JP2012164737A5

JP2012164737A5 -

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Publication number: JP2012164737A5
Application number: JP2011022540A
Authority: JP
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2014-03-06

Description

ところで、上述したとおり、第２化合物半導体層５０上に、１×１０²Ω以上の分離抵抗値を有する第２電極６２を形成することが望ましい。ＧａＮ系半導体レーザ素子の場合、従来のＧａＡｓ系半導体レーザ素子とは異なり、ｐ型導電型を有する化合物半導体における移動度が小さいために、ｐ型導電型を有する第２化合物半導体層５０をイオン注入等によって高抵抗化することなく、その上に形成される第２電極６２を分離溝６２Ｃで分離することで、第２電極６２の第１部分６２Ａと第２部分６２Ｂとの間の電気抵抗値を第２電極６２と第１電極６１との間の電気抵抗値の１０倍以上とし、あるいは又、第２電極６２の第１部分６２Ａと第２部分６２Ｂとの間の電気抵抗値を１×１０²Ω以上とすることが可能となる。

製作した半導体レーザ素子１０の第２電極６２の第１部分６２Ａと第２部分６２Ｂとの間の電気抵抗値を４端子法にて測定した結果、分離溝６２Ｃの幅が２０μｍのとき、第２電極６２の第１部分６２Ａと第２部分６２Ｂとの間の電気抵抗値は１５ｋΩであった。また、製作した半導体レーザ素子１０において、第２電極６２の第１部分６２Ａから発光領域４１を経由して第１電極６１に直流電流を流して順バイアス状態とし、第１電極６１と第２電極６２の第２部分６２Ｂとの間に逆バイアス電圧Ｖ_saを印加することによって可飽和吸収領域４２に電界を加えることで、モード同期動作させることができた。即ち、第２電極６２の第１部分６２Ａと第２部分６２Ｂとの間の電気抵抗値は、第２電極６２と第１電極６１との間の電気抵抗値の１０倍以上であり、あるいは又、１×１０²Ω以上である。従って、第２電極６２の第１部分６２Ａから第２部分６２Ｂへの漏れ電流の流れを確実に抑制することができる結果、発光領域４１を順バイアス状態とし、しかも、可飽和吸収領域４２を確実に逆バイアス状態とすることができ、確実にシングルモードのセルフ・パルセーション動作を生じさせることができた。

そして、半導体光増幅器２００の光入射端面２０１、及び、光入射端面２０１に対向する光出射端面２０３には、低反射コート層（ＡＲ）２０２，２０４（図１６、図２０、図２１には図示せず）が形成されている。ここで、低反射コート層は、例えば、酸化チタン層、酸化タンタル層、酸化ジルコニア層、酸化シリコン層及び酸化アルミニウム層から成る群から選択された少なくとも２種類の層の積層構造から成る。そして、光入射端面２０１側から入射されたレーザ光が半導体光増幅器２００の内部で光増幅され、反対側の光出射端面２０３から出力される。レーザ光は基本的に一方向にのみ導波される。また、実施例２にあっては、レーザ光源は、実施例１にて説明したモード同期半導体レーザ素子１０から成り、モード同期半導体レーザ素子１０が出射するパルスレーザ光が半導体光増幅器２００に入射する。ここで、レーザ光源は、モード同期動作に基づきパルスレーザ光を出射する。実施例２における半導体光増幅器２００は、実施例１におけるモード同期半導体レーザ素子１０と第２電極及び光入出射端面の構成、構造を除き、実質的に同じ構成、構造を有する。半導体光増幅器２００においては、第２電極２６２には分離溝は設けられていない。ここで、実施例２〜実施例３の半導体光増幅器２００における構成要素であって、実施例１において説明した半導体レーザ素子における構成要素と同じ構成要素には、実施例１において説明した半導体レーザ素子における構成要素の参照番号に「２００」を加えた参照番号を付した。

