
面（ｗａｖｅｆｒｏｎｔ）　　６１を「強制的に１更に
実質的に活性層５６の中心になるようにするからである
。ローカル利得は、閉じ込め率ｒに比例するから、ロー
カル利得は、最大閉じ込め率ｒの点ではもっと大きくな
る。一方、数学的計算からは、領域５５での等価屈折率
は、領域５７での等価屈折率より大きいので、領域５５
での、すなわち、最大等価屈折率の領域で、光波がガイ
ドされることが確認される。 第７図に示されるフェーズドアレイレーザの構造は、第
５図に示されるレーザと同様であるが、コンタクト層内
のポンピング電流を、より高い利得が望まれるオフセッ
ト領域に、優先的に流す（ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ）電流
分布を発生させる手段を含んでいる。この手段は、イン
ブラント領域４５を含み、この領域は、例えば、層４２
の表面の絶縁Ｈ゛注大領域或いは交番（ａｌｔｅｒｎａ
ｔｉｎｇ）絶縁ａ域、或いは選択的に電流を流す他の手
段で差支えない。その結果、コンタクト４４を介して供
給されるポンピング電流は、絶縁領域４５の間を、間の
領域３５のクラッド層３４の最高域に向う方向に流れる
。 この電流の流れは、第７図の矢印４７で示される。 インブラント領域４５を経由して形成される電流誘導（
ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ）ガイドチャンネルは、光学ガイド
領域３７の間のＬＱＧａ３の利得を増大させる。 第８図は、本発明の更に他の実施例を示す。フェーズド
アレイレーザ９０は、前の各実施例で示したような独立
の導波層を備えていないという点で前の実施例とは異な
っている。それよりは、好ましい電流の流れの領域が、
フェーズドアレイレーザ構造の一つ以上のクラッド層内
に形成され或いは埋込まれた導電性の高い領域を使用す
ることによって設けられている。 フェーズドアレイレーザ９０は、ｎ−にａＡｓの基板９
２を含み、この上にｎ−ＧａＩ−ｚ　ＡｌｚＡｓのクラ
ッド層９４、活性領域９６、Ｐ　−Ｇａｌ−ｘ　Ａｌｘ
Ａｓのクラッド層９Ｂ及びＰ　＋−ＧａＡｓのコンタク
ト層１０２が順次デポジットされる。クラッド層９８の
バルクの中に、濃密に（ｈｅａｖｉ　ｌｙ）　　ドープ
されたｐ型ＧａＡｓストリップ１００の周期的アレイが
、光学ガイド領域１０１により分離されて設けられてい
る。ＧａＡｓのストライプ領域１００は、レイジング光
の吸収部であるから、領域１０１は、エミッタ９６Ａ、
　　を確立するレイジング条件のもとて光波伝播を行う
ための能動的光学導波領域を形成する。ただし、ＧａＡ
ｓストライプ領域１００のＰ形の濃（ｈｅａｖｙ）　　
ドーピングにより、これらの領域がそれらの間の区域よ
り導電性が高くなっているので、活性領域９６に流入す
る電流は、光学ガイド領域１０１に比較してストライプ
領域１００の下の区域の方が大きい。ストライプ領域１
００の下の活性領域９６に注入するキャリアを多くした
場合、これらの領域での利得は、光学ガイド領域１０１
と比較してかなり大きくなる。このように、レーザ９０
は、高利得の領域が、マルチエミッタ位相ロックアレイ
レーザの光学導波領域に対してオフセットしている他の
構成を示すものである。 第８図に示されるストライプ領域構成の使用は、適正な
ドーピング濃度と型とを使用しているクラッド層９４お
よび９８のいずれか一方或いは両方に利用できることに
注目すべきである。更に、フェーズドアレイレーザ９０
に対して、第８図に示されるストライプ領域構成を使用
することは、第７図のフェーズドアレイレーザ７０に、
高い利得を希望する領域３５に好ましい電流を流すため
の他の代替手段或いは追加手段として、その構造の植え
込み領域４５の代りに利用することもできるということ
に注目すべきである。 フェーズドアレイ半導体レーザに関するすべてのこれま
での構造は、屈折率ガイドレーザ構成であった。好まし
い導波を行う交番領域に対して利得の高い交番領域も、
