JP2718541B2 - 半導体レーザアレイ装置 - Google Patents
半導体レーザアレイ装置Info
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- JP2718541B2 JP2718541B2 JP1105203A JP10520389A JP2718541B2 JP 2718541 B2 JP2718541 B2 JP 2718541B2 JP 1105203 A JP1105203 A JP 1105203A JP 10520389 A JP10520389 A JP 10520389A JP 2718541 B2 JP2718541 B2 JP 2718541B2
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- Japan
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- semiconductor laser
- gaalas layer
- gaalas
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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、固体レーザ励起用の高出力の半導体レーザ
アレイ装置に関するものである。
アレイ装置に関するものである。
従来の技術 現在、Nd:YAG,Nd:Glassなどの固体レーザ励起用の光
源には、通常、フラッシュランプなどが用いられている
が、そのエネルギー変換効率は非常に悪い。そこで、近
年、この光源に、半導体レーザを用いて効率を高めよう
とする試みがなされている。すなわち、固体レーザの吸
収スペクトルに合う波長で励起することにより、大幅に
効率を高めようというものである。これにより、余分な
熱の発生も押えられ、冷却水も不要となり、小型化も可
能となる。しかしながら、これまで大出力で信頼性のよ
い半導体レーザを得るのは容易ではなかった。ところ
で、固体レーザ励起用の光源を半導体レーザで得る場
合、一般に、高出力の半導体レーザを数多く並べる、す
なわちアレイ化する方法がよく採られている。
源には、通常、フラッシュランプなどが用いられている
が、そのエネルギー変換効率は非常に悪い。そこで、近
年、この光源に、半導体レーザを用いて効率を高めよう
とする試みがなされている。すなわち、固体レーザの吸
収スペクトルに合う波長で励起することにより、大幅に
効率を高めようというものである。これにより、余分な
熱の発生も押えられ、冷却水も不要となり、小型化も可
能となる。しかしながら、これまで大出力で信頼性のよ
い半導体レーザを得るのは容易ではなかった。ところ
で、固体レーザ励起用の光源を半導体レーザで得る場
合、一般に、高出力の半導体レーザを数多く並べる、す
なわちアレイ化する方法がよく採られている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、半導体レーザをアレイ化する場合、共
振器端面部の光吸収による局所的発熱から生じる端面破
壊により、その最大光出力が制限されてしまうという課
題があった。
振器端面部の光吸収による局所的発熱から生じる端面破
壊により、その最大光出力が制限されてしまうという課
題があった。
そこで、本発明は上記課題を解消し得る半導体レーザ
アレイ装置を提供することを目的とする。
アレイ装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザアレ
イ装置は、端面近傍部を除いた中央部に凸部が形成され
たｐ型GaAs基板と、このｐ型GaAs基板上に形成されると
ともに両端が前記ｐ型GaAs基板の両端面に達し、かつ底
が少なくとも前記ｐ型GaAs基板の凸部上面に達する溝部
が複数本設けられたｎ型GaAs層と、このｎ型GaAs層上に
形成された第１のｐ型GaAlAs層と、この第１のｐ型GaAl
As層上に形成されるとともに第１のｐ型GaAlAs層よりも
バンドギャップが小さく、一様な屈折率分布を有する第
２のｐ型GaAlAs層と、この第２のｐ型GaAlAs層上の前記
端面近傍部を除く部分に形成されるとともに前記第２の
ｐ型GaAlAs層よりもバンドギャップの小さいGaAlAs層
と、このGaAlAs層上および前記第２のｐ型GaAlAs層の前
記端面近傍部上に形成されるとともに前記第２のｐ型Ga
AlAs層よりもバンドギャップの大きいｎ型GaAlAs層とか
ら構成したものである。
イ装置は、端面近傍部を除いた中央部に凸部が形成され
たｐ型GaAs基板と、このｐ型GaAs基板上に形成されると
ともに両端が前記ｐ型GaAs基板の両端面に達し、かつ底
が少なくとも前記ｐ型GaAs基板の凸部上面に達する溝部
が複数本設けられたｎ型GaAs層と、このｎ型GaAs層上に
形成された第１のｐ型GaAlAs層と、この第１のｐ型GaAl
As層上に形成されるとともに第１のｐ型GaAlAs層よりも
バンドギャップが小さく、一様な屈折率分布を有する第
２のｐ型GaAlAs層と、この第２のｐ型GaAlAs層上の前記
端面近傍部を除く部分に形成されるとともに前記第２の
ｐ型GaAlAs層よりもバンドギャップの小さいGaAlAs層
と、このGaAlAs層上および前記第２のｐ型GaAlAs層の前
記端面近傍部上に形成されるとともに前記第２のｐ型Ga
AlAs層よりもバンドギャップの大きいｎ型GaAlAs層とか
ら構成したものである。
作用 上記の構成によると、活性層であるGaAlAs層の端面は
ｎ型GaAlAs層により埋込まれており、このため活性層か
らのレーザ光は光吸収のない光ガイド層である第２のｐ
型GaAlAs層を通って出射され、したがって端面部での光
吸収は生じない。また、端面近傍部には電流ブロック層
であるｎ型GaAs層が形成されているため、電流による端
面部の発熱も生じない。
ｎ型GaAlAs層により埋込まれており、このため活性層か
らのレーザ光は光吸収のない光ガイド層である第２のｐ
型GaAlAs層を通って出射され、したがって端面部での光
