JPS6211796B2 - - Google Patents
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- JPS6211796B2 JPS6211796B2 JP55054516A JP5451680A JPS6211796B2 JP S6211796 B2 JPS6211796 B2 JP S6211796B2 JP 55054516 A JP55054516 A JP 55054516A JP 5451680 A JP5451680 A JP 5451680A JP S6211796 B2 JPS6211796 B2 JP S6211796B2
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- semiconductor laser
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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
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ装置に関するものであり
発振出力変化をより簡単に、感度よく検知する機
能を有する半導体レーザ装置を提供することを目
的とするものである。
発振出力変化をより簡単に、感度よく検知する機
能を有する半導体レーザ装置を提供することを目
的とするものである。
半導体レーザは、光通信、ビデオデイスクなど
広く光応用装置に使用されているが、半導体レー
ザの動作状態を安定にするため、常に発振出力を
モニターしたり、ビデオデイスクのようにデイス
ク板からのもどり光と半導体レーザの相互作用に
よる発振出力より信号を検出する必要がある。
広く光応用装置に使用されているが、半導体レー
ザの動作状態を安定にするため、常に発振出力を
モニターしたり、ビデオデイスクのようにデイス
ク板からのもどり光と半導体レーザの相互作用に
よる発振出力より信号を検出する必要がある。
従来このようなモニターには、第１図のように
半導体レーザ１のステム２にフアイバー３を埋込
み、このフアイバー３を通して半導体レーザチツ
プ４の光出力６をSiの光検出器５に導入して、Si
の光検出器５の信号を検出していた。
半導体レーザ１のステム２にフアイバー３を埋込
み、このフアイバー３を通して半導体レーザチツ
プ４の光出力６をSiの光検出器５に導入して、Si
の光検出器５の信号を検出していた。
しかしながらこのような構成では、ステムの構
造が複雑になり、しかもフアイバーを通すため半
導体レーザの光出力の利用効率が悪く、しかも位
置合せが必要で、しかも、半導体レーザから出射
した光の広がり光分を少なくするための配慮が必
要となる。
造が複雑になり、しかもフアイバーを通すため半
導体レーザの光出力の利用効率が悪く、しかも位
置合せが必要で、しかも、半導体レーザから出射
した光の広がり光分を少なくするための配慮が必
要となる。
本発明は半導体レーザと光検出器を一体とする
ことにより上述のような欠点を除去せんとするも
のである。
ことにより上述のような欠点を除去せんとするも
のである。
本発明では半導体レーザ装置において、誘導放
射がおこる領域に誘導放出の外部取出し方向と直
角な方向から可能なかぎり近接して誘導放射の出
力を検出できるような出力検出用Ｐ―ＮまたはＰ
―Ｉ―Ｎ接合を形成し、誘導放射をさせながらそ
の出力をこの出力検出用ｐ―ｎまたはｐ―ｉ―ｎ
接合より電気信号としてモニターすること可能に
したことを特徴とするものである。
射がおこる領域に誘導放出の外部取出し方向と直
角な方向から可能なかぎり近接して誘導放射の出
力を検出できるような出力検出用Ｐ―ＮまたはＰ
―Ｉ―Ｎ接合を形成し、誘導放射をさせながらそ
の出力をこの出力検出用ｐ―ｎまたはｐ―ｉ―ｎ
接合より電気信号としてモニターすること可能に
したことを特徴とするものである。
半導体レーザは効率的に誘導放出をおこすた
め、屈折率分布を適当に選んだ光ガイドを構成し
たり、注入キヤリアが局部的にとじこめられるよ
うな構成をとつたりしている。つまり注入キヤリ
ア密度、自然放出のエネルギー密度を上げて誘導