利得ガイドレーザ構造に関連して設けることもできる。 これは、位相ロックアレイレーザのマルチエミッタ或い
はレーザ要素の空洞長に沿って、空間変調電流分布を作
る電流閉じ込め手段のアレイによって実現することがで
きる。電流閉じ込め手段は、光学ガイド領域のそれぞれ
に対して配置され、レーザ要素のそれぞれの空洞長の少
なくとも一部に沿って延びている金属接点或いは拡散領
域の形態の電流ストライプから構成することができる。 オフセットストライプは、マルチエミッタ或いはレーザ
要素のそれぞれの長さの少なくとも他の一部に沿って延
びている光学ガイド領域の隣接する側に設けられ、光学
ガイド領域のそれぞれに対してストライプ構造を持たな
い領域内に配置されている。電流閉じ込め構造の例が第
９図及び第１０図に示される。フェーズドアレイレーザ
の層構造は平面的であり、ストライプ領域１００が存在
しないことを除けば第８図のレーザ９０に対して示され
たレーザ構造によって例示される。第９図及び第１０図
は、このような利得ガイドレーザ構造に関連して利用さ
れる電流閉じ込め構造の平面図を概略的に示す。 第９図の電流閉じ込め構造１１０において、フェーズド
アレイレーザ構造の光学ガイド領域及び閉じ込められた
レイジング要素が、点線１１１で示される。レーザの光
学ガイド領域１１１のそれぞれの長さの少なくとも一部
に電流閉じ込めコンタクト、すなわちス］・ライプ１１
２が設けられる。 同じ領域の他の部分には、このようなコンタクト或いは
ストライプは設けられておらず、この部分は領域１１４
として区別される。コンタクトすなわち領域１１４がな
い、光学ガイド領域１１１に隣接する側の領域に、オフ
セットコンタクＩ−すなわちストライプ１１６が設けら
れる。 コンタクト１１２と１１６とは一様にポンプされる。光
学導波領域１１１の必ずしも全部が一様にポンプされる
ものではなく、その一部に、直接ポンプはされないが、
その部分の隣接する側に沿って交互にポンプされる部分
が少なくとも存在するという事実から見て、レーザの空
胴長りに沿う集積利得は、光学ガイド領域１１１の間の
領域で大きくすることができ、それにより第３図に示す
条件が満たされる。すなわち、オフセットストライプ構
造１１４が、フェーズドアレイレーザ構造内に、好まし
い導波を行う領域に対してより高利得の領域を移す手段
を提供する。 このように、利得のより高い領域と好ましい光学導波を
行う領域とを交互に提供する特定の機構は、利得ガイド
レーザ構造のレーザ空胴長に沿って設けられているが、
これに対して利得のより高い領域と好ましい光学導波を
行う領域とを交互に提供する特定の機構が、屈折率ガイ
ドレーザ構造のレーザ構造を横方向に横切って設けられ
る。ただし、第９図に示されるオフセットストライプの
ような特定の機構は、第４図〜第８図のレーザ構造のい
ずれかに関して示された特定の機構と組合せて使用され
、より高利得の領域および好ましい光学導波を行う領域
との交番の組み合ね−Ｕ強化（ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｅｎ
ｈａｎｃｅｍｅｎｔ）を図ることができる。 第１０図は、屈折率ガイドマルチエミッタレーザ構造の
光学導波領域に対してオフセントしている領域の利得を
、増加させる他の各種電流閉じ込め構造を示している。 第１０図の各図において、光学導波領域は、フェーズド
アレイレーザからの放射点を示す矢印で表される。これ
らの図は、本発明により企図されたオフセント利得／光
学導波機構を提供するすべての可能な構成を徹底的に網
羅するものではなく、このような構成に属するものの例
を示したものに過ぎない。 第１０Ａ図において、電流閉じ込め構造１２０は、セグ
メントストライプ対１２２及び１２４を含み、これは閉
じ込められた光学ガイド領域及びレイジング要素を示し
ている。ストライプセグメント１２２と１２４は、スト
ライプ構造が存在しないそれらの中心領域で分離してい
る。この同し領域に、レーザ要素の光学ガイド領域の外
側にボンピングの概念を満たすオフセットストライプ１
２６が設けられていて、これらのオフセット領域での利
