JP3154200B2 - マルチビーム半導体レーザ - Google Patents
マルチビーム半導体レーザInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基体上に複数の半
導体レーザが形成されて複数の光ビームが出射されるマ
ルチビーム半導体レーザに係わる。
導体レーザが形成されて複数の光ビームが出射されるマ
ルチビーム半導体レーザに係わる。
【０００２】
【従来の技術】マルチビーム半導体レーザは、高速・高
精細度レーザプリンタ用光源や、また例えば図１１及び
１２にそれぞれ略線的拡大斜視図を示すように、２ビー
ムレーザや４ビームレーザとして光ディスクや光磁気デ
ィスク等の並列書き込みや並列読み出し等に利用されて
いる。その際、一般的に複数ビームを処理する光学系と
しては、通常のシングルビームレーザで使用しているも
のと同様の１つの単純な光学系が用いられていることか
ら、出射ビームの間隔が広いとレンズの収差等の問題が
生じるために、レーザビームの間隔はその光学系で問題
のない程度の狭小な間隔に設定する必要がある。また、
ディスク面のトラックのピッチとの整合性を考えても狭
いビーム間隔が望まれている。
精細度レーザプリンタ用光源や、また例えば図１１及び
１２にそれぞれ略線的拡大斜視図を示すように、２ビー
ムレーザや４ビームレーザとして光ディスクや光磁気デ
ィスク等の並列書き込みや並列読み出し等に利用されて
いる。その際、一般的に複数ビームを処理する光学系と
しては、通常のシングルビームレーザで使用しているも
のと同様の１つの単純な光学系が用いられていることか
ら、出射ビームの間隔が広いとレンズの収差等の問題が
生じるために、レーザビームの間隔はその光学系で問題
のない程度の狭小な間隔に設定する必要がある。また、
ディスク面のトラックのピッチとの整合性を考えても狭
いビーム間隔が望まれている。
【０００３】しかしながら半導体レーザ、特に光磁気デ
ィスクに用いるような高出力の半導体レーザの場合、ビ
ーム間隔が狭まると隣合ったレーザ間において熱干渉が
問題になってくる（例えば常包らによる「電子通信学会
技報ＯＱＥ８８−６」）。この熱干渉を避けるためには
ビーム間隔を広げざるを得ず、現状では使用する光学系
において使用できる限界までその間隔を広げており、図
１１又は１２においてＬO で示すレーザビームの間隔を
５０〜１００μｍ程度としている。
ィスクに用いるような高出力の半導体レーザの場合、ビ
ーム間隔が狭まると隣合ったレーザ間において熱干渉が
問題になってくる（例えば常包らによる「電子通信学会
技報ＯＱＥ８８−６」）。この熱干渉を避けるためには
ビーム間隔を広げざるを得ず、現状では使用する光学系
において使用できる限界までその間隔を広げており、図
１１又は１２においてＬO で示すレーザビームの間隔を
５０〜１００μｍ程度としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方本出願人は、先に
特願平４−１２７５６４号出願において、半導体基体の
｛１００｝結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶軸
方向に延長する共振器を構成し、その共振器端面に対向
してＭＯＣＶＤ（有機金属による化学的気相成長）法等
によりエピタキシャル成長を行うことによって自然発生
的に主面と４５°を成す反射鏡面を構成して、共振器か
らの出射光を基体と直交する方向に出射する面発光型構
成の半導体レーザを提案した。
特願平４−１２７５６４号出願において、半導体基体の
｛１００｝結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶軸
方向に延長する共振器を構成し、その共振器端面に対向
してＭＯＣＶＤ（有機金属による化学的気相成長）法等
によりエピタキシャル成長を行うことによって自然発生
的に主面と４５°を成す反射鏡面を構成して、共振器か
らの出射光を基体と直交する方向に出射する面発光型構
成の半導体レーザを提案した。
【０００５】このレーザは、図１３にその一例の略線的
拡大断面図を示すように、ＧａＡｓ等より成る基体１の
例えば（１００）結晶面より成る主面２上に、第１のク
ラッド層３、活性層４、第２のクラッド層５及びキャッ
プ層６をエピタキシャル成長した後共振器を構成する各
端面７Ａ及び７Ｂをエッチング形成し、誘電体層を例え
ば全面的に被着した後主面２に直交する方向にＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）等の異方性エッチングを行
って、端面７Ａ及び７Ｂ上のみに誘電体保護層８を形成
する。そしてこの後全面的にＭＯＣＶＤ法等によりエピ
タキシャル成長を行うと、各端面７Ａ及び７Ｂに対向し
て、主面２と４５°を成す結晶成長ミラー面９Ａ及び９
Ｂが自然発生的に成長される。従ってこのミラー面を利
用して、主面２に対し垂直な方向に効率良く各光ビーム
ＬO を取り出すことができるという利点を有する。
拡大断面図を示すように、ＧａＡｓ等より成る基体１の
例えば（１００）結晶面より成る主面２上に、第１のク
ラッド層３、活性層４、第２のクラッド層５及びキャッ
プ層６をエピタキシャル成長した後共振器を構成する各
端面７Ａ及び７Ｂをエッチング形成し、誘電体層を例え
ば全面的に被着した後主面２に直交する方向にＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）等の異方性エッチングを行
って、端面７Ａ及び７Ｂ上のみに誘電体保護層８を形成
する。そしてこの後全面的にＭＯＣＶＤ法等によりエピ
タキシャル成長を行うと、各端面７Ａ及び７Ｂに対向し
て、主面２と４５°を成す結晶成長ミラー面９Ａ及び９
Ｂが自然発生的に成長される。従ってこのミラー面を利
用して、主面２に対し垂直な方向に効率良く各光ビーム
ＬO を取り出すことができるという利点を有する。
【０００６】本発明は、このような構成を用いて、共振
器間に熱干渉を引き起こすことなくレーザビームの間隔
を狭小化し得るマルチビーム半導体レーザを提供し、こ
れを用いた光ディスク装置、光磁気ディスク装置等のシ
ステムの設計自由度の向上をはかることを目的とする。
器間に熱干渉を引き起こすことなくレーザビームの間隔
を狭小化し得るマルチビーム半導体レーザを提供し、こ
れを用いた光ディスク装置、光磁気ディスク装置等のシ
