JP3266207B2 - 熱的安定ダイオードレーザ構造 - Google Patents
熱的安定ダイオードレーザ構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイオードレーザに関
し、更に詳細には、ダイオードレーザ空洞の側面に沿う
加熱体ストリップを通して電流を流すことによって熱的
に安定させられるダイオードレーザ構造に関する。
し、更に詳細には、ダイオードレーザ空洞の側面に沿う
加熱体ストリップを通して電流を流すことによって熱的
に安定させられるダイオードレーザ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速プリンタに対する典型的なダイオー
ドレーザ画素時間はほぼ１０ないし１００ナノ秒であ
る。レーザをターンオンさせると、電気エネルギーへの
放射光への変換の非効率性により、ダイオードレーザ空
洞の断続的加熱が生ずる。この熱はぼぼ１０ないし１０
０マイクロ秒の時間で消散する。この時定数の差異によ
り、一般のダイオードレーザ空洞の温度は変化させら
れ、データのパターンが書かれる。この効果により、パ
ターン依存不安定性が生ずる。例えば、レーザが数マイ
クロ秒の時間にわたってオフとなっており、そしてこの
レーザが単一画素時間だけターンオンすると、レーザ空
洞は或る温度Ｔとなり、この時該レーザはこの単一画素
に対する光を放射する。しかし、レーザが数百マイクロ
秒の時間にわたって連続的に、または準連続的にオンと
なっており、そしてこのレーザが数画素だけターンオフ
し、次いで再びターンオンすると、レーザ空洞はもっと
高い温度Ｔ＋ｄＴとなる。ｄＴは、レーザの効率性及び
構造に応じ、ほぼ１ないし１０℃となる。
ドレーザ画素時間はほぼ１０ないし１００ナノ秒であ
る。レーザをターンオンさせると、電気エネルギーへの
放射光への変換の非効率性により、ダイオードレーザ空
洞の断続的加熱が生ずる。この熱はぼぼ１０ないし１０
０マイクロ秒の時間で消散する。この時定数の差異によ
り、一般のダイオードレーザ空洞の温度は変化させら
れ、データのパターンが書かれる。この効果により、パ
ターン依存不安定性が生ずる。例えば、レーザが数マイ
クロ秒の時間にわたってオフとなっており、そしてこの
レーザが単一画素時間だけターンオンすると、レーザ空
洞は或る温度Ｔとなり、この時該レーザはこの単一画素
に対する光を放射する。しかし、レーザが数百マイクロ
秒の時間にわたって連続的に、または準連続的にオンと
なっており、そしてこのレーザが数画素だけターンオフ
し、次いで再びターンオンすると、レーザ空洞はもっと
高い温度Ｔ＋ｄＴとなる。ｄＴは、レーザの効率性及び
構造に応じ、ほぼ１ないし１０℃となる。
【０００３】レーザ空洞のこの温度変化により、放射さ
れるパワー及び放射の波長が変化する可能性がある。こ
れらの変化は、ダイオードレーザの若干の適用に対して
有害である。特に、放射の波長の不安定性は焦点の移動
及び画像品質の劣化を生じさせる可能性がある。分散フ
ィードバックレーザとして知られている技術が放射の波
長を安定させるために現在検討されており、ブラッグ散
乱を用いることによってミラーではなしにレーザ空洞を
形成する。この技術は、波長の移動を減少させるが放射
されるパワーを変化させないことが可能なのであるが、
これを用いるとダイオードレーザの費用が比較的高くな
る。
れるパワー及び放射の波長が変化する可能性がある。こ
れらの変化は、ダイオードレーザの若干の適用に対して
有害である。特に、放射の波長の不安定性は焦点の移動
及び画像品質の劣化を生じさせる可能性がある。分散フ
ィードバックレーザとして知られている技術が放射の波
長を安定させるために現在検討されており、ブラッグ散
乱を用いることによってミラーではなしにレーザ空洞を
形成する。この技術は、波長の移動を減少させるが放射
されるパワーを変化させないことが可能なのであるが、
これを用いるとダイオードレーザの費用が比較的高くな
る。
【０００４】従来の典型的なダイオードレーザ構造は、
光放射中にこのダイオードレーザ構造から熱を除去する
ためにヒートシンクを用いる。ペルチェまたは熱電冷却
装置を用いることによってこのヒートシンクの温度を一
定値に保持する。ダイオードレーザ空洞とヒートシンク
との間の熱抵抗のため、この方法はダイオードレーザ空
洞を一定過渡温度に保持することができない。ヒートシ
ンクはダイオードレーザ空洞内に平均温度を保持するこ
とを助ける。高速プリンタのためのレーザ画素回数は、
ヒートシンクまたはペルチェもしくは熱電冷却装置が応
答するには余りにも高速且つ短時間であり、その結果、
冷却空洞内でパルスからパルスへの温度変動が生ずる。
光放射中にこのダイオードレーザ構造から熱を除去する
ためにヒートシンクを用いる。ペルチェまたは熱電冷却
装置を用いることによってこのヒートシンクの温度を一
定値に保持する。ダイオードレーザ空洞とヒートシンク
との間の熱抵抗のため、この方法はダイオードレーザ空
洞を一定過渡温度に保持することができない。ヒートシ
ンクはダイオードレーザ空洞内に平均温度を保持するこ
とを助ける。高速プリンタのためのレーザ画素回数は、
ヒートシンクまたはペルチェもしくは熱電冷却装置が応
答するには余りにも高速且つ短時間であり、その結果、
冷却空洞内でパルスからパルスへの温度変動が生ずる。
【０００５】本発明の目的は、ダイオードレーザ空洞の
温度を安定させるための新規な手段を提供し、これによ
り、該ダイオードレーザ空洞から放射されるパワー及び
光放射の波長を安定させることにある。
温度を安定させるための新規な手段を提供し、これによ
り、該ダイオードレーザ空洞から放射されるパワー及び
光放射の波長を安定させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる熱的に安
定させられるダイオードレーザ構造は、一つの導電形の
第１の閉込め層及び基体と、活性層と、反対導電形の第
２の閉込め層及び接点層とを備えている。不規則化領域
が前記接点層から前記第１の閉込め層まで延びてダイオ
ードレーザ空洞を形成する。抵抗領域が前記不規則化領
域内に形成される。各ダイオードレーザ空洞と整合する
前記接点層上の個別接点が前記ダイオードレーザ空洞を
通じて前記基体上の接点に電流を注入し、このダイオー
ドレーザ構造の縁を通るコヒーレント光の放射を生じさ
せる。抵抗領域と整合する前記接点層上の個別接点が前
記抵抗領域を通じて前記基体上の接点に電流を注入し、
熱の発生を生じさせる。前記不規則化領域内の抵抗領域
は加熱体ストリップを形成し、相隣る加熱体ストリップ
は、相隣る不規則化領域間に配置されたダイオードレー
ザ空洞内に熱を保持する。
定させられるダイオードレーザ構造は、一つの導電形の
第１の閉込め層及び基体と、活性層と、反対導電形の第
２の閉込め層及び接点層とを備えている。不規則化領域
が前記接点層から前記第１の閉込め層まで延びてダイオ
ードレーザ空洞を形成する。抵抗領域が前記不規則化領
域内に形成される。各ダイオードレーザ空洞と整合する
前記接点層上の個別接点が前記ダイオードレーザ空洞を
通じて前記基体上の接点に電流を注入し、このダイオー
ドレーザ構造の縁を通るコヒーレント光の放射を生じさ
せる。抵抗領域と整合する前記接点層上の個別接点が前
記抵抗領域を通じて前記基体上の接点に電流を注入し、
熱の発生を生じさせる。前記不規則化領域内の抵抗領域
は加熱体ストリップを形成し、相隣る加熱体ストリップ
は、相隣る不規則化領域間に配置されたダイオードレー
ザ空洞内に熱を保持する。
【０００７】以下に図面を参照して行なう詳細な説明か
ら本発明の他の目的及び利点が明らかになり、且つ本発
明をよりよく理解できる。
ら本発明の他の目的及び利点が明らかになり、且つ本発
明をよりよく理解できる。
【０００８】
【実施例】図１に、本発明にかかる熱的安定ダイオード
レーザ構造１０を示す。熱的安定ダイオードレーザ構造
１０は、ｎ形ＧａＡｓの基体１２、前記基体上にエピタ
キシャル堆積されたｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉
込め層１４、或る波長におけるレーザ光発生条件の下で
光波の発生及び伝播を提供するためのドープなしＡｓＡ
ｓの活性層１６、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの第２の閉込
め層１８（前記の化学式においてはｘ＝ｙまたはｘ≠
ｙ）、及びｐ形ＧａＡｓの接点層２０を備えている。
レーザ構造１０を示す。熱的安定ダイオードレーザ構造
１０は、ｎ形ＧａＡｓの基体１２、前記基体上にエピタ
キシャル堆積されたｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉
込め層１４、或る波長におけるレーザ光発生条件の下で
光波の発生及び伝播を提供するためのドープなしＡｓＡ
ｓの活性層１６、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの第２の閉込
め層１８（前記の化学式においてはｘ＝ｙまたはｘ≠
ｙ）、及びｐ形ＧａＡｓの接点層２０を備えている。
【０００９】或いはまた、活性層１６は、ドープなし、
もしくはｐ形ドープ、もしくはｎ形ドープのもの、即
ち、ＧａＡｓもしくはＡｌz Ｇａ1-z Ａｓもしくは（Ａ
ｌz Ｇａ1-z ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐであっても、または、比
較的薄い通例の２重ヘテロ構造（ＤＨ）活性層であって
も、または、ＧａＡｓもしくはＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ
は極めて小さく、そしてｚ＜ｘ及びｚ＜ｙ）のような単
一量子井戸であっても、または、ＧａＡｓとＡｌz Ｇａ
1-z Ａｓ（ｚ＜ｘ及びｚ＜ｙ）との交番層もしくはＡｌ
w Ｇａ1-w ＡｓとＡｌB Ｇａ1-B Ａｓ（ｗ＜Ｂ＜ｘまた
はｗ＜Ｂ＜ｙ）（井戸に対してはｗ、障壁に対しては
