JP2703283B2 - Semiconductor laser - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク用光源等として利用される半導
体レーザに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor laser used as a light source for an optical disk or the like.
半導体レーザから得られる最大光出力を増大させるた
めには、端面発光領域の光密度を減少させて端面の結晶
学的損傷を抑えることが必要である。そして端面発光領
域の光密度を減少させるためには、活性層の薄膜化を図
る方法と発光領域の幅を拡大する方法とが考えられる。
このような状況にあって、高出力な半導体レーザを得る
ために、発光領域の幅つまり光導波路の幅を広くして端
面発光領域の光密度を減少させた半導体レーザ、即ちブ
ロードエリアレーザ（またはワイドストライプレーザ）
の研究が推し進められている。In order to increase the maximum light output obtained from the semiconductor laser, it is necessary to reduce the light density of the edge emitting region to suppress crystallographic damage of the edge. In order to reduce the light density in the end face light emitting region, there are a method of reducing the thickness of the active layer and a method of expanding the width of the light emitting region.
Under these circumstances, in order to obtain a high-output semiconductor laser, a semiconductor laser in which the width of the light emitting region, that is, the width of the optical waveguide is increased to reduce the light density of the end surface light emitting region, that is, a broad area laser (or Wide stripe laser)
Research is being pursued.
第２図はブロードエリアレーザの一例を示す図であ
り、第２図（ａ）は平面図を、第２図（ｂ）は断面図を
示す。図において１はｎ−GaAs基板を示し、該ｎ−GaAs
基板上には、ｎ−GaAlAsクラッド層2,GaAlAs活性層3,p
−GaAlAsクラッド層4,p−GaAsキャップ層５がこの順に
積層形成されており、ｐ−GaAlAsクラッド層４の一部及
びｐ−GaAsキャップ層５はリッジ状となっていてこのリ
ッジにて幅が全域にわたって一定である光導波路６が形
成されている。FIG. 2 is a view showing an example of a broad area laser. FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a sectional view. In the figure, reference numeral 1 denotes an n-GaAs substrate.
On the substrate, an n-GaAlAs cladding layer 2, a GaAlAs active layer 3, p
A -GaAlAs cladding layer 4 and a p-GaAs cap layer 5 are laminated in this order. An optical waveguide 6 that is constant over the entire area is formed.
ところがこのようなブロードエリアレーザにあって
は、光出力の増大を最優先に考えるので、光の質につい
てはあまり考慮されないのが現状である。従って、スペ
クトルに多数のピークが出現したり、または遠視野像の
パターンが多峰性である等の難点がある。このような難
点は、ブロードエリアレーザにおいて水平横モードの制
御がなされていないことに原因があり、しかもこれらの
難点は、光導波路の幅を広くしたことに起因する本質的
な問題である。However, in such a broad-area laser, the increase in light output is given top priority, so that the quality of light is not considered much at present. Therefore, there are difficulties such as a large number of peaks appearing in the spectrum or a multi-modal far-field pattern. Such difficulties are caused by the fact that the horizontal and transverse modes are not controlled in the broad area laser, and these difficulties are essentially problems caused by widening the width of the optical waveguide.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、光
導波路の幅を一定とはせず、幅が狭い領域にのみ電流を
注入することにより、ブロードエリアレーザにおける上
述したような難点を解決することができる半導体レーザ
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and solves the above-described difficulties in the broad area laser by injecting current only into a narrow region without making the width of the optical waveguide constant. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser capable of performing the above.
本発明に係る半導体レーザは、光導波路を有する半導
体レーザにおいて、前記光導波路には他の領域に比して
幅が狭い領域が少なくとも１個所あり、前記光導波路の
前記幅が狭い領域を除く領域には絶縁層が形成され、前
記絶縁層上には前記光導波路のうち前記幅が狭い領域に
のみ導通する電極が形成されていることを特徴とする。The semiconductor laser according to the present invention is a semiconductor laser having an optical waveguide, wherein the optical waveguide has at least one region having a width smaller than that of another region, and a region excluding the region having the narrow width of the optical waveguide. , An insulating layer is formed on the insulating layer, and an electrode is formed on the insulating layer, the electrode being conductive only in the narrow region of the optical waveguide.
本発明の半導体レーザにあっては、光導波路の幅が狭
い領域にのみ電流を注入する。そうすると幅が広い領域
には電流が注入されないので、高次モードの発振が抑制
される。この結果、本発明の半導体レーザは、水平横モ
ードを基本モードに維持した状態にて高出力の動作を行
うことができる。In the semiconductor laser of the present invention, current is injected only into a region where the width of the optical waveguide is narrow. Then, since no current is injected into the wide region, the oscillation of the higher-order mode is suppressed. As a result, the semiconductor laser of the present invention can perform a high-output operation while maintaining the horizontal / lateral mode in the basic mode.