ステムの設計自由度の向上をはかることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明マルチビーム半導
体レーザは、その各例の略線的拡大斜視図を図１及び図
２に示すように、｛１００｝結晶面を主面とする半導体
基体の主面上に、〈００１〉結晶軸方向に共振器長を有
する複数のレーザ２０Ａ、２０Ｂ‥‥を各光出射端面を
対向するように配置して、これら各光出射端面間に、基
体の主面に対し４５°を成す｛１１０｝結晶面より成る
結晶成長ミラー面９Ａ、９Ｂ‥‥を各光出射端面に対向
して設ける構成とする。
体レーザは、その各例の略線的拡大斜視図を図１及び図
２に示すように、｛１００｝結晶面を主面とする半導体
基体の主面上に、〈００１〉結晶軸方向に共振器長を有
する複数のレーザ２０Ａ、２０Ｂ‥‥を各光出射端面を
対向するように配置して、これら各光出射端面間に、基
体の主面に対し４５°を成す｛１１０｝結晶面より成る
結晶成長ミラー面９Ａ、９Ｂ‥‥を各光出射端面に対向
して設ける構成とする。
【０００８】また本発明は、上述のマルチビーム半導体
レーザにおいて、図１に示すように光ビームを２本とし
て構成する。
レーザにおいて、図１に示すように光ビームを２本とし
て構成する。
【０００９】更にまた本発明は、上述のマルチビーム半
導体レーザにおいて、図２に示すように、光ビームを４
本として構成する。
導体レーザにおいて、図２に示すように、光ビームを４
本として構成する。
【００１０】また本発明マルチビーム半導体レーザは、
その一例の略線的拡大平面図を図３に示すように、｛１
００｝結晶面を主面とする半導体基体の主面上に、〈０
０１〉結晶軸方向に沿う少なくとも第１の方向に光ビー
ムを出射する複数のレーザを構成すると共に、このレー
ザの各光出射端面間に対向して、上述の第１の方向とは
逆向きの方向に光ビームを出射するレーザを構成して、
これら各レーザの光出射端面に対向してそれぞれ基体の
主面に対し４５°を成す｛１１０｝結晶面より成る結晶
成長ミラー面を設ける構成とする。
その一例の略線的拡大平面図を図３に示すように、｛１
００｝結晶面を主面とする半導体基体の主面上に、〈０
０１〉結晶軸方向に沿う少なくとも第１の方向に光ビー
ムを出射する複数のレーザを構成すると共に、このレー
ザの各光出射端面間に対向して、上述の第１の方向とは
逆向きの方向に光ビームを出射するレーザを構成して、
これら各レーザの光出射端面に対向してそれぞれ基体の
主面に対し４５°を成す｛１１０｝結晶面より成る結晶
成長ミラー面を設ける構成とする。
【００１１】また更に本発明は、上述の各マルチビーム
半導体レーザにおいて、各光出射端面と結晶成長ミラー
面との間隔をレーザ毎に変調して設ける。
半導体レーザにおいて、各光出射端面と結晶成長ミラー
面との間隔をレーザ毎に変調して設ける。
【００１２】
【作用】上述したように本発明においては、半導体基体
の｛１００｝結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶
軸方向に沿う共振器を有し、この〈００１〉結晶軸方向
に沿う方向に光ビームを出射する複数のレーザを設ける
ものであり、上述したようにこれらレーザの各光出射端
面に対向する位置にエピタキシャル成長を行うと、基体
の主面に対し４５°を成す結晶成長ミラー面が自然発生
的に成長して形成されることから、このミラー面を利用
して各レーザからの複数の出射光ＬO を基体の主面に対
し垂直な方向に出射させる構成とすることができる。
の｛１００｝結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶
軸方向に沿う共振器を有し、この〈００１〉結晶軸方向
に沿う方向に光ビームを出射する複数のレーザを設ける
ものであり、上述したようにこれらレーザの各光出射端
面に対向する位置にエピタキシャル成長を行うと、基体
の主面に対し４５°を成す結晶成長ミラー面が自然発生
的に成長して形成されることから、このミラー面を利用
して各レーザからの複数の出射光ＬO を基体の主面に対
し垂直な方向に出射させる構成とすることができる。
【００１３】従って、本発明によればミラー面の間隔を
小とすることによって、熱干渉の問題を生じることなく
各レーザの出射光ＬO の間隔を従来のマルチビーム半導
体レーザに比し格段に低減化することができることとな
り、従って光学系やトラック幅に合わせた使い易いビー
ム間隔としてマルチビームレーザを構成することが容易
となる。
小とすることによって、熱干渉の問題を生じることなく
各レーザの出射光ＬO の間隔を従来のマルチビーム半導
体レーザに比し格段に低減化することができることとな
り、従って光学系やトラック幅に合わせた使い易いビー
ム間隔としてマルチビームレーザを構成することが容易
となる。
【００１４】また上述したように４５°反射鏡として結
晶成長によって自然に得られる面を利用しているため、
斜めエッチング等により形成される従来の反射鏡面に比
しその平坦性及び角度精度に優れており、収差等のない
理想的な反射ビームを得ることができ、ＲＩＥ等のドラ
イエッチングを用いる従来構成の半導体レーザに比し格
段に製造の簡易化をはかることができる。
晶成長によって自然に得られる面を利用しているため、
斜めエッチング等により形成される従来の反射鏡面に比
しその平坦性及び角度精度に優れており、収差等のない
理想的な反射ビームを得ることができ、ＲＩＥ等のドラ
イエッチングを用いる従来構成の半導体レーザに比し格
段に製造の簡易化をはかることができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明実施例を図面を参照して詳細に説
明する。各例共に、ＧａＡｓ半導体基体を用いてこの上
にエピタキシャル成長により第１導電型のクラッド層、
活性層及び第２導電型のクラッド層を順次形成して各レ
ーザを形成し、更に結晶成長ミラー面を形成してマルチ
ビーム半導体レーザを構成した場合を示す。
明する。各例共に、ＧａＡｓ半導体基体を用いてこの上
にエピタキシャル成長により第１導電型のクラッド層、
活性層及び第２導電型のクラッド層を順次形成して各レ
ーザを形成し、更に結晶成長ミラー面を形成してマルチ
ビーム半導体レーザを構成した場合を示す。
【００１６】先ず図１を参照して光ビームが２本とされ
たマルチビーム半導体レーザの一例を説明する。先ずＧ
ａＡｓ半導体基体の｛１００｝結晶面の例えば（１０
０）結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶軸方向、
