DE4002970A1 - Halbleiterlaser und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Halbleiterlaser und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser und ein Ver
fahren zu dessen Herstellung.
Ein Halbleiterlaser gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1
wird anhand von Fig. 7 erläutert. Fig. 7(a) zeigt dabei
eine Explosionsdarstellung von drei Teilbereichen eines
Lasers, und zwar zwei Endbereiche mit jeweils einer Ab
strahlfläche und einem mittleren Bereich mit einem Laser
schwingungsbereich 8, in dem die Laserstrahlung erzeugt
wird. Fig. 7(b) zeigt einen Längsschnitt durch den Laser.
Der Laser verfügt über ein Substrat 1 aus N-Typ GaAs, eine
erste Abdeckschicht 2 aus N-Typ Al0.5Ga0.5As, eine aktive
Schicht 4 aus P-Typ Al0.15Ga0.85As, eine zweite Abdeck
schicht 5 aus P-Typ Al0.5Ga0.5As mit einem streifenförmigen
Steg, der sich nicht bis zu den Abstrahlflächen erstreckt,
eine Stromblockierschicht 6 aus N-Typ GaAs und eine Kon
taktschicht 7 aus P-Typ GaAs. Zu beiden Seiten des bereits
genannten Laserschwingungsbereichs 8 befindet sich jeweils
ein Bereich 9, in dem keine Ladungsträger injiziert werden.
Dieser herkömmliche Laser arbeitet wie folgt.
Im Laserschwingungsbereich 8 werden Minoritätsladungsträger
einer Konzentration von etwa 1018 in die aktive Schicht 4
injiziert, eine Inversion der Verteilung der Ladungsträger
wird herbeigeführt, und dadurch wird ein größerer Teil der
Energie der injizierten Ladungsträger in Photonen umgewan
delt. In den sich an den Laserschwingungsbereich 8 an
schließenden Bereichen 9 findet kaum Ladungsträgerinjektion
statt, jedoch werden Minoritätsladungsträger durch das
Laserlicht angeregt, deren Dichte jedoch erheblich geringer
ist als die Dichte injizierter Ladungsträger. Durch diesen
Effekt findet kaum lichtstrahlende Elektron-Loch-Rekombina
tion im Bereich der Abstrahlflächen statt. Dadurch läßt
sich die Laserleistung, ab der Zerstören der Abstrahlflä
chen stattfindet (der sogenannte COD-Pegel), erhöhen.
Damit bei einem solchen Laser das Licht in Längsrichtung
aufgrund des Effektes der Stromblockierschicht eng gebün
delt wird, ist die Dicke der zweiten Abdeckschicht 5 in den
Bereichen, in denen sich nicht der streifenförmige Steg be
findet, etwa 0,3 µm. Da sich der Steg nicht bis zu den Ab
strahlflächen erstreckt, ist auch dort die Dicke der zwei
ten Abdeckschicht 5 nur etwa 0,3 µm. Wie in Fig. 8 darge
stellt, erstreckt sich jedoch die Lichtemission nicht nur
innerhalb der aktiven Schicht, sondern das Licht breitet
sich auch in den benachbarten Abdeckschichten aus. Da die
zweite Abdeckschicht nur dünn ist, gelangt auch Licht in
die Stromblockierschicht, die aus GaAs besteht und daher
das erzeugte Laserlicht gut absorbiert. Dadurch ist es
schwierig, überhaupt Abstrahlung von Laserlicht zu erzie
len und, falls dies gelingt, ist kein stabiles Abstrahlen
in einer Mode möglich.
Weiterhin besteht das Problem, daß beim Erhöhen der Aus
gangsleistung die aktive Schicht im Bereich der Abstrahl
flächen aufgrund der genannten Absorption zerstört wird. Es
läßt sich also kein hoher COD-Pegel erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Struktur
eines Lasers der genannten Art so zu verbessern, daß Laser
licht stabil in einer Mode ausgestrahlt werden kann. Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren zum Herstellen eines solchen Lasers anzugeben.