放出を起しやすくしている。しかしこのような局
所的に放射エネルギー密度を上げてもかならず広
がりを生ずるため、誘導放出を起してもこの誘導
放出も広がりを生じている。このため、誘導放出
をおこしている領域を１／ｅに減衰しているとこ
ろを目安とすれば、レーザのビームの径が決めら
れるが、１／ｅ以下の減衰部分はもつと広がつて
いる。この広がつている部分にレーザビームを有
効に吸収するｐ―ｎ接合またはｐ―ｉ―ｎ接合を
形成すれば、この接合にはレーザビームの出力の
変化によつて電気信号の変化が生ずる。これを有
効に取出すことによつて、半導体レーザの光出力
をモニターできることになる。
め、屈折率分布を適当に選んだ光ガイドを構成し
たり、注入キヤリアが局部的にとじこめられるよ
うな構成をとつたりしている。つまり注入キヤリ
ア密度、自然放出のエネルギー密度を上げて誘導
放出を起しやすくしている。しかしこのような局
所的に放射エネルギー密度を上げてもかならず広
がりを生ずるため、誘導放出を起してもこの誘導
放出も広がりを生じている。このため、誘導放出
をおこしている領域を１／ｅに減衰しているとこ
ろを目安とすれば、レーザのビームの径が決めら
れるが、１／ｅ以下の減衰部分はもつと広がつて
いる。この広がつている部分にレーザビームを有
効に吸収するｐ―ｎ接合またはｐ―ｉ―ｎ接合を
形成すれば、この接合にはレーザビームの出力の
変化によつて電気信号の変化が生ずる。これを有
効に取出すことによつて、半導体レーザの光出力
をモニターできることになる。
ここで、レーザ発振の波長は、活性層の半導体
のエネルギーギヤツプおよび不純物などによりき
まるが、このレーザ光の光検出にはレーザ光のエ
ネルギーが出力検出用ｐ―ｎまたはｐ―ｉ―ｎ接
合を構成する半導体のエネルギーギヤツプと等し
いかそれ以上であることが望ましい。そのため、
本発明では、この活性層を構成する半導体のエネ
ルギーギヤツプが、この半導体基板結晶を構成す
る半導体のエネルギーギヤツプに等しいか大きい
ことが必要となる。以下本発明の一実施例を詳細
に説明する。
のエネルギーギヤツプおよび不純物などによりき
まるが、このレーザ光の光検出にはレーザ光のエ
ネルギーが出力検出用ｐ―ｎまたはｐ―ｉ―ｎ接
合を構成する半導体のエネルギーギヤツプと等し
いかそれ以上であることが望ましい。そのため、
本発明では、この活性層を構成する半導体のエネ
ルギーギヤツプが、この半導体基板結晶を構成す
る半導体のエネルギーギヤツプに等しいか大きい
ことが必要となる。以下本発明の一実施例を詳細
に説明する。
＜実施例 １＞
第２図は本発明の一実施例の構成を示すもの
で、ｎ型半導体結晶基板２１（エネルギーギヤツ
プＥg1，屈折率n1）上にｐ型半導体結晶基板２２
（エネルギーギヤツプＥg2，屈折率n2）を図のよう
にＢの部分がストライプ状にかつ凹溝を形成する
ように欠除された状態で接合されたｐ―ｎ接合を
有する半導体結晶基板１１があり、その結晶基板
１１の一部に前記凹溝を覆つて第１のグラツド層
となるｎ型半導体層２３（エネルギーギヤツプＥ
g3，屈折率n3），活性層となるｎ型またはｐ型半
導体層２４（エネルギーギヤツプＥg4，屈折率
n4）、第２のクラツド層となるｐ型半導体層２５
（エネルギーギヤツプＥg5，屈折率n5）および絶縁
体薄膜２６を第２図のように形成し、ｎ型半導体
基板結晶２１、ｐ型半導体基板結晶２２および第
２クラツド層２５にそれぞれオーム性電極、すな
わち第３電極２８、第２電極２９、第１電極２７
を形成した構成とする。ただし Ｅg1，Ｅg2≦Ｅg4＜Ｅg3，Ｅg5，n4＞n3，n5にな
るように各層を選ぶ。
で、ｎ型半導体結晶基板２１（エネルギーギヤツ
プＥg1，屈折率n1）上にｐ型半導体結晶基板２２
（エネルギーギヤツプＥg2，屈折率n2）を図のよう
にＢの部分がストライプ状にかつ凹溝を形成する
ように欠除された状態で接合されたｐ―ｎ接合を
有する半導体結晶基板１１があり、その結晶基板
１１の一部に前記凹溝を覆つて第１のグラツド層
となるｎ型半導体層２３（エネルギーギヤツプＥ
g3，屈折率n3），活性層となるｎ型またはｐ型半
導体層２４（エネルギーギヤツプＥg4，屈折率
n4）、第２のクラツド層となるｐ型半導体層２５
