JPS6367348B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6367348B2 JPS6367348B2 JP4290981A JP4290981A JPS6367348B2 JP S6367348 B2 JPS6367348 B2 JP S6367348B2 JP 4290981 A JP4290981 A JP 4290981A JP 4290981 A JP4290981 A JP 4290981A JP S6367348 B2 JPS6367348 B2 JP S6367348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- active layer
- cladding layer
- stripe portion
- 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.)
- Expired
Links
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、発振モードの安定化および動作寿命
の長寿命化を可能とした半導体レーザ装置に関す
る。
の長寿命化を可能とした半導体レーザ装置に関す
る。
半導体レーザ装置において最も重要視されてい
るのは、発振横モードの単一化と動作寿命の長寿
命化である。一般に、半導体レーザ装置に用いら
れる２重ヘテロ接合構造は、垂直方向への光の閉
じ込め作用はあるが、水平方向への光の閉じ込め
作用はなく、そのままでは発振時における高次横
モードが発生し易すく、電流対光出力特性に異常
な特性カーブが発生する。また、これまでの半導
体レーザ装置のほとんどは、電流注入による発光
領域である活性層が、主となる光ガイド層であ
り、端面発光近視野像の光強度最大点が活性層領
域にあつた。活性層による光ガイドは活性層のバ
ンドギヤツプに一致した波長を有する光が、光吸
収による活性層の破壊を引き起こし、素子の動作
寿命を縮め特にレーザ発振時において重要な問題
となる。
るのは、発振横モードの単一化と動作寿命の長寿
命化である。一般に、半導体レーザ装置に用いら
れる２重ヘテロ接合構造は、垂直方向への光の閉
じ込め作用はあるが、水平方向への光の閉じ込め
作用はなく、そのままでは発振時における高次横
モードが発生し易すく、電流対光出力特性に異常
な特性カーブが発生する。また、これまでの半導
体レーザ装置のほとんどは、電流注入による発光
領域である活性層が、主となる光ガイド層であ
り、端面発光近視野像の光強度最大点が活性層領
域にあつた。活性層による光ガイドは活性層のバ
ンドギヤツプに一致した波長を有する光が、光吸
収による活性層の破壊を引き起こし、素子の動作
寿命を縮め特にレーザ発振時において重要な問題
となる。
第１図は従来一般に用いられている絶縁膜スト
ライプ型２重ヘテロ接合の半導体レーザ装置を示
す断面模式図である。GaAs基板１上にｎ―
GaAlAs層（第１のクラツド層）２、GaAs層
（活性層）３およびｐ―GaAlAs層（第２のクラ
ツド層）４が順次結晶成長され、ヘテロ接合構造
が形成されている。そして、上記第２のクラツド
層４上にはSiO2膜５が選択的に取着され、電流
狭窄のためのストライプが形成されている。な
お、図中６，７はそれぞれ電極を示している。こ
のような構造であれば、垂直方向には活性層３と
クラツド層２，４との屈折率の差により光は活性
層３に閉じ込められる。しかし、水平方向には光
の閉じ込め作用がないため、前記したように高次
横モードが発生し易い等の問題がある。また、光
強度最大点が活性層３領域にあるため、前記した
動作寿命が短くなる等の問題があつた。
ライプ型２重ヘテロ接合の半導体レーザ装置を示
す断面模式図である。GaAs基板１上にｎ―
GaAlAs層（第１のクラツド層）２、GaAs層
（活性層）３およびｐ―GaAlAs層（第２のクラ
ツド層）４が順次結晶成長され、ヘテロ接合構造
が形成されている。そして、上記第２のクラツド
層４上にはSiO2膜５が選択的に取着され、電流
狭窄のためのストライプが形成されている。な
お、図中６，７はそれぞれ電極を示している。こ
のような構造であれば、垂直方向には活性層３と
クラツド層２，４との屈折率の差により光は活性
層３に閉じ込められる。しかし、水平方向には光
の閉じ込め作用がないため、前記したように高次
横モードが発生し易い等の問題がある。また、光
強度最大点が活性層３領域にあるため、前記した
動作寿命が短くなる等の問題があつた。
そこで本発明者等は、上記問題を解決するもの
として第２図に示す如き半導体レーザ装置を開発
した。この装置は前記第１のクラツド層２をメサ
エツチングしてメサストライプ部８を形成し、こ
のメサストライプ部８が形成されたクラツド層２
上に前記各層３，４を結晶成長せしめたものであ
り、活性層３を折り曲げてその中間領域において
レーザ発振させている。これは第３図ａに示す水
平方向（第２図中１点鎖線Ａ）の屈折率分布にお
いて、屈折率の高い２つの活性層が互いに従属し
たモード誘導を起こし、同図ｂに示すような一つ
のモードを作り出すことによる。かくして作られ
た発振モードは活性層３によつて挾まれた領域の
幅を加減することによつて、高次モードをおさえ
て基本横モードだけで発振させることができる。