Der erfindungsgemäße Laser weist die Merkmale von Anspruch
1 auf, das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale von An
spruch 4.
Der erfindungsgemäße Laser zeichnet sich dadurch aus, daß
er zwischen der ersten Abdeckschicht und der aktiven
Schicht eine Lichtführungsschicht aufweist. Dadurch wird
die Lichtausbreitung in Richtung der Lichtführungsschicht
verschoben, also von der zweiten Abdeckschicht und damit
auch der stark absorbierenden Blockierschicht, weggezogen.
Dies führt dazu, daß das Laserlicht weniger stark absor
biert wird, wodurch es möglich ist, daß sich eine Schwin
gungsmode stabilisieren kann. Außerdem können höhere Aus
gangsleistungen erzielt werden, da weniger Licht im Bereich
der Abstrahlflächen absorbiert wird.
Vorteilhafterweise wird die Blockierschicht nicht unmittel
bar auf die zweite Abdeckschicht aufgebracht, sondern dies
erfolgt unter Zwischenschalten einer Pufferschicht, die
einen PN-Übergang zwischen den eben genannten Schichten
vermeidet und die außerdem vermeidet, daß die Blockier
schicht in einem zweiten Epitaxieablauf unmittelbar auf die
zweite Abdeckschicht aufgewachsen wird, die in einem ersten
Epitaxieablauf aufgebracht wurde.
Von besonderem Vorteil ist es, die eben genannte Puffer
schicht mit höherer P-Dotierung zu versehen als die zweite
Abdeckschicht, wodurch erreicht wird, daß Verunreinigungs
atome überall dort in die aktive Schicht dotieren, wo nicht
der Steg vorhanden ist. Diese Diffusion findet demgemäß
auch im Bereich der Abstrahlflächen statt und führt dort zu
einer Erhöhung der Bandlücke, was zur Folge hat, daß die
aktive Schicht im Bereich der Abstrahlfläche nicht mehr
absorbiert.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren wird so ausgeführt,
daß der eben beschriebene Dotiervorgang durch Selbstdiffu
sion beim Herstellen erfolgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1(a) eine perspektivische Explosionsdarstel
lung von drei Bereichen eines Lasers, nämlich zwei Endbe
reichen mit Abstrahlflächen und einen mittleren Bereich, in
dem Laserschwingung erzeugt wird;
Fig. 1(b) einen Längsschnitt durch den Laser gemäß
Fig. 1(a);
Fig. 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen der Vertei
lung der Lichtstärke des Laserlichts über verschiedene
Schichten;
Fig. 3(a) und (b) Darstellungen entsprechend denen
von Fig. 1, jedoch für einen Laser, der über eine zusätz
liche Pufferschicht zwischen aktiver Schicht und zweiter
Abdeckschicht verfügt;
Fig. 4(a) und (b) Ansichten entsprechend denen von
Fig. 1, jedoch für einen Laser mit einem Aufbau, in dem
durch Selbstdiffusion Fensterbereiche an den Abstrahlflä
chen erzeugt sind;
Fig. 5(a)-(g) schematische perspektivische Dar
stellungen einer Laserstruktur in verschiedenen Herstell
stufen, für den Laser gemäß Fig. 1;
Fig. 6(a)-(g) Darstellungen entsprechend denen
von Fig. 5, jedoch für den Laser gemäß Fig. 4;
Fig. 7(a) und (b) Ansichten entsprechend denen von
Fig. 1, jedoch für einen bekannten Laser; und
Fig. 8 ein Diagramm entsprechend dem von Fig. 2, je
doch für einen bekannten Laser.
Fig. 1(a) zeigt in Explosionsdarstellung drei Bereiche
eines Halbleiterlasers, und zwar die zwei Bereiche mit den
Abstrahlflächen und den dazwischen liegenden Bereich. Fig.