Ｂ）との交番層のような多重量子井戸超格子であっても
よい。更にまた、前述の活性層のいずれも、別個の閉じ
込め構造において、Ａｌm Ｇａ1-m ＡｓとＡｌn Ｇａ
1-n Ａｓ（ｍ＝ｎまたはｍ≠ｎ）との２つの半導体閉込
め層間に堆積させることができるが、禁止帯幅は前記活
性層の禁止帯幅と前記第１及び第２の閉込め層の禁止帯
幅との中間にある。
もしくはｐ形ドープ、もしくはｎ形ドープのもの、即
ち、ＧａＡｓもしくはＡｌz Ｇａ1-z Ａｓもしくは（Ａ
ｌz Ｇａ1-z ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐであっても、または、比
較的薄い通例の２重ヘテロ構造（ＤＨ）活性層であって
も、または、ＧａＡｓもしくはＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ
は極めて小さく、そしてｚ＜ｘ及びｚ＜ｙ）のような単
一量子井戸であっても、または、ＧａＡｓとＡｌz Ｇａ
1-z Ａｓ（ｚ＜ｘ及びｚ＜ｙ）との交番層もしくはＡｌ
w Ｇａ1-w ＡｓとＡｌB Ｇａ1-B Ａｓ（ｗ＜Ｂ＜ｘまた
はｗ＜Ｂ＜ｙ）（井戸に対してはｗ、障壁に対しては
Ｂ）との交番層のような多重量子井戸超格子であっても
よい。更にまた、前述の活性層のいずれも、別個の閉じ
込め構造において、Ａｌm Ｇａ1-m ＡｓとＡｌn Ｇａ
1-n Ａｓ（ｍ＝ｎまたはｍ≠ｎ）との２つの半導体閉込
め層間に堆積させることができるが、禁止帯幅は前記活
性層の禁止帯幅と前記第１及び第２の閉込め層の禁止帯
幅との中間にある。
【００１０】業界に周知のように、熱的安定ダイオード
レーザ構造１０のエピタキシャル成長は分子ビームエピ
タキシー（ＭＢＥ）または金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶ
Ｄ）によって行なわれる。基体１２は厚さ約１００ミク
ロンである。閉込め層１４及び１８は0.１ないし１ミク
ロンの範囲内の厚さを有す。活性層１６は、５０ナノメ
ートルないし２ミクロンの厚さを有する通例の薄い層で
あるか、または厚さが３ないし５０ナノメートルである
量子井戸の超格子構造から成る。接点層２０は一般に厚
さ0.１ないし0.２ミクロンである。
レーザ構造１０のエピタキシャル成長は分子ビームエピ
タキシー（ＭＢＥ）または金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶ
Ｄ）によって行なわれる。基体１２は厚さ約１００ミク
ロンである。閉込め層１４及び１８は0.１ないし１ミク
ロンの範囲内の厚さを有す。活性層１６は、５０ナノメ
ートルないし２ミクロンの厚さを有する通例の薄い層で
あるか、または厚さが３ないし５０ナノメートルである
量子井戸の超格子構造から成る。接点層２０は一般に厚
さ0.１ないし0.２ミクロンである。
【００１１】前記の代わりに通例行なわれている方法及
び所望の不規則化を行なうための拡散／打込み方法また
は元素打込み／アニール方法がある。以下の説明は不純
物誘発不規則化について行なう。しかし、これらの他の
方法及び元素の拡散または打込みも同様に適用可能であ
る。エピタキシャル成長が完了したら、不純物誘発不規
則化に対して半導体構造の領域を露出させる開口部をも
っている半導体ダイオードレーザ構造１０の接点層２０
の上面にＳｉ3 Ｎ4 マスクを形成する。このマスクは、
下にレーザ空洞が形成されるべき非露出領域を保護す
る。
び所望の不規則化を行なうための拡散／打込み方法また
は元素打込み／アニール方法がある。以下の説明は不純
物誘発不規則化について行なう。しかし、これらの他の
方法及び元素の拡散または打込みも同様に適用可能であ
る。エピタキシャル成長が完了したら、不純物誘発不規
則化に対して半導体構造の領域を露出させる開口部をも
っている半導体ダイオードレーザ構造１０の接点層２０
の上面にＳｉ3 Ｎ4 マスクを形成する。このマスクは、
下にレーザ空洞が形成されるべき非露出領域を保護す
る。
【００１２】先ず、高濃度のシリコンのようなｎ形不純
物ドープ剤を、マスクを通って露出している半導体構造
の領域内に選択的に拡散させることによってレーザ空洞
を形成する。使用可能な他のｎ形不純物ドープ剤として
はＧｅ及びＳｎがある。シリコン層をＳｉ3 Ｎ4 マスク
の開口部内に堆積させ、次いで、その上をＳｉ 3 Ｎ4 の
追加の層でおおう。シリコンの拡散を約８００℃の温度
で行ない、そして十分に長い時間、例えば７ないし８時
間この状態に保持して、接点層２０、第２の閉込め層１
８及び活性層１６を貫通させ、且つ第１の閉込め層１４
に部分的に侵入させる。
物ドープ剤を、マスクを通って露出している半導体構造
の領域内に選択的に拡散させることによってレーザ空洞
を形成する。使用可能な他のｎ形不純物ドープ剤として
はＧｅ及びＳｎがある。シリコン層をＳｉ3 Ｎ4 マスク
の開口部内に堆積させ、次いで、その上をＳｉ 3 Ｎ4 の
追加の層でおおう。シリコンの拡散を約８００℃の温度
で行ない、そして十分に長い時間、例えば７ないし８時
間この状態に保持して、接点層２０、第２の閉込め層１
８及び活性層１６を貫通させ、且つ第１の閉込め層１４
に部分的に侵入させる。
【００１３】活性層１６、接点層２０ならびに閉込め層
１４及び１８に貫通及び侵入するシリコンの拡散によ
り、活性層１６、接点層２０ならびに閉込め層１４及び
１８内にＧａとＡｌとの混合が生じ、これにより、ｎ形
不純物誘発不規則化領域２４が形成される。構造１０内
の不規則化領域２４相互間には、第２の閉込め層１８、
活性層１６及び第１の閉込め層１４の非不規則化領域か
ら成るレーザ空洞２６がある。不規則化領域はレーザ空
洞相互を光学的及び電気的に隔離及び分離する。レーザ
空洞は、垂直方向では閉込め層により、水平方向では不
規則化領域によって形成される。レーザ空洞は、図２に
示すように、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに
わたって縦に延びる。
１４及び１８に貫通及び侵入するシリコンの拡散によ
り、活性層１６、接点層２０ならびに閉込め層１４及び
１８内にＧａとＡｌとの混合が生じ、これにより、ｎ形
不純物誘発不規則化領域２４が形成される。構造１０内
の不規則化領域２４相互間には、第２の閉込め層１８、
活性層１６及び第１の閉込め層１４の非不規則化領域か
ら成るレーザ空洞２６がある。不規則化領域はレーザ空
洞相互を光学的及び電気的に隔離及び分離する。レーザ
空洞は、垂直方向では閉込め層により、水平方向では不
規則化領域によって形成される。レーザ空洞は、図２に
示すように、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに
わたって縦に延びる。
【００１４】不純物誘発不規則化段階が完了したら、上
面２２を通るＨｅ+ またはＯ+ イオンの打込みによって
不規則化領域２４内に浅い抵抗領域２８を形成する。こ
の抵抗領域は、半導体構造の上層または諸層の一部を導
電性材料から高抵抗性材料へ変換することによって作ら
れる。この変換は、上面を通ってＨｅ+ またはＯ+ イオ
ンを打込んで半導体層の禁止帯幅内のエネルギーにある
電子状態を形成することによって行なわれる。これらの
欠陥状態はドープ済み層から電子または正孔を除去する
ことによってこれを抵抗性とする。
面２２を通るＨｅ+ またはＯ+ イオンの打込みによって
不規則化領域２４内に浅い抵抗領域２８を形成する。こ
の抵抗領域は、半導体構造の上層または諸層の一部を導
電性材料から高抵抗性材料へ変換することによって作ら
れる。この変換は、上面を通ってＨｅ+ またはＯ+ イオ
ンを打込んで半導体層の禁止帯幅内のエネルギーにある
電子状態を形成することによって行なわれる。これらの
欠陥状態はドープ済み層から電子または正孔を除去する
ことによってこれを抵抗性とする。
【００１５】抵抗領域の打込みは、シリコン拡散が終わ
ってマスク開口部が再び開けられた後、シリコン拡散に
用いたのと同じマスク開口部を通じて行なわれる。抵抗
性材料を接点層の面上に堆積させることによって抵抗領
域を形成することも可能であるが、これは余り望ましい
手段ではない。抵抗領域２８は、図２に示すように、レ
ーザ空洞２６と平行に、半導体ダイオードレーザ構造１
０の長さに沿って縦に延びる。
ってマスク開口部が再び開けられた後、シリコン拡散に
用いたのと同じマスク開口部を通じて行なわれる。抵抗
性材料を接点層の面上に堆積させることによって抵抗領
域を形成することも可能であるが、これは余り望ましい
手段ではない。抵抗領域２８は、図２に示すように、レ
ーザ空洞２６と平行に、半導体ダイオードレーザ構造１
０の長さに沿って縦に延びる。
【００１６】上面２２を通ずる陽子（Ｈｅ+ ）またはＯ
2 + イオンの打込みによって不規則化領域２４内に電気
的隔離ストリップ３０を形成し、抵抗領域２８の諸部分
を加熱体ストリップ３２として隔離する。電気的隔離ス
トリップ３０は、Ｈｅ+ またはＯ2 + イオンを、抵抗領
域２８を通じて不規則化領域２４内に深く打込むことに
よって形成される。電気的隔離ストリップ３０は、深い
打込みを妨げるために抵抗領域の中央部をマスクするこ
とにより、レーザ空洞２６に隣接してその両側に形成さ
れる。電気的隔離領域、即ちストリップ３０は、抵抗領
域２８に隣接してその両側に形成される。この打込みの
後、ストリップ３０は、接点層２０の上面に形成される
べきレーザ接点と加熱体接点との間を電気的に隔離す
る。
2 + イオンの打込みによって不規則化領域２４内に電気
的隔離ストリップ３０を形成し、抵抗領域２８の諸部分
を加熱体ストリップ３２として隔離する。電気的隔離ス
トリップ３０は、Ｈｅ+ またはＯ2 + イオンを、抵抗領
域２８を通じて不規則化領域２４内に深く打込むことに
よって形成される。電気的隔離ストリップ３０は、深い
打込みを妨げるために抵抗領域の中央部をマスクするこ
とにより、レーザ空洞２６に隣接してその両側に形成さ
れる。電気的隔離領域、即ちストリップ３０は、抵抗領
域２８に隣接してその両側に形成される。この打込みの