さらに、この場合の発光強度の最大点が活性層３
の外にあるため、光吸収による活性層の破壊を極
力おさえることができる。
として第２図に示す如き半導体レーザ装置を開発
した。この装置は前記第１のクラツド層２をメサ
エツチングしてメサストライプ部８を形成し、こ
のメサストライプ部８が形成されたクラツド層２
上に前記各層３，４を結晶成長せしめたものであ
り、活性層３を折り曲げてその中間領域において
レーザ発振させている。これは第３図ａに示す水
平方向（第２図中１点鎖線Ａ）の屈折率分布にお
いて、屈折率の高い２つの活性層が互いに従属し
たモード誘導を起こし、同図ｂに示すような一つ
のモードを作り出すことによる。かくして作られ
た発振モードは活性層３によつて挾まれた領域の
幅を加減することによつて、高次モードをおさえ
て基本横モードだけで発振させることができる。
さらに、この場合の発光強度の最大点が活性層３
の外にあるため、光吸収による活性層の破壊を極
力おさえることができる。
しかしながら、この種の装置にあつては前記第
３図ａ，ｂに示した如く発光強度最大となる位置
に屈折率の低い層（第１のクラツド層２）が存在
するため、高注入レベルにおいて基板方向への発
振モードのゆらぎが生じると言う問題があつた。
３図ａ，ｂに示した如く発光強度最大となる位置
に屈折率の低い層（第１のクラツド層２）が存在
するため、高注入レベルにおいて基板方向への発
振モードのゆらぎが生じると言う問題があつた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので。
その目的とするところは、発振モードの安定化お
よび動作寿命の長寿命化をはかり得ると共に、発
振モードのゆらぎを確実に防止することのできる
半導体レーザ装置を提供することにある。
その目的とするところは、発振モードの安定化お
よび動作寿命の長寿命化をはかり得ると共に、発
振モードのゆらぎを確実に防止することのできる
半導体レーザ装置を提供することにある。
すなわち、本発明は活性層で挾まれる領域に比
較的屈折率の高い導波層を形成するようにして、
前記目的を達成せんとしたものである。
較的屈折率の高い導波層を形成するようにして、
前記目的を達成せんとしたものである。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。
明する。
第４図は本発明の一実施例の概略構造を示す断
面模式図である。なお、第２図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。こ
の実施例が前記第２図に示したものと異なる点は
前記メサストライプ部８の上部を前記クラツド層
２，４より高い屈折率を有したGaAlAs層（導波
層）９で形成したことである。なお、この構成は
基板１上に第１のクラツド層２および導波層９を
順次結晶成長せしめたのち、上記クラツド層２に
至る深さまでメサエツチングして得られる。
面模式図である。なお、第２図と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。こ
の実施例が前記第２図に示したものと異なる点は
前記メサストライプ部８の上部を前記クラツド層
２，４より高い屈折率を有したGaAlAs層（導波
層）９で形成したことである。なお、この構成は
基板１上に第１のクラツド層２および導波層９を
順次結晶成長せしめたのち、上記クラツド層２に
至る深さまでメサエツチングして得られる。
このような構成であれば、第１のクラツド層
２、導波層９、活性層３および第２のクラツド層
４の各屈折率をそれぞれ、n1、n2、n3、n4とする
と、これらの屈折率の関係はn3＞n2＞n4＝n1とな
る。したがつて、垂直方向（図中１点鎖線Ｂ）お
よび水平方向（図中１点鎖線Ｃ）の各屈折率分布
はそれぞれ第５図ａ，ｂに示す如くなる。すなわ
ち、レーザ発振の光強度最大となる位置に比較的
屈折率の高い層（導波層９）があるため、前記し
た高注入レベルにおける発振モードのゆらぎが解
消される。また、第５図ｂに示した水平方向の屈
折率分布を見ると明らかなように、屈折率の高い
層が高次モードより基本モードを優先するように
なつているため、基本モードのより一層の安定化
をはかり得る。したがつて、前記第２図に示した
装置の効果、つまり発振モードの安定化および動
作寿命の長寿命化をはかり得る等の効果を奏する
のは勿論のこと、発振モードのゆらぎを確実に防
止し得ると言う効果を奏する。
２、導波層９、活性層３および第２のクラツド層
４の各屈折率をそれぞれ、n1、n2、n3、n4とする
と、これらの屈折率の関係はn3＞n2＞n4＝n1とな
る。したがつて、垂直方向（図中１点鎖線Ｂ）お
よび水平方向（図中１点鎖線Ｃ）の各屈折率分布
はそれぞれ第５図ａ，ｂに示す如くなる。すなわ
ち、レーザ発振の光強度最大となる位置に比較的
屈折率の高い層（導波層９）があるため、前記し
た高注入レベルにおける発振モードのゆらぎが解
消される。また、第５図ｂに示した水平方向の屈
折率分布を見ると明らかなように、屈折率の高い
層が高次モードより基本モードを優先するように
なつているため、基本モードのより一層の安定化
をはかり得る。したがつて、前記第２図に示した
装置の効果、つまり発振モードの安定化および動
作寿命の長寿命化をはかり得る等の効果を奏する
のは勿論のこと、発振モードのゆらぎを確実に防
止し得ると言う効果を奏する。
