JPS6142980A - 半導体レ−ザアレイ装置 - Google Patents
半導体レ−ザアレイ装置Info
- Publication number
- JPS6142980A JPS6142980A JP16467984A JP16467984A JPS6142980A JP S6142980 A JPS6142980 A JP S6142980A JP 16467984 A JP16467984 A JP 16467984A JP 16467984 A JP16467984 A JP 16467984A JP S6142980 A JPS6142980 A JP S6142980A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active
- waveguide
- laser array
- waveguides
- semiconductor laser
- 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
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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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4068—Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers
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】
く技術分野〉
本発明は半導体レーザアレイ装置に関する。
く従来技術〉
光ディスク、レーザプリン、ター、医療用機器などの光
源として半導体レーザの高山化は有意義である。しかし
現状では単一の活性導波をもつ構造のもので高々６０〜
７０ｍＷの出力程度のレーザ光が得られるのが限度と思
われる。そこで、最近活性導波路数を複数本化しかつそ
れら活性導波路間でレーザ光を結合させることにより、
光位相を同期させるレーザ（位相同期レーザアレイ）を
実現する試みがなされている。
源として半導体レーザの高山化は有意義である。しかし
現状では単一の活性導波をもつ構造のもので高々６０〜
７０ｍＷの出力程度のレーザ光が得られるのが限度と思
われる。そこで、最近活性導波路数を複数本化しかつそ
れら活性導波路間でレーザ光を結合させることにより、
光位相を同期させるレーザ（位相同期レーザアレイ）を
実現する試みがなされている。
例えばセロックス社のＷ、 ５ｔｒｅｉｆｅｒらはＡ
ｐｐｔ 。
ｐｐｔ 。
Ｐｈｙｓ 、 Ｌｅｔｔ 、 ４２，４９５ （１９
８３）で１０本の活性導波路を有するレーザアレイを試
作し、出力パワー２００ｍＷまで遠視野像の半値全幅で
２°以下の素子が得られたことを報告している。しかし
、この場合においても各活性導波路からの出力光の縦モ
ードは異っており、完全に同期した状態とはいえない。
８３）で１０本の活性導波路を有するレーザアレイを試
作し、出力パワー２００ｍＷまで遠視野像の半値全幅で
２°以下の素子が得られたことを報告している。しかし
、この場合においても各活性導波路からの出力光の縦モ
ードは異っており、完全に同期した状態とはいえない。
また、その他の報告例においても、活性導波路を平行に
ならべ、それぞれの活性導波路からの光のもれで結合さ
せる構造であるため上記と同じ現象がおこりやすい、同
時に、この構造においては、導波路型方向性結合器と同
様に結晶中の分極を媒体として、隣接した活性導波路間
の結合がおこりやすい、これにより、活性導波路間の光
位相は１８０°ずれた状態となりその遠視’ｌ’Ｆｌ＆
は２本の鋭いピークを持ったものとなる（第４図）。
ならべ、それぞれの活性導波路からの光のもれで結合さ
せる構造であるため上記と同じ現象がおこりやすい、同
時に、この構造においては、導波路型方向性結合器と同
様に結晶中の分極を媒体として、隣接した活性導波路間
の結合がおこりやすい、これにより、活性導波路間の光
位相は１８０°ずれた状態となりその遠視’ｌ’Ｆｌ＆
は２本の鋭いピークを持ったものとなる（第４図）。
この状態では光学系により光を集光することは出来ず応
用上大きな問題となるのは明白である。
用上大きな問題となるのは明白である。
他に平行に並べた活性導波路間を湾曲した活性導波路で
結んだ構造のものも考えられた（Ｗ。
結んだ構造のものも考えられた（Ｗ。
５ｔｒｅｉｆｅｒ ｅｔ ａｌ、Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ、
Ｌｅｔｔ ＋４Ｌ１１８ （１９８２） ”）が、こ
の場合も平行に並んだ活性導波路間の光のもれによる横
方向の結合が強く１８０゜位相のずれた状態になってい
る。すなわち湾曲した活性導波路での結合の効果は現れ
ていない。
Ｌｅｔｔ ＋４Ｌ１１８ （１９８２） ”）が、こ
の場合も平行に並んだ活性導波路間の光のもれによる横
方向の結合が強く１８０゜位相のずれた状態になってい