この場合〔００１〕結晶軸方向に沿う共振器を有する２
つのレーザ２０Ａ、２０Ｂを各光出射端面を対向するよ
うに配置して、これら各光出射端面間に、基体の主面に
対し４５°を成す｛１１０｝結晶面のこの場合（１０
１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ａと、（１０−
１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ｂとを各光出射
端面に対向して設ける。
たマルチビーム半導体レーザの一例を説明する。先ずＧ
ａＡｓ半導体基体の｛１００｝結晶面の例えば（１０
０）結晶面より成る主面上に、〈００１〉結晶軸方向、
この場合〔００１〕結晶軸方向に沿う共振器を有する２
つのレーザ２０Ａ、２０Ｂを各光出射端面を対向するよ
うに配置して、これら各光出射端面間に、基体の主面に
対し４５°を成す｛１１０｝結晶面のこの場合（１０
１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ａと、（１０−
１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ｂとを各光出射
端面に対向して設ける。
【００１７】このような半導体レーザの製造方法の一例
を図５及び図６の製造工程図を参照して説明する。上述
したようにこの場合ｎ型のＧａＡｓより成る半導体基体
１の（１００）結晶面より成る主面２上に、図５Ａに示
すように、全面的にｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１
のクラッド層３、真性のＧａＡｓ等より成る活性層４及
びｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２のクラッド層５、
更にｐ型ＧａＡｓ等より成るキャップ層６を順次ＭＯＣ
ＶＤ法等によりエピタキシャル成長して半導体レーザを
構成するダブルヘテロ構造を形成する。この場合必要に
応じて電流狭窄層や光導波層を形成することもできる。
を図５及び図６の製造工程図を参照して説明する。上述
したようにこの場合ｎ型のＧａＡｓより成る半導体基体
１の（１００）結晶面より成る主面２上に、図５Ａに示
すように、全面的にｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１
のクラッド層３、真性のＧａＡｓ等より成る活性層４及
びｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２のクラッド層５、
更にｐ型ＧａＡｓ等より成るキャップ層６を順次ＭＯＣ
ＶＤ法等によりエピタキシャル成長して半導体レーザを
構成するダブルヘテロ構造を形成する。この場合必要に
応じて電流狭窄層や光導波層を形成することもできる。
【００１８】そして次に、図５Ｂに示すように、フォト
リソグラフィ等の適用によって、ＲＩＥ等の異方性エッ
チングにより主面２に対し９０°を成す端面、この場合
それぞれ（００−１）結晶面より成る端面７Ａと（００
１）結晶面より成る端面７Ｂを形成する。即ちこの場
合、図５Ｂにおいて矢印で示すように、〔００１〕結晶
軸方向に沿う方向に共振器が延長する構成とする。
リソグラフィ等の適用によって、ＲＩＥ等の異方性エッ
チングにより主面２に対し９０°を成す端面、この場合
それぞれ（００−１）結晶面より成る端面７Ａと（００
１）結晶面より成る端面７Ｂを形成する。即ちこの場
合、図５Ｂにおいて矢印で示すように、〔００１〕結晶
軸方向に沿う方向に共振器が延長する構成とする。
【００１９】そしてこの後全面的にＳｉＯ2 、ＳｉＮX
等より成る誘電体層を被着した後、全面的に主面２と直
交する方向にＲＩＥ等の異方性エッチングを行って、キ
ャップ層６上と各端面７Ａ及び７Ｂ間の主面２上の誘電
体層を除去して、図５Ｃに示すように端面７Ａ及び７Ｂ
を覆うように誘電体保護層８を形成する。これにより必
要に応じて端面反射率を調整する。そして更にキャップ
層６をその厚さ方向に少しエッチングを施して、誘電体
保護層８の頂部をキャップ層６の上面から僅かに突出さ
せる。
等より成る誘電体層を被着した後、全面的に主面２と直
交する方向にＲＩＥ等の異方性エッチングを行って、キ
ャップ層６上と各端面７Ａ及び７Ｂ間の主面２上の誘電
体層を除去して、図５Ｃに示すように端面７Ａ及び７Ｂ
を覆うように誘電体保護層８を形成する。これにより必
要に応じて端面反射率を調整する。そして更にキャップ
層６をその厚さ方向に少しエッチングを施して、誘電体
保護層８の頂部をキャップ層６の上面から僅かに突出さ
せる。
【００２０】次に図６Ａに示すように、全面的にｐ型の
ＧａＡｓ等のキャップ層と同材料の半導体層をＭＯＣＶ
Ｄ法等により再成長すると、誘電体保護層８上には結晶
成長せずに、各共振器の端面７Ａ及び７Ｂの間の主面２
上とキャップ層６上に、主面２に対し４５°を成す結晶
成長面が自然発生的に成長して、各共振器の端面に対向
するように、即ち端面７Ａに対向して（１０１）結晶面
より成るミラー面９Ａ、端面７Ｂに対向して（１０−
１）結晶面より成るミラー面９Ｂが形成される。
ＧａＡｓ等のキャップ層と同材料の半導体層をＭＯＣＶ
Ｄ法等により再成長すると、誘電体保護層８上には結晶
成長せずに、各共振器の端面７Ａ及び７Ｂの間の主面２
上とキャップ層６上に、主面２に対し４５°を成す結晶
成長面が自然発生的に成長して、各共振器の端面に対向
するように、即ち端面７Ａに対向して（１０１）結晶面
より成るミラー面９Ａ、端面７Ｂに対向して（１０−
１）結晶面より成るミラー面９Ｂが形成される。
【００２１】そしてこの後図６Ｂに示すように、ミラー
面９Ａ及び９Ｂ上を覆うように、Ａｕや誘電体多層膜等
より成る高反射層１０を被着形成し、更にキャップ層６
上の再成長層９上と、基体１の裏面上とにそれぞれ電極
１１、１２をスパッタリング等により被着形成して、各
レーザ２０Ａ及び２０Ｂからの出射光が各ミラー面９Ａ
及び９Ｂにより主面２に対し垂直な方向に出射され、ビ
ーム間隔が狭小化された２本の光ビームＬO を出射する
マルチビーム半導体レーザを得ることができる。
面９Ａ及び９Ｂ上を覆うように、Ａｕや誘電体多層膜等
より成る高反射層１０を被着形成し、更にキャップ層６
上の再成長層９上と、基体１の裏面上とにそれぞれ電極
１１、１２をスパッタリング等により被着形成して、各
レーザ２０Ａ及び２０Ｂからの出射光が各ミラー面９Ａ
及び９Ｂにより主面２に対し垂直な方向に出射され、ビ