第６図は他の実施例の概略構造を示す断面模式
図である。なお、第４図と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。この実施
例が先に説明した実施例と異なる点は、前記第１
のクラツド層２と活性層３との間に屈折率n5（n5
＝n1＝n4）の第３のクラツド層１０を形成したこ
とである。
図である。なお、第４図と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。この実施
例が先に説明した実施例と異なる点は、前記第１
のクラツド層２と活性層３との間に屈折率n5（n5
＝n1＝n4）の第３のクラツド層１０を形成したこ
とである。
このような構成であれば、垂直方向（図中１点
鎖線Ｄ）および水平方向（図中１点鎖線Ｅ）の屈
折率分布はそれぞれ第７図ａ，ｂに示す如くなり
先の実施例を同様の効果を奏する。また、活性層
３から導波層９へのキヤリアリークを防止できる
等の利点がある。
鎖線Ｄ）および水平方向（図中１点鎖線Ｅ）の屈
折率分布はそれぞれ第７図ａ，ｂに示す如くなり
先の実施例を同様の効果を奏する。また、活性層
３から導波層９へのキヤリアリークを防止できる
等の利点がある。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記第１乃至第３のクラ
ツド層の各屈折率n1、n4、n5は必ずしも等しいも
のでなくてもよく、n5≧n4≧n1なる関係を満足す
るものであればよい。また各層の厚みやメサスト
ライプ部の形状等は仕様に応じて適宜定めればよ
い。さらに、前記基板および各層を形成する半導
体組成物としてはGaAs―GaAlの他にInP―
InGaAsPにも適用できるのは勿論のことである。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
ものではない。例えば、前記第１乃至第３のクラ
ツド層の各屈折率n1、n4、n5は必ずしも等しいも
のでなくてもよく、n5≧n4≧n1なる関係を満足す
るものであればよい。また各層の厚みやメサスト
ライプ部の形状等は仕様に応じて適宜定めればよ
い。さらに、前記基板および各層を形成する半導
体組成物としてはGaAs―GaAlの他にInP―
InGaAsPにも適用できるのは勿論のことである。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
第１図は従来装置の概略構成をなす断面模式
図、第２図は本発明の基本となるGaAs―
GaAlAsレーザ装置の概略構成を示す断面模式
図、第３図ａ，ｂは上記レーザ装置の作用を説明
するための模式図、第４図は本発明の一実施例の
概略構成を示す断面模式図、第５図ａ，ｂは上記
実施例の作用を説明するための模式図、第６図は
他の実施例の概略構成を示す断面模式図、第７図
ａ，ｂは上記他の実施例の活用を説明するための
模式図である。 １…半導体基板、２…第１のクラツド層、３…
活性層、４…第２のクラツド層、８…メサストラ
イプ部、９…導波層、１０…第３のクラツド層。
図、第２図は本発明の基本となるGaAs―
GaAlAsレーザ装置の概略構成を示す断面模式
図、第３図ａ，ｂは上記レーザ装置の作用を説明
するための模式図、第４図は本発明の一実施例の
概略構成を示す断面模式図、第５図ａ，ｂは上記
実施例の作用を説明するための模式図、第６図は
他の実施例の概略構成を示す断面模式図、第７図
ａ，ｂは上記他の実施例の活用を説明するための
模式図である。 １…半導体基板、２…第１のクラツド層、３…
活性層、４…第２のクラツド層、８…メサストラ
イプ部、９…導波層、１０…第３のクラツド層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板と、この基板上に屈折率n1の第１
のクラツド層および屈折率n2の導波層を順次結晶
成長せしめこれらを上記基板或いは第１のクラツ
ド層に至る深さまでメサエツチングしてなる刃状
メサストライプ部と、このメサストライプ部上に
成長形成された屈折率n3の活性層と、この活性層
上に成長形成された屈折率n4の第２のクラツド層
とを具備し、前記各屈折率をn3＞n2＞n4≧n1なる
関係にしたことを特徴とする半導体レーザ装置。 ２ 前記活性層は、前記メサストライプ部の高さ
よりも膜厚の薄い屈折率n5の第３のクラツド層を
介して前記メサストライプ部上に成長形成された
ものであり、前記屈折率をn3＞n2＞n5≧n4≧n1な
る関係に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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290981A JPS57157587A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290981A JPS57157587A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Semiconductor laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57157587A JPS57157587A (en) | 1982-09-29 |