後、ストリップ３０は、接点層２０の上面に形成される
べきレーザ接点と加熱体接点との間を電気的に隔離す
る。
【００１７】抵抗領域を形成するための方法は、陽子
（Ｈｅ+ ）衝撃によってダイオードレーザ内に電気的隔
離領域を形成するのに通例用いられる方法と同様であ
る。差異は、電気的隔離のために行なわれる打込みの抵
抗率よりも小さい抵抗率を得るように抵抗領域打込みの
深さ及び用量が制御されることである。一般に、抵抗領
域打込みは数キロオームの抵抗を有し、隔離打込みは数
メグオームまたはそれ以上の抵抗を有す。即ち、抵抗領
域打込みは、隔離領域打込みに比べ、浅く、及び／又
は、イオンのエネルギーが低く、その用量が小さい。
（Ｈｅ+ ）衝撃によってダイオードレーザ内に電気的隔
離領域を形成するのに通例用いられる方法と同様であ
る。差異は、電気的隔離のために行なわれる打込みの抵
抗率よりも小さい抵抗率を得るように抵抗領域打込みの
深さ及び用量が制御されることである。一般に、抵抗領
域打込みは数キロオームの抵抗を有し、隔離打込みは数
メグオームまたはそれ以上の抵抗を有す。即ち、抵抗領
域打込みは、隔離領域打込みに比べ、浅く、及び／又
は、イオンのエネルギーが低く、その用量が小さい。
【００１８】標準のマスク手段または他の方法を用いて
接点層２０の上面２２上にＣｒ−ＡｕまたはＴｉ−Ｐｔ
−Ａｕの金属接点を形成する。これらの金属接点をレー
ザ接点または加熱体接点として用いる。レーザ接点３４
は各レーザ空洞２６と整合する。レーザ接点は、接点層
２０の非不規則化区域を横切って、そして該非不規則化
区の両側にある隣接の不規則化領域２４を横切って上面
２２上に延び、そして両側にある隣接の電気的隔離領域
３０を部分的に横切って延びる。各レーザ接点は別々
に、独立に、且つ個別的にレーザ空洞に接触する。
接点層２０の上面２２上にＣｒ−ＡｕまたはＴｉ−Ｐｔ
−Ａｕの金属接点を形成する。これらの金属接点をレー
ザ接点または加熱体接点として用いる。レーザ接点３４
は各レーザ空洞２６と整合する。レーザ接点は、接点層
２０の非不規則化区域を横切って、そして該非不規則化
区の両側にある隣接の不規則化領域２４を横切って上面
２２上に延び、そして両側にある隣接の電気的隔離領域
３０を部分的に横切って延びる。各レーザ接点は別々
に、独立に、且つ個別的にレーザ空洞に接触する。
【００１９】加熱体接点３６は各加熱体ストリップ３２
と整合する。加熱体接点は、加熱体ストリップ３２を横
切って上面２２上に延び、そして両側にある隣接の電気
的隔離領域３０を部分的に横切って延びる。各加熱体接
点は別々に、独立に、且つ個別的に加熱体ストリップに
接触する。電気的隔離領域３０は、上面２２に沿って部
分的に延びるレーザ接点３４及び加熱体接点３６を有し
ているが、レーザ接点及び加熱体接点は互いに電気的及
び機械的に隔離されている。
と整合する。加熱体接点は、加熱体ストリップ３２を横
切って上面２２上に延び、そして両側にある隣接の電気
的隔離領域３０を部分的に横切って延びる。各加熱体接
点は別々に、独立に、且つ個別的に加熱体ストリップに
接触する。電気的隔離領域３０は、上面２２に沿って部
分的に延びるレーザ接点３４及び加熱体接点３６を有し
ているが、レーザ接点及び加熱体接点は互いに電気的及
び機械的に隔離されている。
【００２０】レーザ接点及び加熱体接点は、高密度アレ
イの形成を容易にするために一般に矩形状であり、そし
て、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに沿い、レ
ーザ空洞２６と平行に、加熱体ストリップ３２と平行
に、且つ互いに平行に、縦に延びる。レーザ接点または
加熱体接点は、金属化マスク内に穴を作ることによって
形作られる。これら両接点は、１回の蒸着で同時に形成
することができる。
イの形成を容易にするために一般に矩形状であり、そし
て、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに沿い、レ
ーザ空洞２６と平行に、加熱体ストリップ３２と平行
に、且つ互いに平行に、縦に延びる。レーザ接点または
加熱体接点は、金属化マスク内に穴を作ることによって
形作られる。これら両接点は、１回の蒸着で同時に形成
することができる。
【００２１】各レーザ接点３４の下にある非不規則化接
点層２０は、整合しているレーザ空洞２６に低い電気抵
抗を与える。加熱体接点３６は加熱体ストリップ３２に
直接取り付けられ、電流を加熱体を直接通過させるよう
になっている。基体１２の下面３８もＡｕ／Ｇｅで金属
化されて基体接点４０を形成する。この基体接点は加熱
体接点及びレーザ接点に対するものであり、アースして
基準とすることができる。
点層２０は、整合しているレーザ空洞２６に低い電気抵
抗を与える。加熱体接点３６は加熱体ストリップ３２に
直接取り付けられ、電流を加熱体を直接通過させるよう
になっている。基体１２の下面３８もＡｕ／Ｇｅで金属
化されて基体接点４０を形成する。この基体接点は加熱
体接点及びレーザ接点に対するものであり、アースして
基準とすることができる。
【００２２】電流が、レーザ接点３４と基体接点４０と
の間でレーザ空洞２６に注入されて第２の閉込め層１８
及び第１の閉込め層１４ｐ−ｎ接合に順バイアス掛け
し、活性層１６をしてコヒーレントレーザビームを放射
させる。ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの非不規則化の第２の
閉込め層は前記ｐ−ｎ接合のｐ形閉込め層となり、ｎ形
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの非不規則化の第１の閉込め層はｎ
形閉込め層となる。
の間でレーザ空洞２６に注入されて第２の閉込め層１８
及び第１の閉込め層１４ｐ−ｎ接合に順バイアス掛け
し、活性層１６をしてコヒーレントレーザビームを放射
させる。ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの非不規則化の第２の
閉込め層は前記ｐ−ｎ接合のｐ形閉込め層となり、ｎ形
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの非不規則化の第１の閉込め層はｎ
形閉込め層となる。
【００２３】電流は、個別レーザダイオードのレーザ接
点３４、接点層２０の非不規則化区域、第２の閉込め層
１８の非不規則化区域、及び活性層１６の非不規則化区
域を通って注入され、次いで第１の閉込め層１４の非不
規則化区域内に広がって基体１２内に入り、基体接点４
０から出てゆく。基体またはアース接点はすべてのレー
ザダイオードに対して共通である。しかし、各レーザ空
洞はｐ−ｎ接合を有しており、この接合はそのレーザ接
点を介して他の接合とは別にバイアス掛けされる。各レ
ーザ接点はアースに対して正にバイアス掛けされるか
ら、電流は各レーザ接点からアースへ流れるだけであ
る。電気的隔離領域及び不規則化領域は、単一のレーザ
接点が隣のレーザ空洞をして光を放射させること、また
は、隣の加熱体ストリップをして熱を発生させることを
阻止する。アドレスされたレーザ接点と隣のレーザ接点
との間のどんな小さな電位差も隣のレーザ接点上の逆電
圧に対応するから、相異なるレーザ接点間に電流が流れ
るということはない。
点３４、接点層２０の非不規則化区域、第２の閉込め層
１８の非不規則化区域、及び活性層１６の非不規則化区
域を通って注入され、次いで第１の閉込め層１４の非不
規則化区域内に広がって基体１２内に入り、基体接点４
０から出てゆく。基体またはアース接点はすべてのレー
ザダイオードに対して共通である。しかし、各レーザ空
洞はｐ−ｎ接合を有しており、この接合はそのレーザ接
点を介して他の接合とは別にバイアス掛けされる。各レ
ーザ接点はアースに対して正にバイアス掛けされるか
ら、電流は各レーザ接点からアースへ流れるだけであ
る。電気的隔離領域及び不規則化領域は、単一のレーザ
接点が隣のレーザ空洞をして光を放射させること、また
は、隣の加熱体ストリップをして熱を発生させることを
阻止する。アドレスされたレーザ接点と隣のレーザ接点
との間のどんな小さな電位差も隣のレーザ接点上の逆電
圧に対応するから、相異なるレーザ接点間に電流が流れ
るということはない。
【００２４】光は半導体ダイオードレーザ構造１０の縁
から放射され、これは連続波またはパルスとなる。一般
に、レーザダイオード半導体構造１０は約１２ミリアン
ペアの動作電流を有し、出力は個別レーザ空洞２６当り
約５ミリワットである。電流は加熱体接点３６と基体接
点４０との間で注入され、加熱体ストリップ３２に熱を
発生させる。発生される熱は電圧に電流を乗じたものに
等しい。或いはまた、発生される熱は電流の自乗に加熱
体ストリップの抵抗の乗じたものに等しい。
から放射され、これは連続波またはパルスとなる。一般
に、レーザダイオード半導体構造１０は約１２ミリアン
ペアの動作電流を有し、出力は個別レーザ空洞２６当り
約５ミリワットである。電流は加熱体接点３６と基体接
点４０との間で注入され、加熱体ストリップ３２に熱を
発生させる。発生される熱は電圧に電流を乗じたものに
等しい。或いはまた、発生される熱は電流の自乗に加熱
体ストリップの抵抗の乗じたものに等しい。
【００２５】電流は、加熱体接点３６、加熱体ストリッ
プ３２及びｎ形不規則化領域２４を通って注入され、次
いで第１の閉込め層１４内に広がって基体１２内に入
り、基体接点４０から出てゆく。基体またはアース接点
はすべての加熱体ストリップに対して共通である。各加
熱体接点はアースに対して正にバイアス掛けされるか
ら、電流は各加熱体接点からアースへ流れるだけであ
る。電気的隔離領域及び不規則化領域は、単一の加熱体
接点が隣の加熱体ストリップをして光を放射させるこ
と、または、隣のレーザ空洞をして光を放射させること
を阻止する。
プ３２及びｎ形不規則化領域２４を通って注入され、次
いで第１の閉込め層１４内に広がって基体１２内に入
り、基体接点４０から出てゆく。基体またはアース接点