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments.
第１図は本発明に係る半導体レーザを示す図であり、
第１図（ａ）は平面図を、第１図（ｂ）は中央部の断面
図を、第１図（ｃ）は側面図を夫々示す。図において１
はｎ−GaAs基板を示し、該ｎ−GaAs基板１上には、ｎ−
Ga0.6Al0.4Asクラッド層2,Ga0.93Al0.07As活性層3,p−G
a0.6Al0.4Asクラッド層4,p−GaAsキャップ層５がこの順
に積層形成されており、ｐ−GaAlAsクラッド層４の一部
及びｐ−GaAsキャップ層５はリッジ状となっていてこの
リッジにて光導波路６が形成されている。本発明ではこ
の光導波路６の幅は一定ではなく、中央部では長さ100
μｍにわたってその幅は４μｍであり、ここから端面に
向かうにつれて徐々にその幅は増加し、両端面における
その幅は30μｍである。そしてこの４μｍの幅を有する
中央部が電流注入部6aとなっている。FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor laser according to the present invention,
1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a sectional view of a central portion, and FIG. 1 (c) is a side view. 1 in the figure
Indicates an n-GaAs substrate, and n-GaAs substrate 1
Ga 0.6 Al 0.4 As cladding layer 2, Ga 0.93 Al 0.07 As active layer 3, p-G
The a 0.6 Al 0.4 As cladding layer 4 and the p-GaAs cap layer 5 are laminated in this order, and a part of the p-GaAlAs cladding layer 4 and the p-GaAs cap layer 5 are formed in a ridge shape. Thus, an optical waveguide 6 is formed. In the present invention, the width of the optical waveguide 6 is not constant, and the length is 100
The width over 4 μm is 4 μm, and the width gradually increases from here to the end face, and the width at both end faces is 30 μm. The central part having a width of 4 μm is a current injection part 6a.
次にこのような半導体レーザの製造工程について説明
する。まず、ｎ−GaAs基板１上にMOCVD法を用いて、ｎ
−GaAlAsクラッド層2,GaAlAs活性層3,p−GaAlAsクラッ
ド層4,p−GaAsキャップ層５からなる積層体をダブルヘ
テロ成長させる。次いでエッチングにてｐ−GaAlAsクラ
ッド層４及びｐ−GaAsキャップ層５の一部を除去して、
メサ状をなす光導波路６を前述したような幅を有するよ
うに形成する。次に幅が４μｍである光導波路６の中央
部を除く全面にSiO2（絶縁層）を形成した後、表裏全面
に電極を形成する。これにより、前記電極は光導波路６
のうち幅が狭くなっている中央部（電流注入部6a）にの
み導通し、該中央部のみに電流が注入されることにな
る。Next, a manufacturing process of such a semiconductor laser will be described. First, n-type GaAs substrate 1 is formed on n-GaAs substrate 1 by MOCVD.
A double hetero-growth of a stacked body composed of the GaAlAs cladding layer 2, the GaAlAs active layer 3, the p-GaAlAs cladding layer 4, and the p-GaAs cap layer 5; Next, a part of the p-GaAlAs cladding layer 4 and the p-GaAs cap layer 5 is removed by etching,
The mesa-shaped optical waveguide 6 is formed to have the width as described above. Next, after SiO 2 (insulating layer) is formed on the entire surface except for the central portion of the optical waveguide 6 having a width of 4 μm, electrodes are formed on the entire front and back surfaces. As a result, the electrode becomes an optical waveguide 6
Among them, conduction is performed only to the central portion (current injection portion 6a) having a small width, and current is injected only to the central portion.
本発明の半導体レーザは以上のように構成されている
ので、光導波路６において幅が狭い中央部（電流注入部
6a）のみに電流が注入され、幅が広い両端部には電流が
注入されないので、高次モードの発振が抑制される。Since the semiconductor laser of the present invention is configured as described above, the central portion (the current injection portion) of the optical waveguide 6 having a small width is used.
The current is injected only into 6a), and no current is injected into the wide ends, so that the oscillation of the higher-order mode is suppressed.