実施例２においては、半導体光増幅器を透過型半導体光増幅器から構成したが、これに限定するものではなく、図１９の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に概念図を示すように、反射型半導体光増幅器や、共振型半導体光増幅器、モノリシック型半導体光増幅器から構成することもできる。反射型半導体光増幅器にあっては、図１９の（Ａ）に示すように、半導体光増幅器２００の一方の端面（光入出射端面）２０６には低反射コート層（ＡＲ）２０７が形成され、対向する他方の端面２０８には高反射コート層（ＨＲ）２０９が形成されている。そして、一方の端面２０６から入射されたレーザ光が半導体光増幅器２００の内部で光増幅され、反対側の端面２０８で反射され、半導体光増幅器２００の内部を再び通過して光増幅され、一方の端面２０６から出射される。この半導体光増幅器２００から出射されたレーザ光は、半導体光増幅器２００に入射するレーザ光と適切な光学部品（例えば、ビームスプリッタやハーフミラー）によって分離される。同じデバイス長の半導体光増幅器においては、透過型半導体光増幅器よりも反射型半導体光増幅器の方が増幅パスが２倍となり、より高い増幅が可能になるが、入力レーザ光と出力レーザ光を分離する光学部品が必要となる。共振型半導体光増幅器にあっては、図１９の（Ｂ）に示すように、両端面に適度な反射率を有するコーティングが施されており、レーザ光が共振型半導体光増幅器の内部を共振して増幅される。コーティングの反射率が高すぎると、レーザ発振してしまうため、光増幅器として機能させるには反射率の調整が必要である。モノリシック型半導体光増幅器は、図１９の（Ｃ）に示すように、半導体レーザ素子と半導体光増幅器とが一体になったものである。