（エネルギーギヤツプＥg5，屈折率n5）および絶縁
体薄膜２６を第２図のように形成し、ｎ型半導体
基板結晶２１、ｐ型半導体基板結晶２２および第
２クラツド層２５にそれぞれオーム性電極、すな
わち第３電極２８、第２電極２９、第１電極２７
を形成した構成とする。ただし Ｅg1，Ｅg2≦Ｅg4＜Ｅg3，Ｅg5，n4＞n3，n5にな
るように各層を選ぶ。
ここで第１電極２７と第３電極２８間に適当な
順電圧を印加すると誘導放射（以後レーザ発振と
いう）がおこり、図で１０で示すようなレーザス
ポツトが観測される。
順電圧を印加すると誘導放射（以後レーザ発振と
いう）がおこり、図で１０で示すようなレーザス
ポツトが観測される。
レーザ発振したレーザ光は半導体結晶の中で、
活性層のみに閉じ込められているのではなくレー
ザー光の一部は凹溝にしみ出している。この光を
半導体結晶基板１１のｐ―ｎ接合部で検出しよう
とするものである。この場合半導体結晶基板の接
合部１２に逆バイアスがかかるように、第２電極
２９と第３電極２８間に電圧をかけることによ
り、レーザ光を検出することができる。もちろ
ん、０バイアスでも検出が可能である。ここでｐ
型半導体結晶基板２２の役割は第１電極２７によ
る電流集中をさらに凹溝Ｂにより出口を絞つて、
電流の広がりを少なくすることと、レーザ光を検
出するという二つの役割をはたしていることであ
る。この場合上記各半導体層２１，２２，２３，
２５の伝導型を全く逆にしたものも可能である。
活性層のみに閉じ込められているのではなくレー
ザー光の一部は凹溝にしみ出している。この光を
半導体結晶基板１１のｐ―ｎ接合部で検出しよう
とするものである。この場合半導体結晶基板の接
合部１２に逆バイアスがかかるように、第２電極
２９と第３電極２８間に電圧をかけることによ
り、レーザ光を検出することができる。もちろ
ん、０バイアスでも検出が可能である。ここでｐ
型半導体結晶基板２２の役割は第１電極２７によ
る電流集中をさらに凹溝Ｂにより出口を絞つて、
電流の広がりを少なくすることと、レーザ光を検
出するという二つの役割をはたしていることであ
る。この場合上記各半導体層２１，２２，２３，
２５の伝導型を全く逆にしたものも可能である。
第３図は本発明の他の実施例を示し第２図の実
施例のｐ型半導体基板層２２のかわりに不純物の
濃度の少いｉ型層３１とｐ型層３２をつみかさね
た半導体結晶基板３０を用いたものである。この
場合光検出すべき接合が第２図の実施例ではｐ―
ｎ接合であつたが本実施例ではｐ―ｉ―ｎ接合と
なり、応答速度向上、逆耐圧の増加、およびレー
ザの電流集中をより効率よくすることができる。
施例のｐ型半導体基板層２２のかわりに不純物の
濃度の少いｉ型層３１とｐ型層３２をつみかさね
た半導体結晶基板３０を用いたものである。この
場合光検出すべき接合が第２図の実施例ではｐ―
ｎ接合であつたが本実施例ではｐ―ｉ―ｎ接合と
なり、応答速度向上、逆耐圧の増加、およびレー
ザの電流集中をより効率よくすることができる。
第４図は本発明の第３の実施例を示すもので、
第２図の実施例の構造を複数ケー列に配列した半
導体レーザアレイを構成したものである。
第２図の実施例の構造を複数ケー列に配列した半
導体レーザアレイを構成したものである。
第２図の実施例のｎ型半導体基板２１を共通基
板として二組の第２図の実施例に相当する装置
Ａ，Ｂを構成する。同図の記号のＡ，Ｂはそれぞ
れＡとＢの装置に属することを示すのみで、各記
号の意味は第２図の実施例における符号と同様で
ある。ここで電極２７Ａと電極２８間に電圧を印
加すればＡの半導体レーザが発振し、その光出力
は電極２９Ａと２８の間で電気信号として取出す
ことができる。他方電極２７Ｂと２８間に電圧を
印加すれば、Ｂの半導体レーザの光出力が電極２
９Ｂ２８間から検出できることになる。
板として二組の第２図の実施例に相当する装置
Ａ，Ｂを構成する。同図の記号のＡ，Ｂはそれぞ
れＡとＢの装置に属することを示すのみで、各記
号の意味は第２図の実施例における符号と同様で
ある。ここで電極２７Ａと電極２８間に電圧を印
加すればＡの半導体レーザが発振し、その光出力
は電極２９Ａと２８の間で電気信号として取出す
ことができる。他方電極２７Ｂと２８間に電圧を