る。すなわち湾曲した活性導波路での結合の効果は現れ
ていない。
く目的〉
本発明は上記従来技術の欠点を解消し、複数の活性導波
路を用い、レーザ光の出力が高くしかも光位相が同期し
た半導体レーザアレイ装置の提供を目的とする。
路を用い、レーザ光の出力が高くしかも光位相が同期し
た半導体レーザアレイ装置の提供を目的とする。
く構成〉
本発明は複数の活性導波路を有し、且つそれら活性導波
路が湾曲した部分を持つことにより、一方のレーザ端面
で互に隣接する活性導波路が他方のレーザ端面で同一の
活性導波路を共有することを特徴とする半導体レーザア
レイ装置である。
路が湾曲した部分を持つことにより、一方のレーザ端面
で互に隣接する活性導波路が他方のレーザ端面で同一の
活性導波路を共有することを特徴とする半導体レーザア
レイ装置である。
〈実施例〉
第１図は本発明の装置の実施例を示す平面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明によるｉノーザ
光の遠視野像を示す図である。
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明によるｉノーザ
光の遠視野像を示す図である。
まず装置の製造手順について説明すると、Ｐ型
゛ＧａＡｓ基板１に液層エピタキシャル成長法（ＬＰＥ
法）なとの結晶成長手法によりｎ型ＧａＡｓＪ’Ｗ２を
形成する。次にホトリソグラフィとエツチング技術によ
り７字形の溝２０を形成し、次に再びＬＰＥ法を用いて
溝２０付きの基板上にＰ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッ
ド層３、Ｐ型またはｎ型のＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
４、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッドＦｆ５、ｎ１型
ＧａＡｓキャップ層６を連続時に成長させ（ただしｘ＞
ｙとする）、さらに基板側にＰ型抵抗性電極７を、成長
層側にｎ型抵抗性電極８を形成し、最後にレーザ端面と
してのミラー面９．１０をへき開形成する。
゛ＧａＡｓ基板１に液層エピタキシャル成長法（ＬＰＥ
法）なとの結晶成長手法によりｎ型ＧａＡｓＪ’Ｗ２を
形成する。次にホトリソグラフィとエツチング技術によ
り７字形の溝２０を形成し、次に再びＬＰＥ法を用いて
溝２０付きの基板上にＰ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッ
ド層３、Ｐ型またはｎ型のＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
４、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッドＦｆ５、ｎ１型
ＧａＡｓキャップ層６を連続時に成長させ（ただしｘ＞
ｙとする）、さらに基板側にＰ型抵抗性電極７を、成長
層側にｎ型抵抗性電極８を形成し、最後にレーザ端面と
してのミラー面９．１０をへき開形成する。
活性導波路を構成する前記溝２０は、一方のミラー面９
側で隣接する溝２０．２０が他方のミラー面１０側では
、同一の溝２０を共有し、またミラー面１０側で隣接す
る溝２０．２０がミラー面９側では同一の溝２０を共有
するように形成される。すなわちミラー面９側とミラー
面１０側で半ピツチずつずれた溝２０が中央付近で湾曲
した形で相手側の２つのＦＪ２０．２０と結合した状態
を構成している。このように溝２０が構成されることに
より、活性導波路は領域１１０，１１２で、２つの隣接
活性導波路が１つに結合された状態を構成する。そして
この結合領域１１０．１１２に対して、その間が活性導
波路の湾曲した湾曲領域１１１となる。この湾曲領域１
１１における活性導波路の曲率半径は２００μｍ以上と
する。これは、湾曲した導波路内に光を閉じ込めるのに
最低必要な値である。これ以下では光が導波路界面で全
反射せず、導波路外へ散乱してしまう。
側で隣接する溝２０．２０が他方のミラー面１０側では
、同一の溝２０を共有し、またミラー面１０側で隣接す
る溝２０．２０がミラー面９側では同一の溝２０を共有
するように形成される。すなわちミラー面９側とミラー
面１０側で半ピツチずつずれた溝２０が中央付近で湾曲
した形で相手側の２つのＦＪ２０．２０と結合した状態
を構成している。このように溝２０が構成されることに
より、活性導波路は領域１１０，１１２で、２つの隣接
活性導波路が１つに結合された状態を構成する。そして
この結合領域１１０．１１２に対して、その間が活性導
波路の湾曲した湾曲領域１１１となる。この湾曲領域１
１１における活性導波路の曲率半径は２００μｍ以上と
する。これは、湾曲した導波路内に光を閉じ込めるのに
最低必要な値である。これ以下では光が導波路界面で全
反射せず、導波路外へ散乱してしまう。
実施例において採用した具体的寸法の一例を示すと、溝
２０の幅Ｗを４μｍ、各活性導波路のピンチＰを８μｍ
、結合領域１１０，１１２の幅を１１０μｍ、湾曲領域
１１１の幅を７０μｍ、湾曲領域１１１での活性導波路