吸収は生じない。また、端面近傍部には電流ブロック層
であるｎ型GaAs層が形成されているため、電流による端
面部の発熱も生じない。
実施例 以下、実施例の一実施例を図面に基づき説明する。
第１図は半導体レーザアレイ装置の斜視図、第２図お
よび第３図は同装置の断面図、第４図は同装置の製造工
程を示す斜視図である。
よび第３図は同装置の断面図、第４図は同装置の製造工
程を示す斜視図である。
まず、第４図（ａ）〜（ｆ）に基づきその製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
まず、第４図（ａ）に示すように、ｐ型GaAs基板１
に、エッチングにより両側端面近傍部を除去して上側中
央部に凸部1aを形成する。次に、第４図（ｂ）に示すよ
うに、このｐ型GaAs基板１上に、液相成長法によりその
上面が平坦となるように、ｎ型GaAs層２を形成する。次
に、第４図（ｃ）に示すように、エッチングにより、ｐ
型GaAs基板１の凸部1aに達するように、かつ凸部1aの段
差面と直交する方向にストライプ状の溝部2aをたとえば
５本形成する。次に、第４図（ｄ）に示すように、液相
成長法により、その上面にｐ型Ga0.55Al0.45As層（第１
のｐ型GaAlAs層）３、ｐ型Ga0.64Al0.36As層（第２のｐ
型GaAlAs層）４、Ga0.89Al0.11As層（GaAlAs層）５、ｎ
型Ga0.5Al0.5As層６、ｎ型Ga0.8Al0.2As層７を順次形成
する。次に、第４図（ｅ）に示すように、両端面近傍部
において、上記のｐ型Ga0.64Al0.36As層４が露出するま
で、エッチングし、最後に４図（ｆ）に示すように、混
晶比の高い層上に成長させるために、MOCVD法を用いて
ｎ型Ga0.55Al0.45As層８、ｎ型GaAs層９を順次形成す
る。
に、エッチングにより両側端面近傍部を除去して上側中
央部に凸部1aを形成する。次に、第４図（ｂ）に示すよ
うに、このｐ型GaAs基板１上に、液相成長法によりその
上面が平坦となるように、ｎ型GaAs層２を形成する。次
に、第４図（ｃ）に示すように、エッチングにより、ｐ
型GaAs基板１の凸部1aに達するように、かつ凸部1aの段
差面と直交する方向にストライプ状の溝部2aをたとえば
５本形成する。次に、第４図（ｄ）に示すように、液相
成長法により、その上面にｐ型Ga0.55Al0.45As層（第１
のｐ型GaAlAs層）３、ｐ型Ga0.64Al0.36As層（第２のｐ
型GaAlAs層）４、Ga0.89Al0.11As層（GaAlAs層）５、ｎ
型Ga0.5Al0.5As層６、ｎ型Ga0.8Al0.2As層７を順次形成
する。次に、第４図（ｅ）に示すように、両端面近傍部
において、上記のｐ型Ga0.64Al0.36As層４が露出するま
で、エッチングし、最後に４図（ｆ）に示すように、混
晶比の高い層上に成長させるために、MOCVD法を用いて
ｎ型Ga0.55Al0.45As層８、ｎ型GaAs層９を順次形成す
る。
上記の製造工程によって得られた半導体レーザアレイ
装置の斜視図および断面図を第１図〜第３図に示す。
装置の斜視図および断面図を第１図〜第３図に示す。
この半導体レーザアレイ装置によると、活性層である
Ga0.89Al0.11As層５の両端面はｎ型Ga0.55Al0.45As層８
により埋込まれており、このため活性層からのレーザ光
は光吸収のない光ガイド層であるｐ型Ga0.64Al0.36As層
４を通って出射される。また、端面近傍部には電流ブロ
ック層であるｎ型GaAs層２が形成されているため、電流
による端面部の発熱も生じない。なお、ｎ型Ga0.5Al0.5
As層６は活性層に光およびキャリアを閉じ込めるための
層であり、またｎ型Ga0.8Al0.2As層７は埋め込み成長を
行うときに、内部における抵抗を下げるため、AlAs混晶
比を下げた薄層である。
Ga0.89Al0.11As層５の両端面はｎ型Ga0.55Al0.45As層８
により埋込まれており、このため活性層からのレーザ光
は光吸収のない光ガイド層であるｐ型Ga0.64Al0.36As層
４を通って出射される。また、端面近傍部には電流ブロ
ック層であるｎ型GaAs層２が形成されているため、電流
による端面部の発熱も生じない。なお、ｎ型Ga0.5Al0.5
As層６は活性層に光およびキャリアを閉じ込めるための
層であり、またｎ型Ga0.8Al0.2As層７は埋め込み成長を
行うときに、内部における抵抗を下げるため、AlAs混晶
比を下げた薄層である。
ここで、上記半導体レーザアレイ装置における電流−
光出力特性を第５図に示す。第５図から分かるように、
最大光出力は、1.5Wに達し、端面破壊（COD）は生じな
い。端面破壊が生じる従来の半導体レーザアレイに比べ
て、最大光出力は３倍程度向上している。
光出力特性を第５図に示す。第５図から分かるように、
最大光出力は、1.5Wに達し、端面破壊（COD）は生じな
い。端面破壊が生じる従来の半導体レーザアレイに比べ
て、最大光出力は３倍程度向上している。
なお、上記実施例においては、ストライプ状の溝部2a
を５本形成したが、もろちん５本に限定されるものでは
ない。
を５本形成したが、もろちん５本に限定されるものでは
ない。
発明の効果 以上のように、本発明の構成によれば、レーザ光は光
ガイド層である第２のｐ型GaAlAs層から出射されるため
光吸収は生じず、また端面近傍部には電流ブロック層で
あるｎ型GaAs層が形成されているため、端面部での発熱
がなく端面破壊が生じず、したがって固体レーザ励起用
の光源を容易に半導体レーザで得ることができる。さら
に、第２のｐ型GaAlAs層の屈折率分布が一様であるた
め、波面のそろったレーザ光を得ることができる。
ガイド層である第２のｐ型GaAlAs層から出射されるため
光吸収は生じず、また端面近傍部には電流ブロック層で
あるｎ型GaAs層が形成されているため、端面部での発熱
がなく端面破壊が生じず、したがって固体レーザ励起用
の光源を容易に半導体レーザで得ることができる。さら
に、第２のｐ型GaAlAs層の屈折率分布が一様であるた