印加すれば、Ｂの半導体レーザの光出力が電極２
９Ｂ２８間から検出できることになる。
第５図はさらに別の実施例を示し、第２図の実
施例において光検出用電極の取出し方法を改良し
たものである。すなわち半導体レーザは通常活性
層に近い電極を取付のステムに取つけるため、第
２図の構成が都合の悪い場合もある。従つて光検
出用の電極をｎ型結晶基板２１のオーミツク電極
と同じ面側に取出すことも必要であり、第５図ａ
では光検出に必要なｐ―ｎ接合のｐ型半導体基板
結晶２２に達するようなｐ型層５１をｎ型半導体
基板２１内に形成しこれにオーム性電極５２を形
成すると、第２図の電極２９に相当する電極とな
る。さらに同図ｂではｎ型半導体結基板結晶２１
の一部を除去し、ｐ型半導体基板結晶２２を露出
させこれに５４のオーム性電極を形成するとこれ
が第２図の電極２９に相当する電極となる。原理
的には第２図の実施例と同じであり、光検出信号
を得る電極がそれぞれ電極２８と５２間、２８と
５４間になるだけである。このような構成にする
と電極２７側をフエースダウンボンドしても電極
２８，５２または５４はそれぞれワイヤボンデイ
ングによりワイヤで取出すことができる。
施例において光検出用電極の取出し方法を改良し
たものである。すなわち半導体レーザは通常活性
層に近い電極を取付のステムに取つけるため、第
２図の構成が都合の悪い場合もある。従つて光検
出用の電極をｎ型結晶基板２１のオーミツク電極
と同じ面側に取出すことも必要であり、第５図ａ
では光検出に必要なｐ―ｎ接合のｐ型半導体基板
結晶２２に達するようなｐ型層５１をｎ型半導体
基板２１内に形成しこれにオーム性電極５２を形
成すると、第２図の電極２９に相当する電極とな
る。さらに同図ｂではｎ型半導体結基板結晶２１
の一部を除去し、ｐ型半導体基板結晶２２を露出
させこれに５４のオーム性電極を形成するとこれ
が第２図の電極２９に相当する電極となる。原理
的には第２図の実施例と同じであり、光検出信号
を得る電極がそれぞれ電極２８と５２間、２８と
５４間になるだけである。このような構成にする
と電極２７側をフエースダウンボンドしても電極
２８，５２または５４はそれぞれワイヤボンデイ
ングによりワイヤで取出すことができる。
以上のように本発明は、第１クラツド層，活性
層，第２クラツド層を少なくとも有する半導体レ
ーザ装置において、誘導放射が起る領域に近接し
て、誘導放射出力検出用のｐ―ｎ接合、あるいは
ｐ―ｉ―ｎ接合を形成したもので、誘導放射させ
ながらその出力を検知することができ、発振出力
変化を簡単に感度よく検知できる利点を有する。
層，第２クラツド層を少なくとも有する半導体レ
ーザ装置において、誘導放射が起る領域に近接し
て、誘導放射出力検出用のｐ―ｎ接合、あるいは
ｐ―ｉ―ｎ接合を形成したもので、誘導放射させ
ながらその出力を検知することができ、発振出力
変化を簡単に感度よく検知できる利点を有する。
第１図は、従来の半導体レーザの構成図、第２
図，第３図，第４図および第５図ａ，ｂは本発明
の一実施例における半導体レーザ装置の断面図で
ある。 １０……誘導放射領域、２１…ｎ型半導体結晶
基板、２２……ｐ型半導体結晶基板、２３……第
１クラツド層、２４……活性層、２５……第２ク
ラツド層、２６……絶縁体薄膜、２７……第１電
極、２８……第３電極、２９……第２電極。
図，第３図，第４図および第５図ａ，ｂは本発明
の一実施例における半導体レーザ装置の断面図で
ある。 １０……誘導放射領域、２１…ｎ型半導体結晶
基板、２２……ｐ型半導体結晶基板、２３……第
１クラツド層、２４……活性層、２５……第２ク
ラツド層、２６……絶縁体薄膜、２７……第１電
極、２８……第３電極、２９……第２電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板結晶上に、第１クラツド層，活性
層，第２クラツド層を少なくとも有し誘導放射を
行う半導体レーザ装置において、前記半導体基板
結晶と第１クラツド層との間に半導体領域を有
し、この半導体領域は、誘導放射がおこる領域の
少なくとも直下は欠除しており、かつ半導体領域
の一部が誘導放射がおこる領域に延びるごとく設
けられており、この半導体領域と半導体基板結晶