1(b) ist ein Querschnitt durch den Laserschwingungsbe
reich 8. Auf einem N-Typ GaAs-Substrat 1 ist eine erste Ab
deckschicht 2 aus N-Typ Al0.5Ga0.5As aufgebracht. Es folgen
eine Lichtführungsschicht 3 aus N-Typ AlGaAs, die aktive
Schicht 4 aus P-Typ Al0.15Ga0.85As und eine zweite Abdeck
schicht 5 aus P-Typ Al0.5Ga0.5As, die einen streifenförmi
gen Steg aufweist, der sich in Strahlrichtung erstreckt,
jedoch an seinen beiden Enden die Abstrahlflächen nicht er
reicht. Eine Blockierschicht 6 aus N-Typ GaAs deckt diese
zweite Abdeckschicht 5 mit Ausnahme des Steges ab. Zum Kon
taktieren befindet sich ganz oben auf dem Laser eine Kon
taktschicht 7 aus P-Typ GaAs. Laserschwingungsanregung er
folgt im Laserschwingungsbereich 8, der sich in etwa über
die Länge des Steges der zweiten Abdeckschicht 5 erstreckt.
An diesen Laserschwingungsbereich schließt sich an jeder
Seite ein Nicht-Injektions-Bereich 9 an.
Der so aufgebaute Laser arbeitet wie folgt.
Der Mechanismus der Schwingungsanregung ist derselbe wie
beim bekannten Laser. Die zusätzlich vorhandene Lichtfüh
rungsschicht 3 hilft dabei, die angeregte Mode im Bereich
der Abstrahlflächen zu stabilisieren, was im Stand der
Technik problematisch war. Zu diesem Zweck weist das Ma
terial der Lichtführungsschicht 3 einen Brechungsindex auf,
der zwischen den Brechungsindizes der benachbarten Schich
liegt, also der darüber befindlichen aktiven Schicht 4
und der darunter befindlichen ersten Abdeckschicht 2. Da
durch wird die Lichtverteilung in Richtung der Lichtfüh
rungsschicht 3 verschoben, wie in Fig. 2 dargestellt. Der
Effekt, der ein solches Verschieben verursacht, ist in
"Light Communication Element Optics", Seite 172 von Yonezu
beschrieben. Der Lichtemissionsbereich an den Abstrahlflä
chen liegt damit von der Stromblockierschicht 6 weiter weg,
wodurch die angeregte Mode stabilisiert wird.
Im folgenden wird die Herstellung eines solchen Lasers an
hand von Fig. 5 beschrieben. Zunächst werden epitaktisch
auf ein N-Typ GaAs-Substrat 1 gemäß Fig. 5(a) die erste Ab
deckschicht 2 aus N-Typ AlxGa1-xAs, die Lichtführungs
schicht 3 aus AlyGa1-yAs (x<y), die aktive Schicht (Multi-
Quantum-Well-Schicht) 41 aus P-Typ AlpGa1-pAs-AlqGa1-qAs
(y<q<p), die zweite Abdeckschicht 5 aus P-Typ AlxGa1-xAs
und eine obere Schicht 71 aus P-Typ GaAs aufgebracht, wie
in Fig. 5(b) dargestellt. Auf dieser Schichtfolge wird ein
amorpher Film 10 erzeugt (Fig. 5(c)), der dann zu einem
Streifen geätzt wird, der die Abstrahlfläche nicht erreicht
(Fig. 5(d)). Der streifenförmige amorphe Film 10 dient als
Ätzmaske zum teilweisen Wegätzen der oberen Schicht 71 und
der zweiten Abdeckschicht 5 (Fig. 5(e)). Mit einem zweiten
Epitaxieverfahren wird die Stromblockierschicht 6 aus N-Typ
GaAs aufgebracht, die den Steg einhüllt, der durch das
Ätzen stehenblieb, diesen jedoch aufgrund der Wirkung des
amorphen Films 10 nicht abdeckt (Fig. 5(f)). Nach dem Ent
fernen des amorphen Films 10 wird in einem dritten Epita
xieverfahren die Kontaktschicht 7 aus P-Typ GaAs aufge
bracht, die die Stromblockierschicht 6 und den vom amorphen
Film 10 befreiten Steg abdeckt (Fig. 5(g)). Schließlich
werden noch eine P-seitige Elektrode auf der Kontaktschicht
7 und eine N-seitige Elektrode auf dem Substrat 1 aufge
bracht, wodurch die Herstellung des Lasers abgeschlossen
ist.