はすべての加熱体ストリップに対して共通である。各加
熱体接点はアースに対して正にバイアス掛けされるか
ら、電流は各加熱体接点からアースへ流れるだけであ
る。電気的隔離領域及び不規則化領域は、単一の加熱体
接点が隣の加熱体ストリップをして光を放射させるこ
と、または、隣のレーザ空洞をして光を放射させること
を阻止する。
【００２６】図１において、相隣るレーザ空洞２６は１
０ミクロンの間隔４２をおいて対称的に間隔配置されて
いる。相隣る加熱体ストリップ３２は１０ミクロンの間
隔４４をおいて対称的に間隔配置されている。相隣るレ
ーザ空洞及び加熱体ストリップは５ミクロンの間隔４６
をおいて対称的に間隔配置されている。レーザ空洞２６
の両側にある相隣る加熱体ストリップ３２の対称的間隔
により、各レーザ空洞の両側において加熱が行なわれ
る。加熱体ストリップ３２の抵抗領域２８は有限の電気
抵抗を有す。従って、電流が加熱体ストリップを流れる
ときに熱が発生される。
０ミクロンの間隔４２をおいて対称的に間隔配置されて
いる。相隣る加熱体ストリップ３２は１０ミクロンの間
隔４４をおいて対称的に間隔配置されている。相隣るレ
ーザ空洞及び加熱体ストリップは５ミクロンの間隔４６
をおいて対称的に間隔配置されている。レーザ空洞２６
の両側にある相隣る加熱体ストリップ３２の対称的間隔
により、各レーザ空洞の両側において加熱が行なわれ
る。加熱体ストリップ３２の抵抗領域２８は有限の電気
抵抗を有す。従って、電流が加熱体ストリップを流れる
ときに熱が発生される。
【００２７】即ち、電流が加熱体ストリップ３２を通っ
て流れると、熱が発生され、そしてｎ形不規則化領域２
４を通って外へ広がる。加熱体接点３６は相隣る対とな
ってアドレスされるのみであるから、相隣る加熱体スト
リップ３２はレーザ空洞２６を加熱し、この空洞はコヒ
ーレント光ビームを放射する。この方法は、広く間隔を
開けて、またはもっと小さい間隔を開けて配置されてい
る幅１ミクロンのストライプレーザであるレーザに対し
て用いることができ、幅１ミクロンの不規則化領域は５
ミクロンよりも小さい間隔を可能にする。
て流れると、熱が発生され、そしてｎ形不規則化領域２
４を通って外へ広がる。加熱体接点３６は相隣る対とな
ってアドレスされるのみであるから、相隣る加熱体スト
リップ３２はレーザ空洞２６を加熱し、この空洞はコヒ
ーレント光ビームを放射する。この方法は、広く間隔を
開けて、またはもっと小さい間隔を開けて配置されてい
る幅１ミクロンのストライプレーザであるレーザに対し
て用いることができ、幅１ミクロンの不規則化領域は５
ミクロンよりも小さい間隔を可能にする。
【００２８】図２に示すように、相隣る２つの加熱体ス
トリップ３２が、熱的安定ダイオードレーザ構造１０の
レーザ空洞２６の側面に沿って作られている。抵抗領域
及び非不規則化領域と同じように、加熱体ストリップ３
２は、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに沿い、
レーザ空洞２６と平行に延びる。レーザ空洞を通って電
流が流れて光が放射されると（レーザダイオードはオ
ン）、相隣るレーザストリップ内の電流はゼロに減少す
る。レーザ空洞に対する電流がゼロに減少すると（レー
ザダイオードはオフ）、相隣る加熱体ストリップを通っ
て電流が流れる。レーザ空洞を通って流れる電流がない
ときに相隣る加熱体ストリップを通って流れる電流の量
は、レーザ空洞内の温度を、光放射最中にあったのと同
じ値に保持するのに十分な熱を発生するのに必要な量と
なるように正確に設定される。この温度は、ダイオード
レーザがオンとなっている時間の長短とは無関係に、ま
たはダイオードレーザがオフとなっている時間の長短と
は無関係に、レーザ空洞内で一定に保持される。従っ
て、レーザ空洞は一定温度に保持され、レーザ空洞から
放射されるパワー及び放射の波長はデータとは無関係に
一定になっている。
トリップ３２が、熱的安定ダイオードレーザ構造１０の
レーザ空洞２６の側面に沿って作られている。抵抗領域
及び非不規則化領域と同じように、加熱体ストリップ３
２は、半導体ダイオードレーザ構造１０の長さに沿い、
レーザ空洞２６と平行に延びる。レーザ空洞を通って電
流が流れて光が放射されると（レーザダイオードはオ
ン）、相隣るレーザストリップ内の電流はゼロに減少す
る。レーザ空洞に対する電流がゼロに減少すると（レー
ザダイオードはオフ）、相隣る加熱体ストリップを通っ
て電流が流れる。レーザ空洞を通って流れる電流がない
ときに相隣る加熱体ストリップを通って流れる電流の量
は、レーザ空洞内の温度を、光放射最中にあったのと同
じ値に保持するのに十分な熱を発生するのに必要な量と
なるように正確に設定される。この温度は、ダイオード
レーザがオンとなっている時間の長短とは無関係に、ま
たはダイオードレーザがオフとなっている時間の長短と
は無関係に、レーザ空洞内で一定に保持される。従っ
て、レーザ空洞は一定温度に保持され、レーザ空洞から
放射されるパワー及び放射の波長はデータとは無関係に
一定になっている。
【００２９】レーザ空洞に対する電流がゼロに減少した
ときに（レーザダイオードはオフ）、画素時間中、活性
領域の温度を保持するためには、相隣る加熱体ストリッ
プは、レーザ空洞から失われた熱をもとに戻すのに十分
なエネルギーだけを供給することが必要である。レーザ
空洞の温度は１００ナノ秒の時間でほぼ１℃低下する。
レーザ空洞の温度を１℃だけ高くするためには、レーザ
空洞に隣接する半導体材料の２つの半円筒を加熱するこ
とが必要である。
ときに（レーザダイオードはオフ）、画素時間中、活性
領域の温度を保持するためには、相隣る加熱体ストリッ
プは、レーザ空洞から失われた熱をもとに戻すのに十分
なエネルギーだけを供給することが必要である。レーザ
空洞の温度は１００ナノ秒の時間でほぼ１℃低下する。
レーザ空洞の温度を１℃だけ高くするためには、レーザ
空洞に隣接する半導体材料の２つの半円筒を加熱するこ
とが必要である。
【００３０】計算において使用される半円筒を１つの加
熱体ストリップの中央に配置する。このストリップは相
隣る２つのレーザ空洞の半分を加熱する。従って、多重
レーザ構造に対しては両方向の熱の流れを利用する。単
一レーザ構造または端部レーザに対しては、各円筒から
の熱の半分が無駄になる。この計算は各半円筒に対する
ものである。
熱体ストリップの中央に配置する。このストリップは相
隣る２つのレーザ空洞の半分を加熱する。従って、多重
レーザ構造に対しては両方向の熱の流れを利用する。単
一レーザ構造または端部レーザに対しては、各円筒から
の熱の半分が無駄になる。この計算は各半円筒に対する
ものである。
【００３１】図１及び図２の寸法ならびに長さ２５０ミ
クロンの熱的安定ダイオードレーザ構造に対しては、各
加熱体ストリップによって加熱されるべき材料の体積は
9.８×１０-9cm3 である。（レーザの間隔を１０ミクロ
ンとしてある。そこで、加熱体ストリップの中央に配置
されて隣のレーザ空洞の中心へ延びた円筒の半径は５ミ
クロンとなる。半円筒の体積はｎ×Ｒ2 ×２５０ミクロ
ン／２となる。）0.０７６３６カロリー／グラム・度の
比熱及び3.６ｇ／cm3 の密度を有するＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓに対しては、１００ナノ秒間の１℃の温度上昇に
は１１３ミリワット（ｍＷ）が必要である。この入力
は、加熱体ストリップにおける1.１３ｋΩの抵抗に対す
る１０ミリアンペア（ｍＡ）の電流により、または、加
熱体ストリップにおける1.１３Ωの抵抗に対する１００
ｍＡの電流によって供給することができる。いずれの値
も加熱体ストリップから得るのに妥当な値である。
クロンの熱的安定ダイオードレーザ構造に対しては、各
加熱体ストリップによって加熱されるべき材料の体積は
9.８×１０-9cm3 である。（レーザの間隔を１０ミクロ
ンとしてある。そこで、加熱体ストリップの中央に配置
されて隣のレーザ空洞の中心へ延びた円筒の半径は５ミ
クロンとなる。半円筒の体積はｎ×Ｒ2 ×２５０ミクロ
ン／２となる。）0.０７６３６カロリー／グラム・度の
比熱及び3.６ｇ／cm3 の密度を有するＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓに対しては、１００ナノ秒間の１℃の温度上昇に
は１１３ミリワット（ｍＷ）が必要である。この入力
は、加熱体ストリップにおける1.１３ｋΩの抵抗に対す
る１０ミリアンペア（ｍＡ）の電流により、または、加
熱体ストリップにおける1.１３Ωの抵抗に対する１００
ｍＡの電流によって供給することができる。いずれの値
も加熱体ストリップから得るのに妥当な値である。
【００３２】図３において、熱的安定ダイオードレーザ
構造４８は、図１の抵抗領域２８が図３においては拡散
領域５０で置き換えられて不規則化領域５２とのｐ−ｎ
接合を形成しているという点を除き、図１の熱的安定ダ
イオードレーザ構造１０と同様な構造である。即ち、熱
的安定ダイオードレーザ構造４８は、ｎ形ＧａＡｓの基
体５４と、その上にエピタキシャル堆積されたｎ形Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉込め層５６と、レーザ光発生
条件の下で光波の発生及び伝播を提供するためのドープ
なしＧａＡｓの活性層５８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
（ｘ＝ｙまたはｘ≠ｙ）の第２の閉込め層６０と、ｐ形
ＧａＡｓの接点層６２とを備えている。
構造４８は、図１の抵抗領域２８が図３においては拡散
領域５０で置き換えられて不規則化領域５２とのｐ−ｎ
接合を形成しているという点を除き、図１の熱的安定ダ
イオードレーザ構造１０と同様な構造である。即ち、熱
的安定ダイオードレーザ構造４８は、ｎ形ＧａＡｓの基
体５４と、その上にエピタキシャル堆積されたｎ形Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉込め層５６と、レーザ光発生