ーム間隔が狭小化された２本の光ビームＬO を出射する
マルチビーム半導体レーザを得ることができる。
【００２２】このような構成においては、各レーザ２０
Ａ及び２０Ｂの端面間隔を適切に選定することによっ
て、結晶成長ミラー面９Ａ及び９Ｂの間隔を調節するこ
とができ、各レーザの熱干渉を生じることなくレーザビ
ーム間隔を狭めることができることとなる。
Ａ及び２０Ｂの端面間隔を適切に選定することによっ
て、結晶成長ミラー面９Ａ及び９Ｂの間隔を調節するこ
とができ、各レーザの熱干渉を生じることなくレーザビ
ーム間隔を狭めることができることとなる。
【００２３】また、上述の実施例においては光ビームが
２本とされたマルチビーム半導体レーザの場合である
が、例えば図２に示すように、〔００１〕結晶軸方向に
延長する相対向するレーザ２０Ａ及び２０Ｂと、これら
と直交する〔０１０〕結晶軸方向に延長する２本のレー
ザ２０Ｃ及び２０Ｄを形成し、これらレーザ２０Ｃ及び
２０Ｄの各出射端面に対向するように｛１１０｝結晶面
の例えば（１１０）結晶面より成る結晶成長ミラー面９
Ｃ、（１−１０）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ｄ
を、上述の例と同様に結晶再成長により自然発生的に形
成することができて、各レーザからの光ビームを基体の
主面に対し垂直な方向に四角形状に配列して出射させる
構成となる。
２本とされたマルチビーム半導体レーザの場合である
が、例えば図２に示すように、〔００１〕結晶軸方向に
延長する相対向するレーザ２０Ａ及び２０Ｂと、これら
と直交する〔０１０〕結晶軸方向に延長する２本のレー
ザ２０Ｃ及び２０Ｄを形成し、これらレーザ２０Ｃ及び
２０Ｄの各出射端面に対向するように｛１１０｝結晶面
の例えば（１１０）結晶面より成る結晶成長ミラー面９
Ｃ、（１−１０）結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ｄ
を、上述の例と同様に結晶再成長により自然発生的に形
成することができて、各レーザからの光ビームを基体の
主面に対し垂直な方向に四角形状に配列して出射させる
構成となる。
【００２４】この場合、通常の４ビームレーザが横１列
に並列されるのに対し、四角形状にビームを配置させる
こととなり、例えば光ディスクのトラックに対する処理
光源として利用する場合、図７に示すように、各ビーム
のスポット３２がそれぞれ異なるトラック３１に照射さ
れるように配置することによって、並列処理を行うこと
ができる。
に並列されるのに対し、四角形状にビームを配置させる
こととなり、例えば光ディスクのトラックに対する処理
光源として利用する場合、図７に示すように、各ビーム
のスポット３２がそれぞれ異なるトラック３１に照射さ
れるように配置することによって、並列処理を行うこと
ができる。
【００２５】更に、例えば図８に示すように２つのスポ
ット３２をそれぞれ同一のトラック３１に照射するよう
にして、１トラックにつき一つのレーザビームを書き込
み用として用い、他のレーザビームによりその直後に読
み出しを行う構成とすることもできるなど、システム設
計の自由度を高めることができる。
ット３２をそれぞれ同一のトラック３１に照射するよう
にして、１トラックにつき一つのレーザビームを書き込
み用として用い、他のレーザビームによりその直後に読
み出しを行う構成とすることもできるなど、システム設
計の自由度を高めることができる。
【００２６】次に、図３を参照して本発明の他の例を詳
細に説明する。図３において、図１及び図２に対応する
部分には同一符号を付して示す。この場合、｛１００｝
結晶面を主面とする半導体基体の主面上に、〈００１〉
結晶軸方向に沿う少なくとも第１の方向、この場合〔０
０１〕結晶軸方向に光ビームを出射する複数のレーザ２
０Ａを構成すると共に、このレーザの各光出射端面間に
対向して、上述の第１の方向とは逆向きの〔００−１〕
結晶軸方向に光ビームを出射するレーザ２０Ｂを構成し
て、これら各レーザ２０Ａ、２０Ｂの光出射端面に対向
してそれぞれ基体の主面に対し４５°を成す｛１１０｝
結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ａ、９Ｂを設けて構
成する。
細に説明する。図３において、図１及び図２に対応する
部分には同一符号を付して示す。この場合、｛１００｝
結晶面を主面とする半導体基体の主面上に、〈００１〉
結晶軸方向に沿う少なくとも第１の方向、この場合〔０
０１〕結晶軸方向に光ビームを出射する複数のレーザ２
０Ａを構成すると共に、このレーザの各光出射端面間に
対向して、上述の第１の方向とは逆向きの〔００−１〕
結晶軸方向に光ビームを出射するレーザ２０Ｂを構成し
て、これら各レーザ２０Ａ、２０Ｂの光出射端面に対向
してそれぞれ基体の主面に対し４５°を成す｛１１０｝
結晶面より成る結晶成長ミラー面９Ａ、９Ｂを設けて構
成する。
【００２７】即ちこの場合、前述の図１及び図２に示す
半導体レーザの片側の発光部に注目し、これらを複数本
並置配列すると共に、各レーザ間に対応する位置に同様
にレーザを並置配列して、各レーザの一方の端面から出
射されミラー面によって反射される擬似的な発光点が一
直線上に並ぶようにしたもので、共振器本体を交互にジ
グザグに並ぶように配置することによって、１次元半導
体レーザアレイを得られるようにしたものである。この
とき各レーザの他方の端面は高反射コート層を施して光
が出射されないようにするか、或いは劈開端面又はエッ
チング等によって光ビームが基体に垂直な方向に出射さ
れないようにする。
半導体レーザの片側の発光部に注目し、これらを複数本
並置配列すると共に、各レーザ間に対応する位置に同様
にレーザを並置配列して、各レーザの一方の端面から出
射されミラー面によって反射される擬似的な発光点が一
直線上に並ぶようにしたもので、共振器本体を交互にジ
グザグに並ぶように配置することによって、１次元半導
体レーザアレイを得られるようにしたものである。この
とき各レーザの他方の端面は高反射コート層を施して光
が出射されないようにするか、或いは劈開端面又はエッ
チング等によって光ビームが基体に垂直な方向に出射さ
れないようにする。
【００２８】このような半導体レーザの製造方法として
は、例えばｎ型ＧａＡｓ等より成る半導体基体の｛１０
０｝結晶面より成る主面上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ等より