得を、光学ガイド領域に比較して大きくしている。 第１０Ｂ図は、レーザ光学ガイド領域の空胴長の終端に
副台した対のセグメントストライプ１３２及び１３４の
形で、オフセットストライプ構造と協同する光学ガイド
領域ストライプ１３６を含む電流閉じ込め構造１３０を
示す。 第１０Ｃ図において、電流閉じ込め構造１４０は、それ
ぞれの長さが異なっている、すなわち、ストライプ１４
６Ａの長さがストライプ１４６Ｂより短く、１４６Ｂの
長さがストライプ１４６Ｃより短い電流閉じ込めストラ
イプ１４６を含む。 ストライプ１４６は、アレイレーザを横切る長さが変化
するが、レーザの空胴長の終端までは延びない。同しで
はあるが、長さの変化に関して反対の方法で、セグメン
トストライプ１４２及び１４４の形で、オフセットスト
ライプ構造が、レーザ空胴長の隣接端に設けられる。セ
グメントストライプ１４２及び１４４は、中間ストライ
プ１４６の長さが次第に長くなるにつれて、アレイレー
ザを横切る長さが次第に短くなる。このように、整列し
たオフセントストライプ１４２Ａ及び１４４Ａは、その
長さが、整列したストライプ１４２Ｂ及び１４４Ｂに比
較して長く、これらは、整列したオフセントストライプ
１４２Ｃ及び１４４Ｃより長く、これらは整列したオフ
セントストライプ１４２Ｄ及び１４４Ｄより長い。 第１ＯＤ図において、電流閉じ込め構造１５０も第１０
Ｃ図の場合のように、光学ガイド領域とオフセット領域
の双方に対して長さが変化するストライプ構造を含んで
いる。ただし、第１０Ｄ図においては、ストライプ長の
変化は、レーザ構造の中心からレーザ構造体の外縁まで
であるのに対して、第１０Ｃ図では、ストライプ長は、
レーザ構造の一方の側からレーザ構造の他方の側までで
ある。 第１０Ｄ図において、光学ガイド領域のストライプ１５
６は、構造の中心から外縁まで異なる長さの変化をする
。ここでストライプ１５６Ｂは、ストライプ１５６Ａ及
び１５６ｃに比較して長い。 ストライプ１５６Ａ及び１５６Ｃは、同し或いは類偵の
長さでよく、或いは異なる長さのものでもよいが、スト
ライプブ１５６Ｂより長くてはならない。同様に、整列
したオフセットストライプ１５２及び１５４は、長さが
、構造の中心から外縁まで変化する。これに関して、整
列したオフセットストライプ１５２Ｂと１５２０、及び
１５４Ｂと１５４Ｃは、同じ或いは類憤の長さのもので
よいが、外側の整列したオフセットストライプ１５２Ａ
と１５２、及び１５４Ａと１５４Ｄに比較して長さの短
いものでなければならない。 第１ＯＥ図に示される電流閉じ込め構造１６０は、オフ
セットストライプ構造造が、全ての光学ガイト領域に隣
接する側まで延びていることを除いて第１０Ａ図に示さ
れる構造１２０と同様である。 この接続では、閉じ込められた光学ガイド領域は、整列
したセグメントストライプ１６２及び１６４で表される
が、オフセットストライプ１６６は、光学ガイド領域内
にストライプ構造が存在しない位置の、光学ガイド領域
に隣接する側に配置される。 第１０Ｆ図の電流閉じ込め構造１７０は、レーザ要素の
光学ガイド領域の区域にあるストライプ１７２を含み、
これはレーザ空胴の長さの約半分だけ延びている。オフ
セットストライプ構造は、レイジング要素の光学ガイド
領域に隣接する領域にあり、且つ光学ガイド領域に対し
てストライプ構造の存在しないレーザ空胴の長さだり延
びているストライプ１７４で表されている。 第１００図に示される電流閉じ込め構造１８０は、整列
した断続セグメントストライプ構造１８２を有する一連
の光学ガイド領域を含んでいるが、オフセット領域にお
いては〜オフセットストライプ構造１８４は整列した断
続セグメントストライプを含み、各セグメントは、セグ
メントストライプ構造１８２の存在しない領域に隣接し
ている。 第９図及び第１０図に関連する全ての場合において、主
な概念は、一連の位相ロックレーザ要素の光学空胴を表
す光学ガイド領域に対して、より高利得のオフセット領
域を作りだすために、先の屈折率導波の実施例に関連し