条件の下で光波の発生及び伝播を提供するためのドープ
なしＧａＡｓの活性層５８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
（ｘ＝ｙまたはｘ≠ｙ）の第２の閉込め層６０と、ｐ形
ＧａＡｓの接点層６２とを備えている。
【００３３】ｎ形不純物誘発不規則化領域５２が、熱的
安定ダイオードレーザ構造４８内に形成され、接点層６
２、第２の閉込め層６０、及び活性層５８の諸部分を貫
通し、そして第１の閉込め層５６内に部分的に延びる。
ｎ形不純物誘発不規則化段階が終わったら、レーザ構造
の諸領域を諸半導体層内への不純物原子の拡散にさらす
開口部を有する第２のＳｉ3 Ｎ4 マスクを接点層６２の
上面６４に形成する。この第２のマスクは、接点層６２
の非不規則化領域から対称的に間隔をおいているｎ形不
純物誘発不規則化領域５２の中央にある細い領域を露出
させる。
安定ダイオードレーザ構造４８内に形成され、接点層６
２、第２の閉込め層６０、及び活性層５８の諸部分を貫
通し、そして第１の閉込め層５６内に部分的に延びる。
ｎ形不純物誘発不規則化段階が終わったら、レーザ構造
の諸領域を諸半導体層内への不純物原子の拡散にさらす
開口部を有する第２のＳｉ3 Ｎ4 マスクを接点層６２の
上面６４に形成する。この第２のマスクは、接点層６２
の非不規則化領域から対称的に間隔をおいているｎ形不
純物誘発不規則化領域５２の中央にある細い領域を露出
させる。
【００３４】高濃度の亜鉛のようなｐ形不純物ドープ剤
を、第２のマスクによって露出させられたレーザ構造の
諸領域に選択的に拡散させる。この亜鉛の拡散は、約６
５０℃の比較的低い温度で、半密封黒鉛ボートのような
排気した加熱器内で行なう。この加熱器は、適切な拡散
源及びひ素源を包含しており、ｎ形不純物誘発不規則化
領域５２に部分的に浸透するのに十分な長い時間、例え
ば約１時間にわたって保持され、深さ１ミクロンの拡散
にわたるｐ形拡散領域５０を形成する。ｐ形拡散領域５
０は中心対称形になっており、完全にｎ形不規則化領域
５２内にある。
を、第２のマスクによって露出させられたレーザ構造の
諸領域に選択的に拡散させる。この亜鉛の拡散は、約６
５０℃の比較的低い温度で、半密封黒鉛ボートのような
排気した加熱器内で行なう。この加熱器は、適切な拡散
源及びひ素源を包含しており、ｎ形不純物誘発不規則化
領域５２に部分的に浸透するのに十分な長い時間、例え
ば約１時間にわたって保持され、深さ１ミクロンの拡散
にわたるｐ形拡散領域５０を形成する。ｐ形拡散領域５
０は中心対称形になっており、完全にｎ形不規則化領域
５２内にある。
【００３５】Ｂｅ及びＭｇのような他のｐ形不純物ドー
プ剤は種々の層を通って亜鉛ほどに速くは拡散しない。
これは一つの利点であり、ｐ形不純物ドープ剤が拡散す
る深さをよりよく制御することができる。この拡散を、
不規則化段階の完了近くで行ない、ｐ形拡散最中の追加
の不規則化を避けるようにすることができる。この拡散
段階は、不規則化領域の導電形をｐ形からｎ形へ変換す
るだけのものである。
プ剤は種々の層を通って亜鉛ほどに速くは拡散しない。
これは一つの利点であり、ｐ形不純物ドープ剤が拡散す
る深さをよりよく制御することができる。この拡散を、
不規則化段階の完了近くで行ない、ｐ形拡散最中の追加
の不規則化を避けるようにすることができる。この拡散
段階は、不規則化領域の導電形をｐ形からｎ形へ変換す
るだけのものである。
【００３６】電気的隔離領域６６を、上面６４を貫通し
てｎ形不規則化領域内に、ｐ形拡散領域５０に隣接して
形成する。熱的安定ダイオードレーザ構造４８内のｎ形
不規則化領域５２相互間に、第２の閉込め層６０の非不
規則化区域、活性層５８、及び第１の閉込め層５６から
なるレーザ空洞６８がある。
てｎ形不規則化領域内に、ｐ形拡散領域５０に隣接して
形成する。熱的安定ダイオードレーザ構造４８内のｎ形
不規則化領域５２相互間に、第２の閉込め層６０の非不
規則化区域、活性層５８、及び第１の閉込め層５６から
なるレーザ空洞６８がある。
【００３７】レーザ接点７０を、上面６４上に、各ダイ
オードレーザ空洞６８と整合させて形成する。加熱体接
点７２を、ｐ形拡散領域５０の上面上に、各ｐ形拡散領
域と整合させて形成する。電気的隔離領域６６は相隣る
レーザ接点と加熱体接点とを電気的及び機械的に隔離す
る。基体接点７４を基体５４の下面７６上に形成する。
オードレーザ空洞６８と整合させて形成する。加熱体接
点７２を、ｐ形拡散領域５０の上面上に、各ｐ形拡散領
域と整合させて形成する。電気的隔離領域６６は相隣る
レーザ接点と加熱体接点とを電気的及び機械的に隔離す
る。基体接点７４を基体５４の下面７６上に形成する。
【００３８】電流は、レーザ接点７０と基体接点７４と
の間でレーザ空洞６８に注入されて、第２の閉込め層６
０と第１の閉込め層５６とのｐ−ｎ接合に順バイアス掛
けし、活性層５８をしてコヒーレント光ビームを放射さ
せる。ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの非不規則化の第２の閉
込め層はｐ−ｎ接合のｐ形閉込め層となり、ｎ形Ａｌ x
Ｇａ1-x Ａｓの非不規則化の第１の閉込め層はｎ形閉込
め層となる。
の間でレーザ空洞６８に注入されて、第２の閉込め層６
０と第１の閉込め層５６とのｐ−ｎ接合に順バイアス掛
けし、活性層５８をしてコヒーレント光ビームを放射さ
せる。ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの非不規則化の第２の閉
込め層はｐ−ｎ接合のｐ形閉込め層となり、ｎ形Ａｌ x
Ｇａ1-x Ａｓの非不規則化の第１の閉込め層はｎ形閉込
め層となる。
【００３９】電流は、レーザ接点７０、接点層６２の非
不規則化区域、第２の閉込め層６０の非不規則化区域、
及び個別のダイオードレーザの活性層５８の非不規則化
区域を通って注入され、そして第１の閉込め層５６の非
不規則化区域に広がって基体５４内に入り、基体接点７
４から出てゆく。基体接点またはアース接点は全てのレ
ーザ空洞に共通である。
不規則化区域、第２の閉込め層６０の非不規則化区域、
及び個別のダイオードレーザの活性層５８の非不規則化
区域を通って注入され、そして第１の閉込め層５６の非
不規則化区域に広がって基体５４内に入り、基体接点７
４から出てゆく。基体接点またはアース接点は全てのレ
ーザ空洞に共通である。
【００４０】電流は、加熱体接点７２と基体接点７４と
の間で注入され、拡散領域５０と第１の不規則化領域５
２とのｐ−ｎ接合に順バイアス掛けして熱を発生させ
る。ｐ形拡散領域５０とｎ形不規則化領域５２との間の
ｐ−ｎ接合は加熱体ストリップ７８を構成する。電流
は、加熱体接点７２、ｐ形拡散領域５０、及びｎ形不規
則化領域５２を通って注入され、そして第１の閉込め層
５６内に広がって基体５４内に入り、基体接点７４から
出てゆく。
の間で注入され、拡散領域５０と第１の不規則化領域５
２とのｐ−ｎ接合に順バイアス掛けして熱を発生させ
る。ｐ形拡散領域５０とｎ形不規則化領域５２との間の
ｐ−ｎ接合は加熱体ストリップ７８を構成する。電流
は、加熱体接点７２、ｐ形拡散領域５０、及びｎ形不規
則化領域５２を通って注入され、そして第１の閉込め層
５６内に広がって基体５４内に入り、基体接点７４から
出てゆく。
【００４１】図１及び図２の熱的安定ダイオードレーザ
構造１０と同じように、図３の熱的安定ダイオードレー
ザ構造４８においては、相隣るレーザ空洞６８は対称的
に間隔配置され、相隣る加熱体ストリップ７８は対称的
に間隔配置され、相隣るレーザ空洞及び加熱体ストリッ
プの対は対称的に間隔配置されている。レーザ空洞６８
の両側にある相隣る加熱体ストリップ７８の対称的間隔
により、各レーザ空洞の両側において加熱が行なわれ
る。図２と同じように、加熱体ストリップ７８は、半導
体ダイオードレーザ構造４８の長さに沿ってレーザ空洞
６８と平行に縦に延びる。電流が加熱体ストリップのｐ
−ｎ接合を通って注入されると、熱が発生され、ｎ形不
規則化領域５２を通って広がる。加熱体接点７２は相隣
る対としてアドレスされるのみであるので、相隣る加熱
体ストリップ７８は該加熱体ストリップの間の非不規則
化活性層５８を加熱し、コヒーレント光ビームを放射さ
せる。
構造１０と同じように、図３の熱的安定ダイオードレー
ザ構造４８においては、相隣るレーザ空洞６８は対称的
に間隔配置され、相隣る加熱体ストリップ７８は対称的
に間隔配置され、相隣るレーザ空洞及び加熱体ストリッ
プの対は対称的に間隔配置されている。レーザ空洞６８
の両側にある相隣る加熱体ストリップ７８の対称的間隔
により、各レーザ空洞の両側において加熱が行なわれ
る。図２と同じように、加熱体ストリップ７８は、半導
体ダイオードレーザ構造４８の長さに沿ってレーザ空洞
６８と平行に縦に延びる。電流が加熱体ストリップのｐ
−ｎ接合を通って注入されると、熱が発生され、ｎ形不
規則化領域５２を通って広がる。加熱体接点７２は相隣
る対としてアドレスされるのみであるので、相隣る加熱
体ストリップ７８は該加熱体ストリップの間の非不規則
化活性層５８を加熱し、コヒーレント光ビームを放射さ
せる。
【００４２】電流がレーザ空洞を通って流れて光を放射
させると（ダイオードレーザはオン）、隣の加熱体スト
リップ内の電流はゼロに減少する。レーザ空洞に対する
電流がゼロに減少すると（ダイオードレーザはオフ）、
隣の加熱体ストリップを通って電流が流れる。レーザ空
洞を通って流れる電流がないときに隣の加熱体ストリッ
プを通って流れる電流の量は、レーザ空洞内の温度を一
定に保持するのに十分な熱を発生するのに必要な量に正
確に設定される。従って、レーザ空洞は一定温度に保持
され、放射されるパワー及び放射の波長はデータとは無
関係に一定になっている。
させると（ダイオードレーザはオン）、隣の加熱体スト
リップ内の電流はゼロに減少する。レーザ空洞に対する
電流がゼロに減少すると（ダイオードレーザはオフ）、
隣の加熱体ストリップを通って電流が流れる。レーザ空
洞を通って流れる電流がないときに隣の加熱体ストリッ