の湾曲の曲率半径Ｒを３００μｍとした。
２０の幅Ｗを４μｍ、各活性導波路のピンチＰを８μｍ
、結合領域１１０，１１２の幅を１１０μｍ、湾曲領域
１１１の幅を７０μｍ、湾曲領域１１１での活性導波路
の湾曲の曲率半径Ｒを３００μｍとした。
く効果〉
本発明は以上の構成よりなり、多数の活性導波路を有し
、且つそれら活性導波路が湾曲した部分を持つことによ
り、一方のレーザ端面倒で互に隣接する活性導波路が他
方のレーザ端面倒で同一の活性導波路を共有するように
したから、縦モードが活性導波路全体にわたって均一で
、且つ位相の同期したレーザアレイが実現でき、出力光
がその遠視野像において第３図に示すような１本の鋭い
ものとすることができる。
、且つそれら活性導波路が湾曲した部分を持つことによ
り、一方のレーザ端面倒で互に隣接する活性導波路が他
方のレーザ端面倒で同一の活性導波路を共有するように
したから、縦モードが活性導波路全体にわたって均一で
、且つ位相の同期したレーザアレイが実現でき、出力光
がその遠視野像において第３図に示すような１本の鋭い
ものとすることができる。
第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明によるレーザ光の遠視
野像を示す図、第４図は従来装置でのレーザ光の遠視野
像を示す図である。
のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明によるレーザ光の遠視
野像を示す図、第４図は従来装置でのレーザ光の遠視野
像を示す図である。
Claims (2)
- （１）複数の活性導波路を有し、且つそれら活性導波路
が湾曲した部分を持つことにより、一方のレーザ端面側
で互に隣接する活性導波路が他方のレーザ端面側で同一
の活性導波路を共有することを特徴とする半導体レーザ
アレイ装置。 - （２）全ての活性導波路が連続して結合されている特許
請求の範囲第１項記載の半導体レーザアレイ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16467984A JPS6142980A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
| US06/760,538 US4768201A (en) | 1984-08-06 | 1985-07-30 | Semiconductor laser array |
| DE19853528089 DE3528089A1 (de) | 1984-08-06 | 1985-08-05 | Halbleiterlaseranordnung |
| GB08519680A GB2163001B (en) | 1984-08-06 | 1985-08-06 | Semiconductor laser array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16467984A JPS6142980A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142980A true JPS6142980A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15797782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16467984A Pending JPS6142980A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142980A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5561086A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-08 | Xerox Corp | Monolithic laser device |
| JPS5681993A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-04 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP16467984A patent/JPS6142980A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5561086A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-08 | Xerox Corp | Monolithic laser device |
| JPS5681993A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-04 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element |
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