| JPS6367348B2 true JPS6367348B2 (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=12649150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290981A Granted JPS57157587A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57157587A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0317935U (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-21 | ||
| JPH09220962A (ja) * | 1996-02-16 | 1997-08-26 | Central Motor Co Ltd | カップホルダ支持構造 |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP4290981A patent/JPS57157587A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0317935U (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-21 | ||
| JPH09220962A (ja) * | 1996-02-16 | 1997-08-26 | Central Motor Co Ltd | カップホルダ支持構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57157587A (en) | 1982-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100341946B1 (ko) | 패턴화미러수직공동표면방출레이저및그제조방법 | |
| US4328469A (en) | High output power injection lasers | |
| US4329660A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US6987285B2 (en) | Semiconductor light emitting device in which high-power light output can be obtained with a simple structure including InGaAsP active layer not less than 3.5 microns and InGaAsP and InP cladding | |
| KR19990072352A (ko) | 자기발진형반도체레이저 | |
| US4432091A (en) | Semiconductor laser device | |
| KR100381985B1 (ko) | 수직공동표면방출레이저(vcsel)및그제조방법 | |
| US4546481A (en) | Window structure semiconductor laser | |
| US4926431A (en) | Semiconductor laser device which is stable for a long period of time | |
| US6075802A (en) | Lateral confinement laser | |
| JPS6367348B2 (ja) | ||
| US5136601A (en) | Semiconductor laser | |
| JP4309636B2 (ja) | 半導体レーザおよび光通信用素子 | |
| JP2723888B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US6707835B2 (en) | Process for producing semiconductor laser element including S-ARROW structure formed by etching through mask having pair of parallel openings | |
| JP5163355B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0638543B2 (ja) | 光学電子素子 | |
| JPS58225681A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPH0671121B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS621277B2 (ja) | ||
| JPH0376287A (ja) | ブロードエリアレーザ | |
| US4860299A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH0422033B2 (ja) | ||
| JPH07106694A (ja) | 半導体レーザー | |
| JPH0671122B2 (ja) | 半導体レーザ素子 |