プを通って流れる電流の量は、レーザ空洞内の温度を一
定に保持するのに十分な熱を発生するのに必要な量に正
確に設定される。従って、レーザ空洞は一定温度に保持
され、放射されるパワー及び放射の波長はデータとは無
関係に一定になっている。
【００４３】レーザ空洞に対する電流がゼロに減少する
ときに（ダイオードレーザはオフ）画素時間中の活性領
域の温度を保持するには、隣の加熱体ストリップが、該
レーザ空洞から失われた熱をもとへ戻すのに十分なエネ
ルギーだけを供給することが必要である。温度は１００
ナノ秒でほぼ１℃低下する。この半導体材料の温度を１
℃だけ高くするには、レーザ空洞に隣接する半導体材料
の２つの半円筒を加熱することが必要である。各ｐ−ｎ
接合によって発生される熱は、（その電流）×〔（接合
上の電圧）＋（その内部直列抵抗）〕によって与えられ
る。図１及び図２における熱的安定ダイオードレーザ構
造１０におけると同じ条件に対し、図３の熱的安定ダイ
オードレーザ構造４８のｐ−ｎ接合は、１０オームの内
部抵抗と直列の1.８ボルトの電圧をもって、１℃の温度
変動を４９ミリアンペア（ｍＡ）の電流で補償する。
ときに（ダイオードレーザはオフ）画素時間中の活性領
域の温度を保持するには、隣の加熱体ストリップが、該
レーザ空洞から失われた熱をもとへ戻すのに十分なエネ
ルギーだけを供給することが必要である。温度は１００
ナノ秒でほぼ１℃低下する。この半導体材料の温度を１
℃だけ高くするには、レーザ空洞に隣接する半導体材料
の２つの半円筒を加熱することが必要である。各ｐ−ｎ
接合によって発生される熱は、（その電流）×〔（接合
上の電圧）＋（その内部直列抵抗）〕によって与えられ
る。図１及び図２における熱的安定ダイオードレーザ構
造１０におけると同じ条件に対し、図３の熱的安定ダイ
オードレーザ構造４８のｐ−ｎ接合は、１０オームの内
部抵抗と直列の1.８ボルトの電圧をもって、１℃の温度
変動を４９ミリアンペア（ｍＡ）の電流で補償する。
【００４４】この熱的安定ダイオードレーザのＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ半導体構造に対しては、そのｐ−ｎ接合
は、これを間接的となすのに十分なＡｌ組成をもつＡｌ
ＧａＡｓ内に形成される。この接合を通過する事実上全
ての電流は熱を発生するので、この間接的材料はこの場
合に特に有利である。間接的とは、帯域から帯域への遷
移が非放射的にのみ発生する、即ち、自然に放射される
光はない、ということを意味する。従って、全ての電子
及び正孔は、そのエネルギーを放射光なしの熱の形で放
出することによって再結合する。
／ＡｌＧａＡｓ半導体構造に対しては、そのｐ−ｎ接合
は、これを間接的となすのに十分なＡｌ組成をもつＡｌ
ＧａＡｓ内に形成される。この接合を通過する事実上全
ての電流は熱を発生するので、この間接的材料はこの場
合に特に有利である。間接的とは、帯域から帯域への遷
移が非放射的にのみ発生する、即ち、自然に放射される
光はない、ということを意味する。従って、全ての電子
及び正孔は、そのエネルギーを放射光なしの熱の形で放
出することによって再結合する。
【００４５】加熱体ストリップ電流とレーザ空洞の活性
領域の発熱との間の時間的遅延を小さくするには、熱源
を活性領域にできるだけ近付けるべきである。このこと
はまた、発熱状態に保持することが必要である半導体材
料の量を最小にする。従って、このｐ−ｎ接合は抵抗領
域に比べて有利である。即ち、熱が発生される接合は表
面の下にあり、従ってレーザ空洞により近いからであ
る。
領域の発熱との間の時間的遅延を小さくするには、熱源
を活性領域にできるだけ近付けるべきである。このこと
はまた、発熱状態に保持することが必要である半導体材
料の量を最小にする。従って、このｐ−ｎ接合は抵抗領
域に比べて有利である。即ち、熱が発生される接合は表
面の下にあり、従ってレーザ空洞により近いからであ
る。
【００４６】図４の熱的安定ダイオードレーザ構造９０
の上面８８において、加熱体接点８０及びレーザ接点８
２は相互差し込み配置され、加熱体接点フィンガ８４は
レーザ接点フィンガ８６と交番している。加熱体接点フ
ィンガとレーザ接点フィンガとの相互差し込み配置はか
み合い接点とも呼ばれる。加熱体接点フィンガ８４は加
熱体接点８０から外方へ延びる。レーザ接点８２は加熱
体接点８０を取り巻き、レーザ接点フィンガ８６はレー
ザ接点から内方へ延びて加熱体接点フィンガ８４と相互
差し込み配置される。電気的隔離領域９２が加熱体接点
８０とレーザ接点８２とを互いに電気的及び機械的に隔
離する。
の上面８８において、加熱体接点８０及びレーザ接点８
２は相互差し込み配置され、加熱体接点フィンガ８４は
レーザ接点フィンガ８６と交番している。加熱体接点フ
ィンガとレーザ接点フィンガとの相互差し込み配置はか
み合い接点とも呼ばれる。加熱体接点フィンガ８４は加
熱体接点８０から外方へ延びる。レーザ接点８２は加熱
体接点８０を取り巻き、レーザ接点フィンガ８６はレー
ザ接点から内方へ延びて加熱体接点フィンガ８４と相互
差し込み配置される。電気的隔離領域９２が加熱体接点
８０とレーザ接点８２とを互いに電気的及び機械的に隔
離する。
【００４７】図５は図４の熱的安定ダイオードレーザ構
造９０のレーザ接点フィンガ８６のＡ−Ａ線に沿う横断
面図である。図５の熱的安定ダイオードレーザ構造９０
は、図１の抵抗層、即ち領域２８及びその結果の加熱体
ストリップ３２が熱的安定ダイオードレーザ構造９０の
この区域内にレーザ接点８４の下に打込み形成されてな
いという点を除き、図１の熱的安定ダイオードレーザ構
造１０と同構造である。即ち、熱的安定ダイオードレー
ザ構造９０は、ｎ形ＧａＡｓの基体９４と、ｎ形Ａｌx
Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉込め層９６と、レーザ光発生条
件の下で光波を発生及び伝播させるためのドープなしＧ
ａＡｓの活性層９８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ｘ＝
ｙまたはｘ≠ｙ）の第２の閉込め層１００と、ｐ形Ｇａ
Ａｓの接点層１０２と、ｎ形不純物不規則化領域１０４
と、電気的隔離領域９２と、レーザ接点８２のレーザ接
点フィンガ８６と、基体接点１０６と、レーザ空洞１０
８とを備えており、これらは前述のようにして形成され
る。
造９０のレーザ接点フィンガ８６のＡ−Ａ線に沿う横断
面図である。図５の熱的安定ダイオードレーザ構造９０
は、図１の抵抗層、即ち領域２８及びその結果の加熱体
ストリップ３２が熱的安定ダイオードレーザ構造９０の
この区域内にレーザ接点８４の下に打込み形成されてな
いという点を除き、図１の熱的安定ダイオードレーザ構
造１０と同構造である。即ち、熱的安定ダイオードレー
ザ構造９０は、ｎ形ＧａＡｓの基体９４と、ｎ形Ａｌx
Ｇａ1-x Ａｓの第１の閉込め層９６と、レーザ光発生条
件の下で光波を発生及び伝播させるためのドープなしＧ
ａＡｓの活性層９８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ｘ＝
ｙまたはｘ≠ｙ）の第２の閉込め層１００と、ｐ形Ｇａ
Ａｓの接点層１０２と、ｎ形不純物不規則化領域１０４
と、電気的隔離領域９２と、レーザ接点８２のレーザ接
点フィンガ８６と、基体接点１０６と、レーザ空洞１０
８とを備えており、これらは前述のようにして形成され
る。
【００４８】ｎ形不純物誘発不規則化領域１０４は、接
点層１０２、第２の閉込め層１００、及び活性層９８の
諸部分を通って延び、そして第１の閉込め層９６内に部
分的に延びる。ｎ形不規則化領域１０４相互間には、第
２の閉込め層１００、活性層９８、及び第１の閉込め層
９６の非不規則化区域から成るレーザ空洞１０８があ
る。電気的隔離領域９２が、上面を通ってｎ形不規則化
領域１０４内に、非不規則化接点層１０２に隣接して形
成され、レーザ接点８２は相隣る電気的隔離領域９２間
に非不規則化接点層１０２を横切って延びる。
点層１０２、第２の閉込め層１００、及び活性層９８の
諸部分を通って延び、そして第１の閉込め層９６内に部
分的に延びる。ｎ形不規則化領域１０４相互間には、第
２の閉込め層１００、活性層９８、及び第１の閉込め層
９６の非不規則化区域から成るレーザ空洞１０８があ
る。電気的隔離領域９２が、上面を通ってｎ形不規則化
領域１０４内に、非不規則化接点層１０２に隣接して形
成され、レーザ接点８２は相隣る電気的隔離領域９２間
に非不規則化接点層１０２を横切って延びる。
【００４９】電流はレーザ接点８２と基体接点１０６と
の間でレーザ空洞１０８内に注入されて第２の閉込め層
１００及び第１の閉込め層９６のｐ−ｎ接合に順バイア
ス掛けし、活性層９８をしてコヒーレントレーザビーム
を放射させる。電流は、個別レーザダイオードのレーザ
接点８２、接点層１０２の非不規則化区域、第２の閉込
め層１００の非不規則化区域、及び活性層９８の非不規
則化区域を通って注入され、次いで第１の閉込め層９６
の非不規則化区域内に広がって基体９４内に入り、基体
接点１０６から出てゆく。基体またはアース接点は全て
のレーザ空洞に対して共通である。
の間でレーザ空洞１０８内に注入されて第２の閉込め層
１００及び第１の閉込め層９６のｐ−ｎ接合に順バイア
ス掛けし、活性層９８をしてコヒーレントレーザビーム
を放射させる。電流は、個別レーザダイオードのレーザ
接点８２、接点層１０２の非不規則化区域、第２の閉込
め層１００の非不規則化区域、及び活性層９８の非不規
則化区域を通って注入され、次いで第１の閉込め層９６
の非不規則化区域内に広がって基体９４内に入り、基体
接点１０６から出てゆく。基体またはアース接点は全て
のレーザ空洞に対して共通である。
【００５０】図６は、図４の熱的安定ダイオードレーザ
構造９０の加熱体接点フィンガ８４のＢ−Ｂ線に沿う横
断面図である。図６の熱的安定ダイオードレーザ構造９
０は、ｎ形不純物不規則化領域１０４が図６においては
抵抗層１１０に隣接して形成され、その結果の加熱体ス
トリップ１１２が図１とは異なってレーザ空洞と整合し