Bei dieser ersten Ausführungsform wird die Stromblockier
schicht 6 beim zweiten Epitaxieablauf direkt auf die zweite
Abdeckschicht 5 aufgebracht, die beim ersten Epitaxieablauf
hergestellt wurde, was den Wirkungsgrad der Herstellbarkeit
und Funktionsfähigkeit verschlechtert. Nachteilig ist auch
der PN-Übergang zwischen den beiden genannten Schichten.
Die eben genannten Nachteile sind bei einem Aufbau umgan
gen, wie er in den Fig. 3(a) und 3(b) dargestellt ist. Bei
diesem Aufbau ist auf der zweiten Abdeckschicht 5 eine Puf
ferschicht 61 aus P-Typ GaAs vorhanden. Durch diese Schicht
wird vermieden, daß die Stromblockierschicht 6 im zweiten
Epitaxieablauf direkt auf die im ersten Ablauf hergestellte
zweite Abdeckschicht 5 aufgewachsen wird. Außerdem ist kein
PN-Übergang zwischen den eben genannten beiden Schichten
mehr vorhanden.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht
noch das Problem, daß beim Steigern der Strahlungsleistung
des Lasers die aktive Schicht geschmolzen wird - trotz des
Aufbaus mit nichtinjizierenden Bereichen nahe den Abstrahl
flächen.
Anhand von Fig. 4 wird nun ein Ausführungsbeispiel mit
einer Fensterstruktur an den Abstrahlflächen erläutert, bei
dem der eben genannte Nachteil nicht mehr vorhanden ist.
Der Laser gemäß den Fig. 4(a) und 4(b) weist eine MQW
(Multi-Quantum-Well)-aktive Schicht 4 a aus einer AlGaAs-
Folge und eine Pufferschicht 61′ aus P-Typ GaAs auf, die
eine höhere Dotierung aufweist als die zweite Abdeckschicht
5 aus P-Typ Al0.5Ga0.5As. Dort wo die Pufferschicht 61 vor
handen ist, also überall außer im stegförmigen Bereich,
können Verunreinigungsatome in die aktive Schicht 4 a ein
diffundieren, also Selbstdotierung bewerkstelligen. Der
Diffusionsbereich trägt das Bezugszeichen 62 und der in der
Dotierung geänderte Bereich der aktiven Schicht trägt das
Bezugszeichen 4 b.
Dieser Laser arbeitet wie folgt.
Die Laserschwingung stellt sich wie bei einem herkömmli
chen Laser ein. Beim eben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird das Laserlicht benachbart zu den Abstrahlflächen mit
Hilfe der Lichtleitschicht 3 stabilisiert, wie weiter oben
erläutert. Die Photonenergie des Laserlichts wird durch die
Bandlücke der aktiven MQW-Schicht 4 a bestimmt. Die Band
lücke der durch die genannte Diffusion gestörten aktiven
Schicht 4 b nahe den Abstrahlflächen ist demgegenüber er
höht, weswegen das erzeugte Laserlicht in diesem Bereich
nicht absorbiert wird. Der Bereich 4 b verfügt also über den
sogenannten Fenstereffekt.
Dieses Bauteil wird hergestellt, wie es nun anhand von
Fig. 6 erläutert wird.