Claims

光入出射端面の法線に対して軸線がθ_WG（度）傾き、屈折率ｎ_LEを有する半導体材料から成る導波路を備えた半導体発光素子を固定するためのサブマウントであって、
半導体発光素子を取り付ける第１面には、半導体発光素子を固定するための融着材料層が設けられており、
半導体発光素子の光入出射端面の外側近傍の光通過媒質の屈折率をｎ₀としたとき、角度θ_SM＝ｓｉｎ^-1［ｎ_LE・ｓｉｎ（θ_WG）／ｎ₀］を識別できるアライメントマークが、融着材料層に形成されているサブマウント。
０．１度≦θ _WG ≦１０度を満足する請求項１に記載のサブマウント。
２度≦θ _WG ≦６度を満足する請求項１に記載のサブマウント。
半導体発光素子をサブマウントに取り付けたとき、サブマウントの軸線と半導体発光素子の軸線とはθ_SM（度）を成して交わる請求項１に記載のサブマウント。
融着材料層には、少なくとも２つの点状のアライメントマークが設けられており、
２つのアライメントマークを結ぶ直線は、サブマウントの軸線とθ_SM（度）又は（９０−θ_SM）（度）を成して交わっている請求項４に記載のサブマウント。
融着材料層には、少なくとも１つの帯状のアライメントマークが設けられており、
アライメントマークの軸線は、サブマウントの軸線とθ_SM（度）又は（９０−θ_SM）（度）を成して交わっている請求項４に記載のサブマウント。
第１面と対向する第２面には、接着層が形成されており、
サブマウントは接着層を介してヒートシンクに取り付けられ、
サブマウントをヒートシンクに取り付けたとき、サブマウントの軸線とヒートシンクの軸線とはθ_SM（度）を成して交わる請求項１に記載のサブマウント。
融着材料層には、少なくとも２つの点状のアライメントマークが設けられており、
２つのアライメントマークを結ぶ直線は、サブマウントの軸線とθ_SM（度）又は（９０−θ_SM）（度）を成して交わっている請求項７に記載のサブマウント。
融着材料層には、少なくとも１つの帯状のアライメントマークが設けられており、
アライメントマークの軸線は、サブマウントの軸線とθ_SM（度）又は（９０−θ_SM）（度）を成して交わっている請求項７に記載のサブマウント。
融着材料層は、第１面側から、Ａｕ層、及び、Ａｕ−Ｓｎ合金層の積層構造を有し、
アライメントマークは、Ａｕ−Ｓｎ合金層に設けられた開口部から成り、
開口部の底部にＡｕ層が露出している請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のサブマウント。
Ａｕ−Ｓｎ合金層の射影像はＡｕ層の射影像に含まれる請求項１０に記載のサブマウント。
アライメントマークは半導体発光素子と重なり得る請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のサブマウント。
アライメントマークは半導体発光素子と重ならない請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のサブマウント。
半導体発光素子の光入出射端面は、サブマウントから突出し得る請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のサブマウント。
光入出射端面の法線に対して軸線がθ_WG（度）傾き、屈折率ｎ_LEを有する半導体材料から成る導波路を備えた半導体発光素子、及び、
半導体発光素子を固定するためのサブマウント、
を具備したサブマウント組立体であって、
サブマウントの半導体発光素子を取り付ける第１面には、半導体発光素子を固定するための融着材料層が設けられており、
半導体発光素子の光入出射端面の外側近傍の光通過媒質の屈折率をｎ₀としたとき、角度θ_SM＝ｓｉｎ^-1［ｎ_LE・ｓｉｎ（θ_WG）／ｎ₀］を識別できるアライメントマークが、融着材料層に形成されているサブマウント組立体。
０．１度≦θ _WG ≦１０度を満足する請求項１５に記載のサブマウント組立体。
２度≦θ _WG ≦６度を満足する請求項１５に記載のサブマウント組立体。
サブマウントを取り付けるためのヒートシンクを更に具備している請求項１５に記載のサブマウント組立体。
半導体発光素子は、半導体レーザ素子から成る請求項１５又は請求項１８に記載のサブマウント組立体。
半導体発光素子は、半導体光増幅器から成る請求項１５又は請求項１８に記載のサブマウント組立体。
光入出射端面の法線に対して軸線がθ_WG（度）傾き、屈折率ｎ_LEを有する半導体材料から成る導波路を備えた半導体発光素子を固定するためのサブマウント、及び、
サブマウントを取り付けるためのヒートシンク、
を具備したサブマウント組立体であって、
サブマウントの半導体発光素子を取り付ける第１面には、半導体発光素子を固定するための融着材料層が設けられており、
サブマウントの第１面と対向する第２面には、接着層が形成されており、
サブマウントは接着層を介してヒートシンクに取り付けられており、
半導体発光素子の光入出射端面の外側近傍の光通過媒質の屈折率をｎ₀としたとき、角度θ_SM＝ｓｉｎ^-1［ｎ_LE・ｓｉｎ（θ_WG）／ｎ₀］を識別できるアライメントマークが、融着材料層に形成されているサブマウント組立体。
０．１度≦θ _WG ≦１０度を満足する請求項２１に記載のサブマウント組立体。
２度≦θ _WG ≦６度を満足する請求項２１に記載のサブマウント組立体。
光入出射端面の法線に対して軸線がθ_WG（度）傾き、屈折率ｎ_LEを有する半導体材料から成る導波路を備えた半導体発光素子、及び、
半導体発光素子を固定するためのサブマウント、
を具備し、
サブマウントの半導体発光素子を取り付ける第１面には、半導体発光素子を固定するための融着材料層が設けられており、
半導体発光素子の光入出射端面の外側近傍の光通過媒質の屈折率をｎ₀としたとき、角度θ_SM＝ｓｉｎ^-1［ｎ_LE・ｓｉｎ（θ_WG）／ｎ₀］を識別できるアライメントマークが、融着材料層に形成されたサブマウント組立体の組立方法であって、
アライメントマークを基準として、サブマウントと半導体発光素子とを位置合わせした後、融着材料層を溶融・冷却させて、サブマウントに半導体発光素子を取り付けるサブマウント組立方法。
光入出射端面の法線に対して軸線がθ_WG（度）傾き、屈折率ｎ_LEを有する半導体材料から成る導波路を備えた半導体発光素子を固定するためのサブマウント、及び、
サブマウントを取り付けるためのヒートシンク、
を具備し、
サブマウントの半導体発光素子を取り付ける第１面には、半導体発光素子を固定するための融着材料層が設けられており、
半導体発光素子の光入出射端面の外側近傍の光通過媒質の屈折率をｎ₀としたとき、角度θ_SM＝ｓｉｎ^-1［ｎ_LE・ｓｉｎ（θ_WG）／ｎ₀］を識別できるアライメントマークが、融着材料層に形成されたサブマウント組立体の組立方法であって、
アライメントマークを基準として、サブマウントとヒートシンクとを位置合わせした後、接着層を溶融・冷却させて、サブマウントをヒートシンクに取り付けるサブマウント組立方法。
０．１度≦θ _WG ≦１０度を満足する請求項２４又は請求項２５に記載のサブマウント組立方法。
２度≦θ _WG ≦６度を満足する請求項２４又は請求項２５に記載のサブマウント組立方法。