ているという点を除き、図１の熱的安定ダイオードレー
ザ構造１０と同構造である。即ち、図１においては、抵
抗層２８はｎ形不規則化領域２４内に打込まれ、従って
加熱体ストリップ３２はレーザ空洞と整合していない。
構造９０の加熱体接点フィンガ８４のＢ−Ｂ線に沿う横
断面図である。図６の熱的安定ダイオードレーザ構造９
０は、ｎ形不純物不規則化領域１０４が図６においては
抵抗層１１０に隣接して形成され、その結果の加熱体ス
トリップ１１２が図１とは異なってレーザ空洞と整合し
ているという点を除き、図１の熱的安定ダイオードレー
ザ構造１０と同構造である。即ち、図１においては、抵
抗層２８はｎ形不規則化領域２４内に打込まれ、従って
加熱体ストリップ３２はレーザ空洞と整合していない。
【００５１】即ち、図６の熱的安定ダイオードレーザ構
造９０は、ｎ形ＧａＡｓの基体９４と、ｎ形Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓの第１の閉込め層９６、レーザ光発生条件の下
で光波を発生及び伝播させるためのドープなしＧａＡｓ
の活性層９８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ｘ＝ｙまた
はｘ≠ｙ）の第２の閉込め層１００と、ｐ形ＧａＡｓの
接点層１０２と、抵抗層１１０と、ｎ形不純物不規則化
領域１０４と、加熱体ストリップ１１２と、電気的隔離
領域９２と、レーザ接点８０のレーザ接点フィンガ８４
と、基体接点１０６とを備えており、これらは前述のよ
うにして形成される。
造９０は、ｎ形ＧａＡｓの基体９４と、ｎ形Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓの第１の閉込め層９６、レーザ光発生条件の下
で光波を発生及び伝播させるためのドープなしＧａＡｓ
の活性層９８と、ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ（ｘ＝ｙまた
はｘ≠ｙ）の第２の閉込め層１００と、ｐ形ＧａＡｓの
接点層１０２と、抵抗層１１０と、ｎ形不純物不規則化
領域１０４と、加熱体ストリップ１１２と、電気的隔離
領域９２と、レーザ接点８０のレーザ接点フィンガ８４
と、基体接点１０６とを備えており、これらは前述のよ
うにして形成される。
【００５２】ｎ形不純物誘発不規則化領域１０４は、接
点層１０２、第２の閉込め層１００、及び活性層９８の
諸部分を通って延び、そして第１の閉込め層９６内に部
分的に延びる。抵抗層１１０は、接点層１０２の非不規
則化区域を通って打込まれ、そして、相隣るｎ形不純物
不規則化領域１０４の間の第２の閉込め層１００の非不
規則化区域を部分的に通り、領域１０４内に部分的に延
びる。電気的隔離領域９２は抵抗層の端部において相隣
るｎ形不純物不規則化領域１０４内に打込まれ、相隣る
電気的隔離領域９２間に加熱体ストリップ１１２を形成
する。
点層１０２、第２の閉込め層１００、及び活性層９８の
諸部分を通って延び、そして第１の閉込め層９６内に部
分的に延びる。抵抗層１１０は、接点層１０２の非不規
則化区域を通って打込まれ、そして、相隣るｎ形不純物
不規則化領域１０４の間の第２の閉込め層１００の非不
規則化区域を部分的に通り、領域１０４内に部分的に延
びる。電気的隔離領域９２は抵抗層の端部において相隣
るｎ形不純物不規則化領域１０４内に打込まれ、相隣る
電気的隔離領域９２間に加熱体ストリップ１１２を形成
する。
【００５３】電流は加熱体接点８０と基体接点１０６と
の間で注入され、加熱体ストリップ１１２をして熱を発
生させる。電流は、加熱体接点８０、加熱体ストリップ
１１２、第２の閉込め層１００の非不規則化区域、及び
活性層９８の非不規則化区域を通って注入され、次いで
第１の閉込め層９６内に広がって基体９４内に入り、基
体接点１０６から出てゆく。基体またはアース接点は全
ての加熱体ストリップに対して共通である。
の間で注入され、加熱体ストリップ１１２をして熱を発
生させる。電流は、加熱体接点８０、加熱体ストリップ
１１２、第２の閉込め層１００の非不規則化区域、及び
活性層９８の非不規則化区域を通って注入され、次いで
第１の閉込め層９６内に広がって基体９４内に入り、基
体接点１０６から出てゆく。基体またはアース接点は全
ての加熱体ストリップに対して共通である。
【００５４】レーザ空洞１０８は、図４における加熱体
接点フィンガ８４及びレーザ接点フィンガ８６の下にあ
り、これらフィンガと垂直に縦に延びる。加熱体接点フ
ィンガの下にある加熱体ストリップは、レーザ接点及び
加熱体接点のかみ合いパターンで示すように、レーザ空
洞の長さに沿って規則的間隔で断続する。図６の加熱体
ストリップ１１２は、図６のレーザ空洞１０８である非
不規則化の第２の閉込め層１００、非不規則化活性層９
８及び非不規則化の第１の閉込め層９６と整合する。図
４の熱的安定ダイオードレーザ構造９０内の加熱体スト
リップは活性層からほぼ1.５ミクロン離れた位置にあ
り、図１及び図３の熱的安定ダイオードレーザ構造にお
いて用いられている５ミクロンではない。
接点フィンガ８４及びレーザ接点フィンガ８６の下にあ
り、これらフィンガと垂直に縦に延びる。加熱体接点フ
ィンガの下にある加熱体ストリップは、レーザ接点及び
加熱体接点のかみ合いパターンで示すように、レーザ空
洞の長さに沿って規則的間隔で断続する。図６の加熱体
ストリップ１１２は、図６のレーザ空洞１０８である非
不規則化の第２の閉込め層１００、非不規則化活性層９
８及び非不規則化の第１の閉込め層９６と整合する。図
４の熱的安定ダイオードレーザ構造９０内の加熱体スト
リップは活性層からほぼ1.５ミクロン離れた位置にあ
り、図１及び図３の熱的安定ダイオードレーザ構造にお
いて用いられている５ミクロンではない。
【００５５】加熱体接点のフィンガの下には加熱体スト
リップの高抵抗領域が打込まれており、レーザ接点のフ
ィンガの下には非不規則化接点層の低抵抗の区域が打込
まれている。これらの接点フィンガが十分に細いなら
ば、クラッディング及びキャリヤ拡散において活性層内
に広がる電流のため、キャリヤ密度は活性層内で均一に
なる。レーザ空洞は、加熱体接点フィンガ８４及びレー
ザ接点フィンガ８６と垂直に縦に延びる。レーザ接点フ
ィンガを通る電流はレーザ空洞全体を通過し、第１及び
第２の閉込め層及び活性層の区域が加熱体接点フィンガ
の下に整合していても、レーザ光発生条件の下でその縦
の全長に沿って光波を発生させる。同様に、加熱体接点
フィンガを通る電流は加熱体ストリップを通過し、レー
ザ空洞の区域が加熱体接点フィンガの下に整合していな
くとも、レーザ空洞の縦の全長に沿って熱を発生させ
る。
リップの高抵抗領域が打込まれており、レーザ接点のフ
ィンガの下には非不規則化接点層の低抵抗の区域が打込
まれている。これらの接点フィンガが十分に細いなら
ば、クラッディング及びキャリヤ拡散において活性層内
に広がる電流のため、キャリヤ密度は活性層内で均一に
なる。レーザ空洞は、加熱体接点フィンガ８４及びレー
ザ接点フィンガ８６と垂直に縦に延びる。レーザ接点フ
ィンガを通る電流はレーザ空洞全体を通過し、第１及び
第２の閉込め層及び活性層の区域が加熱体接点フィンガ
の下に整合していても、レーザ光発生条件の下でその縦
の全長に沿って光波を発生させる。同様に、加熱体接点
フィンガを通る電流は加熱体ストリップを通過し、レー
ザ空洞の区域が加熱体接点フィンガの下に整合していな
くとも、レーザ空洞の縦の全長に沿って熱を発生させ
る。
【００５６】加熱体ストリップ電流は、レーザ空洞の加
熱体区域及びレーザ区域の両方の活性層を通過する。し
かし、加熱体ストリップ電流は、加熱体ストリップ内の
抵抗のために熱を発生させるが、加熱体ストリップ電流
が余りに小さいのでレーザ空洞の活性層からレーザ光を
発生させない。図６の加熱体ストリップ１１２はレーザ
空洞１０８とその方向に整合している。従って、熱の発
生は対称的であり、図１及び図３における相隣る対の加
熱体ストリップとは異なり、１つの加熱体が必要である
だけである。図１及び図３の熱的安定ダイオードレーザ
構造について前述したように、図４の熱的安定ダイオー
ドレーザ構造９０においては、電流がレーザ空洞１０８
を通って流れて光を放射させると（レーザダイオードは
オン）、隣の加熱体ストリップ１１２内の電流はゼロに
減少する。レーザ空洞１０８に対する電流がゼロに減少
すると（レーザダイオードはオフ）、隣の加熱体ストリ
ップ１１２を通って電流が流れる。
熱体区域及びレーザ区域の両方の活性層を通過する。し
かし、加熱体ストリップ電流は、加熱体ストリップ内の
抵抗のために熱を発生させるが、加熱体ストリップ電流
が余りに小さいのでレーザ空洞の活性層からレーザ光を
発生させない。図６の加熱体ストリップ１１２はレーザ
空洞１０８とその方向に整合している。従って、熱の発
生は対称的であり、図１及び図３における相隣る対の加
熱体ストリップとは異なり、１つの加熱体が必要である
だけである。図１及び図３の熱的安定ダイオードレーザ
構造について前述したように、図４の熱的安定ダイオー
ドレーザ構造９０においては、電流がレーザ空洞１０８
を通って流れて光を放射させると（レーザダイオードは
オン）、隣の加熱体ストリップ１１２内の電流はゼロに
減少する。レーザ空洞１０８に対する電流がゼロに減少
すると（レーザダイオードはオフ）、隣の加熱体ストリ
ップ１１２を通って電流が流れる。
【００５７】ダイオードレーザ構造のレーザ空洞は、レ
ーザ光発生条件の下でレーザ空洞内で発生されるべき光
波の発生及び伝播のためのしきい値または最小動作温度
を有す。一つの加熱体ストリップまたは相隣る加熱体ス
トリップを用いてしきい値動作温度に到達することはで
きない。しかし、この最小温度を越えると、加熱体スト
リップを用いてダイオードレーザ構造のレーザ空洞の温
度を、遷移時間に、または温度のパルス変動内に保持す
ることができる。しきい値動作温度よりも上になると、
熱的安定レーザ構造のレーザ空洞は光の放射によって冷
却される。この熱の損失は隣の加熱体ストリップから発