Beim Ablauf gemäß Fig. 6 stimmen die durch die Fig. 6(a)-6(e)
veranschaulichten Verfahrensschritte mit denjenigen
Verfahrensschritten überein, die weiter oben anhand von
Fig. 5(a)-5(e) erläutert wurden. Nach dem Herstellen des
Steges wird jedoch nicht direkt die Stromblockierschicht 6
aufgebracht, sondern in einem zweiten Epitaxieablauf werden
eine Pufferschicht 61′ und die Stromblockierschicht 6 aus
N-Typ GaAs aufgebracht, wobei die P-Typ Dotierung der Puf
ferschicht 61′ höher ist als die Dotierung der zweiten Ab
deckschicht 5 aus P-Typ AlxGa1-xAs. Die so erhaltene Struk
tur zeigt Fig. 6(f). Nach Entfernen des amorphen Films 10
wird in einem dritten Epitaxieablauf die Kontaktschicht 7
aus P-Typ GaAs hergestellt, die sowohl die Stromblockier
schicht 6 wie auch den vom amorphen Film 10 befreiten Steg
abdeckt (Fig. 6g)). Während des zweiten und des dritten
Epitaxieablaufs findet ein Selbstdotiervorgang von P-Typ
Verunreinigungen aus der Pufferschicht 61′ in die aktive
MQW-Schicht 4 a statt. Wie bereits weiter oben anhand von
Fig. 5 ausgeführt, findet dieses Diffundieren nur in sol
chen Bereichen statt, in denen sich die Pufferschicht 61′
über der aktiven Schicht befindet, also nicht im Bereich
des Steges. Das Eindiffundieren stört die kristalline Ord
nung in der aktiven Schicht und führt zum Fenstereffekt in
den Bereichen 4 b der aktiven Schicht. Die Grenze zwischen
den Bereichen 4 a und 4 b der aktiven Schicht ist nicht
scharf gezogen, sondern dort, wo der Steg konvex von der
zweiten Abdeckschicht 5 aus ansteigt, nimmt die Selbst
diffusion mit ansteigender Höhe des Steges ab. Im Bereich 8,
in dem sich Laserstrahlung einstellt, wird der kristalline
Aufbau der aktiven Schicht 4 a jedoch nicht durch Selbst
diffusion gestört. Dagegen sind die in Verlängerung dieses
Bereichs zu den Abstrahlflächen liegenden Bereiche gestört
und weisen den Fenstereffekt auf. Dadurch kann ein Laser
mit hoher Ausgangsleistung arbeiten.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich da
durch aus, daß zwischen der ersten Abdeckschicht und der
aktiven Schicht eine Lichtführungsschicht vorhanden ist.
Der Lichtemissionsbereich liegt dadurch zur Seite der
Lichtführungsschicht hin verschoben und damit von der
Stromblockierschicht weg, was zu einer Modenstabilisierung
führt.
Von Vorteil ist es, wenn die Blockierschicht nicht direkt
auf die zweite Abdeckschicht aufgebracht wird, sondern wenn
eine Pufferschicht aus dem Material der Blockierschicht
aber vom Leitfähigkeitstyp der zweiten Abdeckschicht zwi
schengeschaltet wird.
Weiterhin von Vorteil ist es, die Pufferschicht mit höherer
Konzentration zu dotieren als die zweite Abdeckschicht, um
zu erreichen, daß Verunreinigungsatome der P-Dotierung in
die aktive Schicht diffundieren und diese stören, wodurch
deren Bandlücke in denjenigen Bereichen erhöht wird, in de
nen diese Selbstdiffusion stattfindet. Der Aufbau des La
sers wird so gestaltet, daß diese Selbstdiffusion auch im
Bereich der Abstrahlflächen erfolgt, wodurch ein Fenster
effekt eintritt, der verhindert, daß das Lasermaterial bei
hoher Ausgangsleistung im Bereich der Austrittsflächen
schmilzt.
Claims (5)
1. Halbleiterlaser mit
- - einem Substrat (1),
- - einer ersten Abdeckschicht (2),
- - einer aktiven Schicht (4),
- - einer zweiten Abdeckschicht (5) mit einem streifenförmi gen Steg, der sich nicht bis zu den Abstrahlflächen des Lasers erstreckt,
- - einer Stromblockierschicht (6) und
- - einer Kontaktschicht (7),
gekennzeichnet durch
- - eine Lichtführungsschicht (3) zwischen der ersten Abdeck schicht (2) und der aktiven Schicht (4; 41), deren Bre chungsindex zwischen dem der aktiven Schicht und der zweiten Abdeckschicht (5) liegt.