て記したように、レーザの横方向の範囲に比較して、レ
ーザの長さに沿って集積利得を増加させるということで
ある。 前述の実施例はすべてＧａＡｓ及びＧａＡｌＡｓ系の半
導体に関連して述べてきたが、ＴｎＧａＡｓＰ、　Ｇａ
ＡｌＳｂ。 Ｐｂ５ｎＴｅ、ＳｉＣまたはレーザ作用を支持する任意
の他のｍ−ｖ或いはＩＴ−Ｖｌの半導体材料、或いはレ
ーザ作用を支持する任意の有機材料または化合物のよう
な、他の発光材料を使用してもよい。更に、図示した各
実施例において、活性領域は、単一の活性層を含んでも
よいし、代わりに、単量子ウェル或いは多量子ウェルの
いずれの活性領域を含んでもよい。 本発明は、いくつかの特定の実施例に関連して述べてら
れてきたが、当業者には上記の説明に照らして多数の代
替、修正及び変形が可能であることが明らかであろう。 したがって、本発明は、付属の特許請求の範囲の精神と
範囲とに基づくこのような代替、修正及び変形をすべて
包括することを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は１０要素アレイレーザの基本用モードについ
ての超モード場振幅パターン、第１Ｂ図は１０要素アレ
イレーザのＮ次超モード（Ｎ−１０）についての超モー
ド場振幅パターン、第１Ｃ図は１０要素アレイレーザの
２決起モードについての超モート場振幅パターン、第２
図Ａは１０要素アレイレーザの基本用モードについての
超モード強度エンヘローブ、第２図Ｂは１０要素アレイ
レーザのＮ次超モード（Ｎ＝１０）についての超モード
強度エンヘロープパターン、第２図Ｃは利得強度のピー
クが超モードの強度ピークと一致することを示す第２図
Ａ及び第２図Ｂの１０要素アレイレーザのモーｌ−利得
ｒ　（ｙ）のプロフィール、第３図Ａ〜第３図Ｃは利得
強度のピークが、基本用モード動作に理想的な超モード
の強度ピークに対して半周期ずれていることを除いて、
それぞれ第２図Ａ〜第２図Ｃと同しエンベロープ及びプ
ロフィール、第４図は基本用モード動作を実現し、これ
によりレーザの遠視野パターンに単一ローブの好ましい
放射を行うための、第３図の条件を満たすレーザ内部の
構造手段を備えた本発明を含むフェーズドアレイ半導体
レーザの概要、第４Ａ図は第４図のレーザと類催してい
るが、異なる処理手順で作られ、レーザ内部で第３図の
条件を満たし、基本用モート動作を実現するフェーズド
アレイ半導体レーザの概要、第４Ｂ図は光学的重なり、
閉じ込め率ｒの重要性、及び横方向の利得分布の説明に
使用される第４図のレーザの詳細部の概要、第５図は本
発明のフェーズドアレイ半導体レーザの、前図に示した
構造手段の主旨に沿う他の実施例の概要、第６図は本発
明のフェーズドアレイ半導体レーザの、前図に示した構
造手段の主旨に沿う更に他の実施例の概要、第６Ａ図は
光学的重なり、閉じ込め率ｒの重要性、及び横方向の利
得分布の説明に使用される第６図のレーザの詳細部の概
要、第７図は本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの
、前図に示した構造手段の主旨に沿う更に他の実施例の
概要、第８図は本発明のフェーズドアレイ半導体レーザ
の、前図に示した構造手段の主旨に沿う更に他の実施例
の概要図、第９図は基本超モード動作を実現し、これに
よりレーザの遠視野パターンに単一ローブの好ましい放
射を行うための、第３図の条件を満たす電流閉じ込め手
段を含むレーザ外部の構造手段を備えた本発明を含むフ
ェーズドアレイ半導体レーザの概要、第１０Ａ図〜第１
０Ｇ図はフェーズドアレイレーザの基本超モード動作を
実現するのに適した更に各種の電流閉じ込め構造の概要
を示す。 ｌＯ：位相ロックアレイレーザ １２．２３．３２，５２，９２：基板 １３．３３．５３＝起伏 １４．２０，３４，５４，６０．９４．９８：クランド
層 １６．３６．５８：透明導波層 １７二重なり領域 １Ｂ、３８，５６，９６：活性領域 ３０．５０．７０．　９ｏ：フェーズドアレイレーザ ３５．３７，５５，１０１，１１１：光学ガイド領域 １１０．１２０，１３０，１４０．１５０，１６０．１