生する熱によって釣り合わされる。即ち、電流がレーザ
空洞を通って注入されているときでも、電流が加熱体ス
トリップを通って注入されて加熱体ストリップから最少
量の熱を発生させ、レーザ空洞からの光の放射からの熱
損失を相殺する。冷却は、レーザが動作電力においてそ
の動作温度を越えて加熱された場合にのみ生ずる。
ーザ光発生条件の下でレーザ空洞内で発生されるべき光
波の発生及び伝播のためのしきい値または最小動作温度
を有す。一つの加熱体ストリップまたは相隣る加熱体ス
トリップを用いてしきい値動作温度に到達することはで
きない。しかし、この最小温度を越えると、加熱体スト
リップを用いてダイオードレーザ構造のレーザ空洞の温
度を、遷移時間に、または温度のパルス変動内に保持す
ることができる。しきい値動作温度よりも上になると、
熱的安定レーザ構造のレーザ空洞は光の放射によって冷
却される。この熱の損失は隣の加熱体ストリップから発
生する熱によって釣り合わされる。即ち、電流がレーザ
空洞を通って注入されているときでも、電流が加熱体ス
トリップを通って注入されて加熱体ストリップから最少
量の熱を発生させ、レーザ空洞からの光の放射からの熱
損失を相殺する。冷却は、レーザが動作電力においてそ
の動作温度を越えて加熱された場合にのみ生ずる。
【００５８】このダイオードレーザ構造の熱的安定は前
述した実施例に限定されるものではなく、例えば、リブ
レーザ(rib laser) 、埋設クレセントレーザ (crescent
laser) 、ゲインガイデッドレーザ (gain-guided lase
r) 及び埋設ヘテロ構造レーザのようなダイオードレー
ザ構造も含まれる。以上、本発明をその実施例について
説明したが、当業者には明らかなように、前述の説明か
ら種々の代替、変形及び変更が可能である。即ち、特許
請求の範囲に記載のごとき本発明の精神及び範囲内で種
々の代替、変形及び変更が可能である。
述した実施例に限定されるものではなく、例えば、リブ
レーザ(rib laser) 、埋設クレセントレーザ (crescent
laser) 、ゲインガイデッドレーザ (gain-guided lase
r) 及び埋設ヘテロ構造レーザのようなダイオードレー
ザ構造も含まれる。以上、本発明をその実施例について
説明したが、当業者には明らかなように、前述の説明か
ら種々の代替、変形及び変更が可能である。即ち、特許
請求の範囲に記載のごとき本発明の精神及び範囲内で種
々の代替、変形及び変更が可能である。
【図１】本発明の熱的安定ダイオードレーザ構造を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】本発明の図１の熱的安定ダイオードレーザ構造
を示す上面図である。
を示す上面図である。
【図３】本発明の熱的安定ダイオードレーザ構造の他の
実施例を示す側面図である。
実施例を示す側面図である。
【図４】本発明の熱的安定ダイオードレーザ構造の更に
他の実施例を示す上面図である。
他の実施例を示す上面図である。
【図５】本発明の図４の熱的安定ダイオードレーザ構造
のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の図４の熱的安定ダイオードレーザ構造
のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
１２、５４、９４ 基体 １４、５６、９６ 第１の閉込め層 １６、５８、９８ 活性層 １８、６０、１００ 第２の閉込め層 ２０、６２、１０２ 接点層 ２４、５２、１０４ 不規則化領域 ２６、６８、１０８ レーザ空洞 ２８、１１０ 抵抗領域 ３０、６６、９２ 電気的隔離領域 ３４、７０、８２ レーザ接点 ３６、７２、８０ 加熱体接点 ４０、７４、１０６ 基体接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エル パオリー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス サイプレス ドライヴ 420 (56)参考文献 特開 平２−39583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−265885（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−152420（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225187（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−173686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−204292（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147885（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 基体上に堆積された第１の半導体閉込め
層を備え、前記第１の閉込め層及び前記基体は同じ導電
形を有し、更に、 前記第１の閉込め層上に堆積された活性半導体層を備
え、前記活性層はレーザ光発生条件の下で光波の発生及
び伝播を提供し、更に、 前記活性層上に堆積された第２の半導体閉込め層を備
え、前記第２の閉込め層は前記第１の閉込め層及び前記
基体に対する反対導電形を有し、更に、 前記第２の閉込め層上に堆積された半導体接点層を備
え、前記接点層は前記第２の閉込め層と同じ導電形を有
し、更に、 前記第２の閉込め層及び前記活性層を通り且つ前記第１
の閉込め層を少なくとも部分的に通って延びる少なくと
も２つの不規則化領域を備え、前記不規則化領域は前記
第２の閉込め層に対する反対導電形を有し、更に、 前記不規則化領域の各々内に形成された抵抗領域と、 相隣る前記不規則化領域間に形成された少なくとも１つ
のレーザ空洞と、 前記少なくとも１つのダイオードレーザ空洞の各々と整
合して前記接点層上に形成された少なくとも１つの接点
と、 前記抵抗領域の各々上に形成された少なくとも１つの接
点と、 前記基体上に形成された少なくとも１つの接点とを備え
て成り、 前記ダイオードレーザ空洞と整合する前記少なくとも１
つの接点と前記少なくとも１つの基体接点との間で注入
される電流は前記ダイオードレーザ空洞からの光放射を
引き起こし、 前記抵抗領域と整合する前記少なくとも１つの接点と前
記基体接点との間で注入される電流は前記抵抗領域から
の熱発生を引き起こし、 相隣る前記不規則化領域上の相隣る前記抵抗領域から発
生される熱は前記相隣る不規則化領域間に形成された前
記ダイオードレーザ空洞内に一定温度を保持するために
用いられることを特徴とする熱的安定ダイオードレーザ
構造。 - 【請求項２】 基体、第１の閉込め層及び不規則化層は
ｎ形導電性を有し、第２の閉込め層及び接点層はＰ形導
電性を有している請求項１記載の熱的安定ダイオードレ
ーザ構造。 - 【請求項３】 ２つの電気的隔離領域が不規則化領域の
各々内に形成され、前記２つの電気的隔離領域の各々は
抵抗領域と隣接ダイオードレーザ空洞との間で前記抵抗
領域の一つの側にあってこれに隣接している請求項１記
載の熱的安定ダイオードレーザ構造。 - 【請求項４】 少なくとも１つのダイオードレーザ空洞
は、相隣る不規則化領域の間において非不規則化の第２
の閉込め層と、非不規則化活性層と、非不規則化の第１
の閉込め層とを具備している請求項１記載の熱的安定ダ
イオードレーザ構造。
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|---|---|---|---|
| US07/724567 | 1991-06-27 | ||
| US07/724,567 US5140605A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Thermally stabilized diode laser structure |
| EP92306576A EP0578883B1 (en) | 1991-06-27 | 1992-07-17 | Diode Lasers |
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|---|---|
| JPH05190981A JPH05190981A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3266207B2 true JP3266207B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=26132108
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16089892A Expired - Lifetime JP3266207B2 (ja) | 1991-06-27 | 1992-06-19 | 熱的安定ダイオードレーザ構造 |
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|---|---|
| US (1) | US5140605A (ja) |
| EP (1) | EP0578883B1 (ja) |
| JP (1) | JP3266207B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CA2091302A1 (en) * | 1992-03-11 | 1993-09-12 | Ichiro Yoshida | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
| JPH05315706A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
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