成る第１のクラッド層、ＧａＡｓ等より成る活性層、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ等より成る第２のクラッド層、キャップ
層等を順次エピタキシャル成長した後、図９にその一製
造工程図を示すように、各共振器が上述したように交互
にジグザグ配置されるように、共振器の端面及び側面を
ＲＩＥ等により垂直エッチングして、図９において斜線
を付して示す領域をエッチング除去する。
は、例えばｎ型ＧａＡｓ等より成る半導体基体の｛１０
０｝結晶面より成る主面上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ等より
成る第１のクラッド層、ＧａＡｓ等より成る活性層、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ等より成る第２のクラッド層、キャップ
層等を順次エピタキシャル成長した後、図９にその一製
造工程図を示すように、各共振器が上述したように交互
にジグザグ配置されるように、共振器の端面及び側面を
ＲＩＥ等により垂直エッチングして、図９において斜線
を付して示す領域をエッチング除去する。
【００２９】そしてこの後誘電体層を全面的に被着し、
各共振器の交互に対向する端面及びその側面上とを覆う
ように、誘電体保護層８をパターニング形成する。図１
において保護層８を設けた部分には斜線を付して示す。
そしてこの後ＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル成長
を行うと、各端面に対向するように、それぞれ〔００
１〕結晶軸方向に光を出射するレーザ２０Ａの各端面に
対し（１０−１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９
Ａ、〔００−１〕結晶軸方向に光を出射するレーザ２０
Ｂの各端面に対し（１０１）結晶面より成る結晶成長ミ
ラー面９Ｂが自然発生的に形成され、矢印ａで示す図３
と直交する方向に光ビームをそれぞれ取り出すことがで
きる。
各共振器の交互に対向する端面及びその側面上とを覆う
ように、誘電体保護層８をパターニング形成する。図１
において保護層８を設けた部分には斜線を付して示す。
そしてこの後ＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル成長
を行うと、各端面に対向するように、それぞれ〔００
１〕結晶軸方向に光を出射するレーザ２０Ａの各端面に
対し（１０−１）結晶面より成る結晶成長ミラー面９
Ａ、〔００−１〕結晶軸方向に光を出射するレーザ２０
Ｂの各端面に対し（１０１）結晶面より成る結晶成長ミ
ラー面９Ｂが自然発生的に形成され、矢印ａで示す図３
と直交する方向に光ビームをそれぞれ取り出すことがで
きる。
【００３０】この場合、各レーザ２０Ａ及び２０Ｂの端
面間の共振器長方向の間隔、また各出射端面上の誘電体
保護層８の厚さ等を適切に選定することによって、各ミ
ラー面によって反射される位置即ち発光点を一直線上に
配置して１次元アレイレーザを形成することができる。
そして例えば各レーザの横方向間隔、即ち共振器長方向
と直交する方向の配列間隔を５０μｍとする場合、各レ
ーザ光の間隔はその１／２の２５μｍとすることがで
き、従来のマルチビーム半導体レーザに比して、熱干渉
を生じることなく光ビームの間隔を１／２程度に狭小化
することができるという利点を有する。
面間の共振器長方向の間隔、また各出射端面上の誘電体
保護層８の厚さ等を適切に選定することによって、各ミ
ラー面によって反射される位置即ち発光点を一直線上に
配置して１次元アレイレーザを形成することができる。
そして例えば各レーザの横方向間隔、即ち共振器長方向
と直交する方向の配列間隔を５０μｍとする場合、各レ
ーザ光の間隔はその１／２の２５μｍとすることがで
き、従来のマルチビーム半導体レーザに比して、熱干渉
を生じることなく光ビームの間隔を１／２程度に狭小化
することができるという利点を有する。
【００３１】また、その他用途に応じてレーザの数を変
更するとか、または例えば発光点をジグザグ状に配置す
る等、種々の構成とすることができる。
更するとか、または例えば発光点をジグザグ状に配置す
る等、種々の構成とすることができる。
【００３２】尚、上述の各マルチビーム半導体レーザに
おいて、各光出射端面と結晶成長ミラー面との間隔をレ
ーザ毎に変調して設ける構成とすることもできる。図４
を参照してこのレーザの一例を詳細に説明する。図４に
おいて、図１に対応する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。この場合、図１において説明した光ビ
ームが２本とされたレーザにおいて、光出射端面とミラ
ー面９Ａ及び９Ｂとの間隔を誘電体保護層８の基部側縁
部にオフセットを設け、例えば一方のミラー面９Ｂに対
向して長さＬの突出部を設けるパターンとして誘電体保
護層８をパターニング形成することにより、各レーザ２
０Ａ及び２０Ｂからの出力光ＬO の各焦点位置は、それ
ぞれ点Ｐ1 、Ｐ2 で示すようにその深さが異なるように
なされ、この場合突出部を設けたレーザ２０Ｂ側におい
て焦点距離がより大となるように構成される。
おいて、各光出射端面と結晶成長ミラー面との間隔をレ
ーザ毎に変調して設ける構成とすることもできる。図４
を参照してこのレーザの一例を詳細に説明する。図４に
おいて、図１に対応する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。この場合、図１において説明した光ビ
ームが２本とされたレーザにおいて、光出射端面とミラ
ー面９Ａ及び９Ｂとの間隔を誘電体保護層８の基部側縁
部にオフセットを設け、例えば一方のミラー面９Ｂに対
向して長さＬの突出部を設けるパターンとして誘電体保
護層８をパターニング形成することにより、各レーザ２
０Ａ及び２０Ｂからの出力光ＬO の各焦点位置は、それ
ぞれ点Ｐ1 、Ｐ2 で示すようにその深さが異なるように
なされ、この場合突出部を設けたレーザ２０Ｂ側におい
て焦点距離がより大となるように構成される。
【００３３】このように焦点距離を変調させた２ビーム
の半導体レーザ装置は、例えば２つのビームの焦点距離
の違いを利用したサーボ制御系に用いることができる。
図１０において各円はビームスポット径を示し、図１０
において左側の列と右側の列はそれぞれ各レーザ２０
Ａ、２０Ｂからのビームスポットに相当する。図１０Ａ