７０．１８０：電流閉じ込め構造特許出願人　ゼロック
ス　コーポレーション代理人　　手掘　益（はが１名） １ｌｌ ｉ冨１０ ＦＩＧ、ＩＢ ｇ２ ＦＩＧ、２ １、　（ｙｌ ＦＩＧ、　３ Ｉ、　（Ｖ） ｐν ＩβＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レイジング要素の光学場が、隣接するレイジング要
   素の光学空胴内に結合して、アレイを横切る位相ロック
   状態を与えるレイジング条件のもとで、光波の発生及び
   伝播のための光学空胴を用意する活性領域に関して形成
   された複数の空間的に配置された複数のレイジング要素
   と、レーザの他の可能性のある超モードより前記基本超
   モードを優勢にするために、アレイを横方向に横切る前
   記レイジング要素の各々の光学場の光学的重なりを空間
   変調することにより、前記光学空胴の間の領域に、前記
   光学空胴に生ずる利得に比較して、前記間の領域に高い
   利得を発生させる前記レーザに関連した構造手段とを含
   むフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２、前記レーザは、前記活性領域に隣接し、かつ、前記
   間の領域で生ずる利得の量を、前記光学空胴で生ずる利
   得に比較して大きくするための前記空間変調を与えるた
   めに、前記レーザアレイを横方向に横切る周期的起伏を
   有する透明導波層を含む特許請求の範囲第１項記載のフ
   ェーズドアレイ半導体レーザ。 ３、前記空間変調は、前記間の領域で生ずる利得の量を
   、前記光学空胴で得られる利得に比較して大きくするた
   めの付加空間変調を与えるために、前記レーザアレイを
   横方向に横切る電流分布を空間変調するための電流閉じ
   込め手段を含む特許請求の範囲第１項記載のフェーズド
   アレイ半導体レーザ。 ４、前記活性領域は、単一プレーナ活性層である特許請
   求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のフェーズド
   アレイ半導体レーザ。 ５、前記活性領域は、単量子ウェルである特許請求の範
   囲第１項〜第３項のいずれかに記載のフェーズドアレイ
   半導体レーザ。 ６、前記活性領域は、多量子ウェルである特許請求の範
   囲第１項〜第３項のいずれかに記載のフェーズドアレイ
   半導体レーザ。 ７、レイジング要素の光学場が、隣接するレイジング要
   素の光学空胴内に結合して、アレイを横切る位相ロック
   状態を与えるレイジング条件のもとで、光波の発生及び
   伝播のための光学空胴を用意する活性領域に関して形成
   された複数の空間的に配置された多数のレイジング要素
   と、レーザの他の可能性のある超モードより前記基本超
   モードを優勢にするために、前記レーザアレイを横方向
   に横切る電流分布を空間変調することにより、前記光学
   空胴の間の領域に、前記光学空胴に生ずる利得に比較し
   て、前記間の領域に高い利得を発生させる前記レーザに
   関連した構造手段を含み、該構造手段は、前記間の領域
   で生ずる利得の量を、前記光学空胴で得られる利得と比
   較して大きくするために、前記間の領域において、その
   一部が前記光学空胴の外側である電流閉じ込め手段のア
   レイを含むフェーズドアレイ半導体レーザ。 ８、電流閉じ込め手段は、前記光学空胴のそれぞれに関
   して配置され、前記レーザ光学空胴のそれぞれの長さの
   少なくとも一つの部分に沿って延びている空胴電流閉じ
   込めストライプと、前記間の領域にあって、前記間の領
   域の長さの少なくとも一つの部分に沿って延びているオ
   フセット電流閉じ込めストライプとを含み、どの前記間
   の領域のストライプ部も、前記空胴ストライプ部のいず
   れにも隣接して配置されていない特許請求の範囲第７項