第３図，第４図は本発明の半導体レーザにおける電流
−光出力特性,500mW時の水平方向の遠視野像を夫々示す
ものであり、また比較例として従来の半導体レーザにお
ける電流−光出力特性,500mW時の水平方向の遠視野像
を、第５図，第６図に夫々示す。本発明の半導体レーザ
では、従来の半導体レーザに比して最大光出力は少し劣
っているが、光導波路の幅が狭い領域では基本モードの
みが導波されるので、高出力域においても単一横モード
が維持されている。また従来の半導体レーザでは電流−
光出力特性のカーブにキンクが発生してその遠視野像も
大きく変動しているのに対して、本発明の半導体レーザ
では、電流−光出力特性のカーブの直線性は良好である
点からもわかるように、低出力域から高出力域まで相似
の単峰性の遠視野像を呈している。そして本発明の半導
体レーザでは、水平方向の遠視野像を半値角２゜程度に
保った状態にて、低出力域から500mWの高出力域まで動
作させることが可能である。3 and 4 show the current-light output characteristics of the semiconductor laser of the present invention and the far-field image in the horizontal direction at 500 mW, respectively. As a comparative example, the current-light output characteristics of the conventional semiconductor laser are shown. The horizontal far-field images at 500 mW are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. Although the maximum optical output of the semiconductor laser of the present invention is slightly inferior to that of the conventional semiconductor laser, only the fundamental mode is guided in a region where the width of the optical waveguide is narrow. The landscape mode is maintained. Further, in the conventional semiconductor laser, the current-
While the kink occurs in the curve of the light output characteristic and the far-field image greatly fluctuates, the semiconductor laser of the present invention also has a good linearity of the current-light output characteristic curve. As can be seen, a similar unimodal far-field image is exhibited from the low output region to the high output region. The semiconductor laser of the present invention can operate from a low output range to a high output range of 500 mW while keeping the horizontal far-field image at a half-value angle of about 2 °.
以上詳述した如く本発明の半導体レーザでは、高導波
路の一部に幅が狭い領域を作り、その幅が狭い領域にの
み電流を注入する構成としたので、高導波路を広くして
高出力化を図るという利点を保持しながら、しかも高次
モードの発生を抑制でき、スペクトルに多数のピークが
出現したり、遠視野像のパターンが多峰生である等の従
来の半導体レーザが有していた欠点を解決することがで
きる。As described in detail above, the semiconductor laser of the present invention has a configuration in which a narrow region is formed in a part of the high waveguide and a current is injected only into the narrow region. While maintaining the advantage of increasing the output, it is also possible to suppress the occurrence of higher-order modes, and there are conventional semiconductor lasers with many peaks appearing in the spectrum and the pattern of the far-field image being multimodal. The disadvantages that had been solved can be solved.
第１図は本発明に係る半導体レーザを示す模式図、第２
図は従来の半導体レーザを示す模式図、第３図は本発明
の半導体レーザの電流−光出力特性図、第４図は本発明
の半導体レーザの遠視野像、第５図は従来の半導体レー
ザの電流−光出力特性図、第６図は従来の半導体レーザ
の遠視野像である。 ６……光導波路、6a……電流注入部FIG. 1 is a schematic view showing a semiconductor laser according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser, FIG. 3 is a current-light output characteristic diagram of the semiconductor laser of the present invention, FIG. 4 is a far-field image of the semiconductor laser of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a far-field image of a conventional semiconductor laser. 6 optical waveguide, 6a current injection part
Claims (1)
前記光導波路には他の領域に比して幅が狭い領域が少な
くとも１個所あり、前記光導波路の前記幅が狭い領域を
除く領域には絶縁層が形成され、前記絶縁層上には前記
光導波路のうち前記幅が狭い領域にのみ導通する電極が
形成されていることを特徴とする半導体レーザ。1. A semiconductor laser having an optical waveguide,
The optical waveguide has at least one region having a width smaller than that of the other region. An insulating layer is formed in a region of the optical waveguide excluding the region having the narrow width, and the light guide is formed on the insulating layer. A semiconductor laser, wherein an electrode that conducts only to the narrow region in the wave path is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23458588A JP2703283B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23458588A JP2703283B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Semiconductor laser |
Publications (2)
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| JPH0282593A JPH0282593A (en) | 1990-03-23 |
| JP2703283B2 true JP2703283B2 (en) | 1998-01-26 |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5537432A (en) * | 1993-01-07 | 1996-07-16 | Sdl, Inc. | Wavelength-stabilized, high power semiconductor laser |
| US5392308A (en) * | 1993-01-07 | 1995-02-21 | Sdl, Inc. | Semiconductor laser with integral spatial mode filter |
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1988
- 1988-09-19 JP JP23458588A patent/JP2703283B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0282593A (en) | 1990-03-23 |
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