及びＢの例では、検出素子３３の光量はレーザ２０Ａの
み検出され、レーザ２０Ｂでは光量は０となる。図１０
Ｃにおいてはレーザ２０Ａの光量は増加し、レーザ２０
Ｂの光量も検出されるが、光量はレーザ２０Ａのほうが
大となる。同様に図１０Ｄ、図１０Ｅにおいてもレーザ
２０Ａの光量のほうが大となるが、図１０Ｆの例ではほ
ぼ光量が等しくなる。図１０Ｇ〜図１０Ｅにおいては逆
にレーザ２０Ｂの光量のほうが大となって徐々にその光
量差は大となり、図１０Ｊ及びＫにおいてはレーザ２０
Ａの光量は検出されなくなる。
の半導体レーザ装置は、例えば２つのビームの焦点距離
の違いを利用したサーボ制御系に用いることができる。
図１０において各円はビームスポット径を示し、図１０
において左側の列と右側の列はそれぞれ各レーザ２０
Ａ、２０Ｂからのビームスポットに相当する。図１０Ａ
及びＢの例では、検出素子３３の光量はレーザ２０Ａの
み検出され、レーザ２０Ｂでは光量は０となる。図１０
Ｃにおいてはレーザ２０Ａの光量は増加し、レーザ２０
Ｂの光量も検出されるが、光量はレーザ２０Ａのほうが
大となる。同様に図１０Ｄ、図１０Ｅにおいてもレーザ
２０Ａの光量のほうが大となるが、図１０Ｆの例ではほ
ぼ光量が等しくなる。図１０Ｇ〜図１０Ｅにおいては逆
にレーザ２０Ｂの光量のほうが大となって徐々にその光
量差は大となり、図１０Ｊ及びＫにおいてはレーザ２０
Ａの光量は検出されなくなる。
【００３４】従ってこの場合図１０Ｆの状態即ち光量の
差が０となるように制御することによって、制御対象を
一定の距離に保持してフォーカスサーボ制御を行うこと
ができることとなる。
差が０となるように制御することによって、制御対象を
一定の距離に保持してフォーカスサーボ制御を行うこと
ができることとなる。
【００３５】尚、上述の各例においては、ＡｌＧａＡｓ
系のレーザを形成した場合を示したが、本発明はその他
ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系等の化合物半導体
レーザに適用することができる。またその構造も上述の
例に限定されることなく、種々の変形変更をなし得るこ
とはいうまでもない。
系のレーザを形成した場合を示したが、本発明はその他
ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系等の化合物半導体
レーザに適用することができる。またその構造も上述の
例に限定されることなく、種々の変形変更をなし得るこ
とはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】上述したように本発明によればミラー面
の間隔を小とすることによって、熱干渉の問題を生じる
ことなく各レーザの出射光ＬO の間隔を従来のマルチビ
ーム半導体レーザに比し格段に低減化することができる
こととなり、従って光学系やトラック幅に合わせた使い
易いビーム間隔としてマルチビームレーザを構成するこ
とが容易となって、光ディスク装置や光磁気ディスク装
置等のシステムの設計自由度の向上をはかる。
の間隔を小とすることによって、熱干渉の問題を生じる
ことなく各レーザの出射光ＬO の間隔を従来のマルチビ
ーム半導体レーザに比し格段に低減化することができる
こととなり、従って光学系やトラック幅に合わせた使い
易いビーム間隔としてマルチビームレーザを構成するこ
とが容易となって、光ディスク装置や光磁気ディスク装
置等のシステムの設計自由度の向上をはかる。
【００３７】また上述したように４５°反射鏡として結
晶成長によって自然に得られる面を利用しているため、
斜めエッチング等により形成される従来の反射鏡面に比
しその平坦性及び角度精度に優れており、収差等のない
理想的な反射ビームを得ることができ、ＲＩＥ等のドラ
イエッチングを用いる従来構成の半導体レーザに比し格
段に製造の簡易化をはかることができる。
晶成長によって自然に得られる面を利用しているため、
斜めエッチング等により形成される従来の反射鏡面に比
しその平坦性及び角度精度に優れており、収差等のない
理想的な反射ビームを得ることができ、ＲＩＥ等のドラ
イエッチングを用いる従来構成の半導体レーザに比し格
段に製造の簡易化をはかることができる。
【００３８】また、本発明はその配置を複数のレーザ及
び結晶成長ミラー面の配置を適切に選定することによっ
て、４角形状に配置された４本ビームのレーザや、１次
元レーザアレイ等、種々の構成のマルチビーム半導体レ
ーザを形成することができる。
び結晶成長ミラー面の配置を適切に選定することによっ
て、４角形状に配置された４本ビームのレーザや、１次
元レーザアレイ等、種々の構成のマルチビーム半導体レ
ーザを形成することができる。
【００３９】更に、各レーザの焦点距離を変調させて形
成することにより、例えばフォーカスサーボ等に応用す
ることができる。
成することにより、例えばフォーカスサーボ等に応用す
ることができる。
【図１】マルチビーム半導体レーザの一例の略線的拡大
斜視図である。
斜視図である。
【図２】マルチビーム半導体レーザの一例の略線的拡大
斜視図である。
斜視図である。
【図３】マルチビーム半導体レーザの一例の略線的拡大
平面図である。
平面図である。
【図４】マルチビーム半導体レーザの一例の略線的拡大
断面図である。
断面図である。
【図５】マルチビーム半導体レーザの一例の製造工程図
である。
である。
【図６】マルチビーム半導体レーザの一例の製造工程図
である。
である。
【図７】４ビームレーザの応用例の説明図である。
【図８】４ビームレーザの応用例の説明図である。
【図９】マルチビーム半導体レーザの一例の一製造工程
図である。
図である。
【図１０】２ビームレーザの応用例の説明図である。
【図１１】従来のマルチビーム半導体レーザの一例の略
線的拡大斜視図である。
線的拡大斜視図である。
【図１２】従来のマルチビーム半導体レーザの一例の略
線的拡大斜視図である。
線的拡大斜視図である。
【図１３】マルチビーム半導体レーザの一例の説明図で
ある。
ある。
１ 半導体基体 ２ 主面 ３ 第１のクラッド層 ４ 活性層 ５ 第２のクラッド層 ６ キャップ層 ７Ａ 端面 ７Ｂ 端面 ８ 誘電体保護層 ９ 再成長層 ９Ａ 結晶成長ミラー面 ９Ｂ 結晶成長ミラー面