め、波面のそろったレーザ光を得ることができる。
第１図は本発明の半導体レーザアレイ装置の一実施例の
斜視図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は第１
図のII−II断面図、第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明の半
導体レーザアレイ装置の製造工程を示す斜視図、第５図
は半導体レーザアレイ装置における電流−光出力特性図
である。 １……ｐ型GaAs基板、1a……凸部、２……ｎ型GaAs層、
2a……溝部、３……ｐ型Ga0.55Al0.45As層、４……ｐ型
Ga0.64Al0.36As層、５……Ga0.89Al0.11As層、８……ｎ
型Ga0.55Al0.45As層。
斜視図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は第１
図のII−II断面図、第４図（ａ）〜（ｆ）は本発明の半
導体レーザアレイ装置の製造工程を示す斜視図、第５図
は半導体レーザアレイ装置における電流−光出力特性図
である。 １……ｐ型GaAs基板、1a……凸部、２……ｎ型GaAs層、
2a……溝部、３……ｐ型Ga0.55Al0.45As層、４……ｐ型
Ga0.64Al0.36As層、５……Ga0.89Al0.11As層、８……ｎ
型Ga0.55Al0.45As層。
フロントページの続き (72)発明者 清水 裕一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−192394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−48973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−266888（ＪＰ，Ａ) 1989年 （昭和元年） 秋季応物学会 予稿集 第３分冊 28ｐ−ＺＧ−３ Ｐ．897
Claims (1)
- 【請求項１】端面近傍部を除いた中央部に凸部が形成さ
れたｐ型GaAs基板と、このｐ型GaAs基板上に形成される
とともに両端が前記ｐ型GaAs基板の両端面に達し、かつ
底が少なくとも前記ｐ型GaAs基板の凸部上面に達する溝
部が複数本設けられたｎ型GaAs層と、このｎ型GaAs層上
に形成された第１のｐ型GaAlAs層と、この第１のｐ型Ga
AlAs層上に形成されるとともに第１のｐ型GaAlAs層より
もバンドギャップが小さく、一様な屈折率分布を有する
第２のｐ型GaAlAs層と、この第２のｐ型GaAlAs層上の前
記端面近傍部を除く部分に形成されるとともに前記第２
のｐ型GaAlAs層よりもバンドギャップの小さいGaAlAs層
と、このGaAlAs層上および前記第２のｐ型GaAlAs層の前
記端面近傍部上に形成されるとともに前記第２のｐ型Ga
AlAs層よりもバンドギャップの大きいｎ型GaAlAs層とか
ら構成した半導体レーザアレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105203A JP2718541B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 半導体レーザアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105203A JP2718541B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 半導体レーザアレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281780A JPH02281780A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2718541B2 true JP2718541B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=14401110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105203A Expired - Lifetime JP2718541B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 半導体レーザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718541B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2010113941A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2012-10-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の冷却方法および被処理体処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192394A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS5948973A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6410689A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1105203A patent/JP2718541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９８９年 （昭和元年） 秋季応物学会予稿集 第３分冊 ２８ｐ−ＺＧ−３ Ｐ．８９７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02281780A (ja) | 1990-11-19 |
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