   記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 ９、前記活性領域は、単一プレーナ活性層である特許請
   求の範囲第７項および第８項のいずれかに記載のフェー
   ズドアレイ半導体レーザ。 １０、前記活性領域は、単量子ウェルである特許請求の
   範囲第７項および第８項のいずれかに記載のフェーズド
   アレイ半導体レーザ。 １１、前記活性領域は、多量子ウェルである特許請求の
   範囲第７項及び第８項のいずれかに記載のフェーズドア
   レイ半導体レーザ。 １２、閉じ込められた光学空胴で動作する複数の空間的
   に配置された複数のレイジング要素の光波が、レーザア
   レイを横切って位相ロック状態を与えるために結合され
   、前記レーザから得られる可能性のある超モードを識別
   するために、前記要素ごとに、前記光学空胴の間の領域
   に、特定の利得の高い領域が位置するようにレーザアレ
   イを横切って利得分布を仕立てる手段は、前記レーザに
   関連して前記間の領域の閉じ込め率Γを、前記光学空胴
   に比較して大きくすることにより、前記光波の光学的重
   なりを空間的に変調し、これにより基本超モード動作を
   前記可能性のある他の超モードより優勢にする構造手段
   を含むフェーズドアレイ半導体レーザ。 １３、前記レーザは、前記レーザアレイを横方向に横切
   る周期的起伏を有し、前記光学空胴のそれぞれの部分と
   して高い実効屈折率領域の空胴を形成して、前記周期的
   起伏を提供し、前記間の領域で生ずる利得の量を前記光
   学空胴で生ずる利得に比較して大きくする透明導波層を
   含む特許請求の範囲第１２項記載のフェーズドアレイ半
   導体レーザ。 １４、前記空間変調は、付加空間変調を与えるために、
   前記レーザアレイを横方向に横切る電流分布を空間的に
   変調して、前記間の領域で生ずる利得の量を、前記光学
   空胴で生ずる利得の量と比較して大きくする電流閉じ込
   め手段を含む特許請求の範囲第１項に記載のフェーズド
   アレイ半導体レーザ。 １５、前記レーザは、単一プレーナ活性層を含む活性領
   域を有する特許請求の範囲第１２項〜第１４項のいずれ
   かに記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 １６、前記レーザは、単量子ウェルを含む活性領域を有
   する特許請求の範囲第１２項〜第１４項のいずれかに記
   載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 １７、前記レーザは、多量子ウェルを含む活性領域を有
   する特許請求の範囲第１２項〜第１４項のいずれかに記
   載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 １８、閉じ込められた光学空胴で動作する複数の空間的
   に配置された複数のレイジング要素の光波が、レーザア
   レイを横切って位相ロック状態を与えるために結合され
   、前記レーザから得られる、可能性のある超モードを識
   別するために、前記要素ごとに、前記光学空胴の間の領
   域に、特定の利得の高い領域が位置するようにレーザア
   レイを横切って利得分布を仕立てる手段は、前記レーザ
   に関連して前記間の領域の閉じ込め率Γを、前記光学空
   胴に比較して大きくするごとにより、前記レーザアレイ
   を横方向に横切る電流分布を空間的に変調し、これによ
   り基本超モード動作を前記可能性のある他の超モードよ
   り優勢にする構造手段を含み、該構造手段は、前記間の
   領域で生ずる利得の量を、前記光学空胴で得られる利得
   に比較して大きくするために、前記間の領域において、
   その一部が前記光学空胴の外側である電流閉じ込め手段
   のアレイを含んでいるフェーズドアレイ半導体レーザ。 １９、電流閉じ込め手段は、前記光学空胴のそれぞれに
   関して配置され、前記レーザ光学空胴のそれぞれの長さ