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−128088（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11325（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−216690（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130983（ＪＰ，Ａ) 1992年（平成４年）秋季第53回応用物 理学会学術講演会 第３分冊 16ｐ−Ｖ −２ ｐ．906 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (5)
- 【請求項１】 ｛１００｝結晶面を主面とする半導体基
体の上記主面上に、〈００１〉結晶軸方向に共振器長を
有する複数のレーザが各光出射端面を対向するように配
置され、 上記各光出射端面間に、上記主面に対し４５°を成す
｛１１０｝結晶面より成る結晶成長ミラー面が上記各光
出射端面に対向して設けられて成ることを特徴とするマ
ルチビーム半導体レーザ。 - 【請求項２】 光ビームが２本とされることを特徴とす
る上記請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ。 - 【請求項３】 光ビームが４本とされることを特徴とす
る上記請求項１に記載のマルチビーム半導体レーザ。 - 【請求項４】 ｛１００｝結晶面を主面とする半導体基
体の上記主面上に、〈００１〉結晶軸方向に沿う少なく
とも第１の方向に光ビームを出射する複数のレーザが構
成されると共に、 上記レーザの各光出射端面間に対向して、上記第１の方
向とは逆向きの方向に光ビームを出射するレーザが構成
され、 上記各レーザの光出射端面に対向してそれぞれ上記主面
に対し４５°を成す｛１１０｝結晶面より成る結晶成長
ミラー面が設けられて成ることを特徴とするマルチビー
ム半導体レーザ。 - 【請求項５】 上記各光出射端面と上記結晶成長ミラー
面との間隔がレーザ毎に変調されて設けられることを特
徴とする上記請求項１又は上記請求項４に記載のマルチ
ビーム半導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25309092A JP3154200B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | マルチビーム半導体レーザ |
| US08/062,209 US5373173A (en) | 1992-05-20 | 1993-05-18 | Apparatus for semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25309092A JP3154200B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | マルチビーム半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104535A JPH06104535A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3154200B2 true JP3154200B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17246355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25309092A Expired - Fee Related JP3154200B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-09-22 | マルチビーム半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154200B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8596813B2 (en) | 2010-07-12 | 2013-12-03 | Ilumisys, Inc. | Circuit board mount for LED light tube |
| US8807785B2 (en) | 2008-05-23 | 2014-08-19 | Ilumisys, Inc. | Electric shock resistant L.E.D. based light |
| US8870415B2 (en) | 2010-12-09 | 2014-10-28 | Ilumisys, Inc. | LED fluorescent tube replacement light with reduced shock hazard |
| US9013119B2 (en) | 2010-03-26 | 2015-04-21 | Ilumisys, Inc. | LED light with thermoelectric generator |
| US9101026B2 (en) | 2008-10-24 | 2015-08-04 | Ilumisys, Inc. | Integration of LED lighting with building controls |
| US9163794B2 (en) | 2012-07-06 | 2015-10-20 | Ilumisys, Inc. | Power supply assembly for LED-based light tube |
| US9184518B2 (en) | 2012-03-02 | 2015-11-10 | Ilumisys, Inc. | Electrical connector header for an LED-based light |
| US9267650B2 (en) | 2013-10-09 | 2016-02-23 | Ilumisys, Inc. | Lens for an LED-based light |
| US9271367B2 (en) | 2012-07-09 | 2016-02-23 | Ilumisys, Inc. | System and method for controlling operation of an LED-based light |
| US9285084B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-03-15 | Ilumisys, Inc. | Diffusers for LED-based lights |