とにより、誘導放射光を電気信号として検出する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 ２ 半導体領域と半導体基板結晶とでｐ―ｎ接合
を形成した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。 ３ 半導体領域と半導体基板結晶とでｐ―ｉ―ｎ
接合を形成した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。 ４ 活性層を構成する半導体のエネルギーギヤツ
プが、上記ｐ―ｎ接合，ｐ―ｉ―ｎ接合を構成す
る半導体のエネルギーギヤツプに等しいかそれよ
り大きいことを特徴とする特許請求の範囲第２項
または第３項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5451680A JPS56150888A (en) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5451680A JPS56150888A (en) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Semiconductor laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56150888A JPS56150888A (en) | 1981-11-21 |
| JPS6211796B2 true JPS6211796B2 (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=12972806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5451680A Granted JPS56150888A (en) | 1980-04-23 | 1980-04-23 | Semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56150888A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789289A (en) * | 1980-11-25 | 1982-06-03 | Sharp Corp | Semiconductor device |
| JPS594192A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60198885A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Toshiba Corp | 集積化半導体レ−ザ装置 |
| JPH0644659B2 (ja) * | 1985-07-17 | 1994-06-08 | 松下電器産業株式会社 | 光集積回路装置 |
| US5252513A (en) * | 1990-03-28 | 1993-10-12 | Xerox Corporation | Method for forming a laser and light detector on a semiconductor substrate |
| DE102016002245B4 (de) | 2016-02-26 | 2022-06-30 | Gentherm Gmbh | Vorrichtung zum Temperieren wenigstens eines Objektes und Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer aus wenigstens zwei Sensoren bestehenden Sensoreinrichtung |
-
1980
- 1980-04-23 JP JP5451680A patent/JPS56150888A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56150888A (en) | 1981-11-21 |
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