2. Halbleiterlaser nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Pufferschicht (61; 61′) zwischen der zweiten Ab
deckschicht (5) und der Blockierschicht (6), vom Leitfä
higkeitstyp der zweiten Abdeckschicht, jedoch aus dem Mate
rial der Blockierschicht.
3. Halbleiterlaser nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die P-Dotierung der Pufferschicht (61′) höher
ist als die P-Dotierung der zweiten Abdeckschicht, und daß
P-Verunreinigungsatome aus diesen Schichten in die aktive
Schicht (41) in denjenigen Bereichen eindiffundiert sind,
in denen sich nicht der streifenförmige Steg befindet, wo
durch die Bereiche der aktiven Schicht, die nicht unterhalb
dem Steg liegen, den Fenstereffekt aufweisen.
4. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlasers, bei
dem auf ein Substrat epitaktisch eine erste Abdeckschicht
aufgewachsen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- - im selben Epitaxieablauf eine Lichtleitschicht, eine aktive Schicht, eine zweite Abdeckschicht und eine obere Schicht zum Herstellen eines streifenförmigen Steges auf gewachsen werden,
- - diese Schichtfolge mit einem streifenförmigen Maskenfilm versehen wird,
- - der streifenförmige Steg geätzt wird,
- - in einem zweiten Epitaxieablauf eine Blockierschicht auf gewachsen wird, die den Steg an seinen Außenflächen, je doch nicht an der oberen, von der Ätzmaske abgedeckten Fläche einhüllt,
- - der maskierende Film entfernt wird,
- - und in einem dritten Epitaxieablauf eine Kontaktschicht aufgebracht wird, die die Blockierschicht und die freige legte Fläche des Steges abdeckt.
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JPH09139550A (ja) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
EP1335461A3 (de) * | 1996-09-06 | 2004-09-15 | Sanyo Electric Co. Ltd | Halbleiterlaser |
KR100275532B1 (ko) * | 1998-09-21 | 2001-01-15 | 이계철 | 자동정렬 이온주입 공정을 이용한 고출력 반도체 레이저 제조방법 |
US6876006B1 (en) | 1999-04-27 | 2005-04-05 | Schlumberger Technology Corporation | Radiation source |
JP3676965B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2005-07-27 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
JP4309636B2 (ja) * | 2002-10-17 | 2009-08-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよび光通信用素子 |
JP4601904B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2010-12-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
KR20050001605A (ko) * | 2003-06-26 | 2005-01-07 | 삼성전기주식회사 | 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법 |
JP5485905B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2014-05-07 | オプトエナジー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
JP6020190B2 (ja) | 2013-01-21 | 2016-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置、スーパールミネッセントダイオード、およびプロジェクター |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3855546A (en) * | 1973-09-21 | 1974-12-17 | Texas Instruments Inc | Folded lobe large optical cavity laser diode |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4371966A (en) * | 1980-11-06 | 1983-02-01 | Xerox Corporation | Heterostructure lasers with combination active strip and passive waveguide strip |
JPS60101989A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
JPH0648743B2 (ja) * | 1987-02-18 | 1994-06-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
JPH01235397A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
GB2222307B (en) * | 1988-07-22 | 1992-04-01 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser |
US4961197A (en) * | 1988-09-07 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1024453A patent/JPH02203586A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-30 US US07/472,285 patent/US5020067A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-01 NL NL9000254A patent/NL9000254A/nl not_active Application Discontinuation
- 1990-02-01 DE DE4002970A patent/DE4002970A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3855546A (en) * | 1973-09-21 | 1974-12-17 | Texas Instruments Inc | Folded lobe large optical cavity laser diode |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Buch: R. Paul, "Optoelektronische Halbleiter- bandelemente", Teubner Verlag, 1985, S. 111-113 u. 277 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4002970C2 (de) | 1992-08-13 |
NL9000254A (nl) | 1990-09-03 |
JPH02203586A (ja) | 1990-08-13 |
US5020067A (en) | 1991-05-28 |
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