| US9398661B2 (en) | 2008-10-24 | 2016-07-19 | Ilumisys, Inc. | Light and light sensor |
| US9395075B2 (en) | 2010-03-26 | 2016-07-19 | Ilumisys, Inc. | LED bulb for incandescent bulb replacement with internal heat dissipating structures |
| US9510400B2 (en) | 2014-05-13 | 2016-11-29 | Ilumisys, Inc. | User input systems for an LED-based light |
| US9574717B2 (en) | 2014-01-22 | 2017-02-21 | Ilumisys, Inc. | LED-based light with addressed LEDs |
| US11428370B2 (en) | 2015-06-01 | 2022-08-30 | Ilumisys, Inc. | LED-based light with canted outer walls |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0918087A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-17 | Nec Corp | マルチビーム半導体レーザ装置 |
| JP2002217499A (ja) | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子、その製造方法、およびそれを用いた光ピックアップ |
| JP2019161062A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 豊田合成株式会社 | 発光装置 |
| DE102020106638A1 (de) | 2020-03-11 | 2021-09-16 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optoelektronisches halbleiterlaserbauelement und optoelektronische anordnung |
| WO2022264210A1 (ja) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザー装置および半導体レーザー装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25309092A patent/JP3154200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９２年（平成４年）秋季第５３回応用物理学会学術講演会 第３分冊 １６ｐ−Ｖ−２ ｐ．９０６ |
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| US9635727B2 (en) | 2008-10-24 | 2017-04-25 | Ilumisys, Inc. | Light and light sensor |
| US9585216B2 (en) | 2008-10-24 | 2017-02-28 | Ilumisys, Inc. | Integration of LED lighting with building controls |
| US9398661B2 (en) | 2008-10-24 | 2016-07-19 | Ilumisys, Inc. | Light and light sensor |
| US9395075B2 (en) | 2010-03-26 | 2016-07-19 | Ilumisys, Inc. | LED bulb for incandescent bulb replacement with internal heat dissipating structures |
| US9013119B2 (en) | 2010-03-26 | 2015-04-21 | Ilumisys, Inc. | LED light with thermoelectric generator |
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| US9163794B2 (en) | 2012-07-06 | 2015-10-20 | Ilumisys, Inc. | Power supply assembly for LED-based light tube |
| US9271367B2 (en) | 2012-07-09 | 2016-02-23 | Ilumisys, Inc. | System and method for controlling operation of an LED-based light |
| US9285084B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-03-15 | Ilumisys, Inc. | Diffusers for LED-based lights |
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| US9574717B2 (en) | 2014-01-22 | 2017-02-21 | Ilumisys, Inc. | LED-based light with addressed LEDs |
| US9510400B2 (en) | 2014-05-13 | 2016-11-29 | Ilumisys, Inc. | User input systems for an LED-based light |
| US11428370B2 (en) | 2015-06-01 | 2022-08-30 | Ilumisys, Inc. | LED-based light with canted outer walls |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06104535A (ja) | 1994-04-15 |
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