   の少なくとも一つの部分に沿って延びている空胴電流閉
   じ込めストライプと、前記間の領域にあって、前記間の
   領域の長さの少なくとも一つの部分に沿って延びている
   オフセット電流閉じ込めストライプとを含み、どの前記
   間の領域のストライプ部も、前記空胴ストライプ部のい
   ずれにも隣接して配置されていない特許請求の範囲第１
   ８項に記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２０、前記レーザは、単一プレーナ活性層を含む活性領
   域を有する特許請求の範囲第１８項および第１９項のい
   ずれかに記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２１、前記レーザは、単量子ウェルを含む活性領域を有
   する特許請求の範囲第１８項および第１９項のいずれか
   に記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２２、前記レーザは、多量子ウェルを含む活性領域を有
   する特許請求の範囲第１８項および第１９項のいずれか
   に記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２３、閉じ込められた光学空胴で動作する空間的に配置
   された複数のレイジング要素の光波が、アレイを横切っ
   て位相ロック状態を与えるために結合され、前記レーザ
   から得られる、可能性のある超モードを識別するために
   、前記要素ごとに、前記光学空胴の間に、高利得の領域
   が位置するようにレーザアレイを横切る利得分布を仕立
   てる手段は、前記レーザに関連して前記間の領域の閉じ
   込め率Γを、前記光学空胴に比較して大きくすることに
   より、前記光波の光学的重なりを空間的に変調するため
   の周期的起伏を有する透明導波手段を含み、これにより
   基本超モード動作を前記可能性のある他の超モードより
   優勢にするフェーズドアレイ半導体レーザ。 ２４、閉じ込められた光学空胴で動作する空間的に配置
   された複数のレイジング要素の光波が、レーザアレイを
   横切って位相ロック状態を与えるために結合され、前記
   レーザから得られる可能性のある超モードを識別するた
   めに、前記要素ごとに、前記光学空胴の間に、高利得領
   域が位置するようにレーザアレイを横切って利得分布を
   仕立てる手段は、前記間の領域で生する利得の量を、前
   記光学空胴で生ずる利得の量に比較して大きくするため
   に、レーザアレイを横切る電流分布の空間変調を与える
   ための、前記間の領域において、その一部が前記光学空
   胴の外側である電流閉じ込め手段のアレイを含むフェー
   ズドアレイ半導体レーザ。 ２５、レイジング要素の光学場が、隣接するレイジング
   要素の光学空胴内に結合して、アレイを横切る位相ロッ
   ク状態を与えるレイジング条件のもとで、光波の発生及
   び伝播のための光学空胴を用意する活性領域に関して形
   成された複数の空間的に配置された多数のレイジング要
   素と、レーザの他の可能性のある超モードより前記基本
   超モードを優勢にするために、前記レーザアレイを横方
   向に横切る電流分布を空間変調することにより、前記光
   学空胴の間の領域に、前記光学空胴に生ずる利得に比較
   して、前記間の領域に高い利得を発生させる前記レーザ
   に関連した構造手段を含み、該構造手段は、前記間の領
   域の前記レーザアレイ内に、これを横方向に横切って形
   成された複数の空間的に配置された高導電率領域を含む
   フェーズドアレイ半導体レーザ。 ２６、前記アレイレーザは、活性領域と、隣接して配置
   されたクラッド層を含んでおり、前記高導電率領域は、
   前記クラッド層の少なくとも一つに埋込まれた高ドーピ
   ング濃度の領域を含む特許請求の範囲第２５項に記載の
   フェーズドアレイ半導体レーザ。