JP3541898B2

JP3541898B2 - レーザーダイオード

Info

Publication number: JP3541898B2
Application number: JP32089894A
Authority: JP
Inventors: エル．パオリトーマス; ピー．ボアーデービッド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JPH07202329A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
引用によりその内容が本文中に組み込まれる、米国特許出願第０７／９４８，５２４号及び０７／９４８，５２２号は、個々にアドレス指定可能でありＴＥモードもしくはＴＭモードで発振するようにできる量子井戸（ＱＷ）レーザーの構造及び共通基板上での製造方法と、ＴＥ偏光モードにおける発振からＴＭ偏光モードにおける発振へと、あるいはその逆に切り換え可能な量子井戸（ＱＷ）レーザー構造とを説明している。これは基板との格子不整合により、エピタキシャル成長された活性領域において誘発されるひずみのタイプを制御することにより、特定の物質系において達成されている。このように、重いホールと軽いホールの遷移を許すほとんどの物質系において、ｎ＝１の重いホールが最低のエネルギー状態であり、従ってその分布がほとんど容易に反転される状態の時、ＴＥ偏光利得が支配的となり、そのような状態は、無ひずみ、および圧縮ひずみが与えられたＩＩＩ−Ｖ族合金系に通常あてはまる。しかしながら、活性領域に伸張ひずみを誘発することにより特定の物質系において達成される、軽いホールと重いホールのバンドエッジの逆転により、ＴＭ偏光利得が支配的となる。軽いホール帯及び重いホール帯のエネルギーが実質的に一致する縮退状態において、放射の偏光はしきい値キャリア密度、及び温度、鏡面反射率、キャビティ長及びキャビティ内光学損失等の他の要素により決定され得る。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、所望の偏光モード放射デバイスは、注意深く調整された単一ＱＷ、もしくはモードの利得特性及びしきい値利得に依存するレーザー発振の偏光モードで、各々ＴＥモード利得及びＴＭモード利得用の別個のＱＷのいずれかで達成することができる。必要な利得特性は、最低の透過電流を持つ１つの偏光、及びより大きなピーク利得を持つ直交する偏光を持つ。活性領域パラメーターの特定な範囲（厚さ、構成、閉じ込め領域内の配置等）に対してこれらの特性を得ることができ、従って、偏光はしきい値利得によって決定される。従って、各々のデバイスの偏光を、例えばデバイスの１つに付加的な損失を導入することによって選択することができ、それにより高い方の利得の偏光で発振するように強制する。他方、この付加的な損失がないデバイスは単に最低の透過電流を持つ偏光で発振する。付加的な損失は、キャビティ内損失変調器を使用して、キャビティに沿ったポンピングされない部分、低い鏡面反射率、短いキャビティ等により提供できる。同様に、各デバイスの偏光はキャビティ内損失変調器を使用して切り換えることができる。
【０００３】
この偏光選択性機構は、図１に示す偏光依存利得−電流特性により表され、ＴＭ及びＴＥモード用のモード利得ｇが縦座標に沿って、また両モード用の電流Ｉが横座標に沿ってプロットされている。ＴＥのラベルが付けられた曲線１０はＴＥモード用の利得特性を示し、ＴＭのラベルが付けられた曲線１１はＴＭモード用の利得特性を示す。垂直線１３により交点１４の左側の動作状態が表される場合、ＴＥ利得の方が高く、ＴＥ偏光が放射される。垂直線１５により交差１４の右側の動作状態がされる場合、ＴＭ利得の方が高く、ＴＭ偏光が放射される。
【０００４】
上述の原則を前述の引用出願に開示された物質系に応用すると、約６００から６５０ｎｍのスペクトル範囲で放射可能なレーザーデバイスになる。しかしながら、６５０ｎｍをかなり越えた放射するレーザーデバイスに対して重要な応用が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発明の目的は、より幅の広い波長範囲にわたり動作可能な、並んで配置される直交偏光ＱＷレーザーを備えた固体モノリシックレーザーである。
【０００６】
発明の更なる目的は、より幅の広い波長範囲にわたり、ＴＥ及びＴＭ偏光モード間で切り替え可能な固体ＱＷレーザーである。
【０００７】
発明の別の目的は波長範囲６００−８５０ｎｍ用のＴＭモードの半導体レーザーである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
我々は、前述の引用出願において説明されている制御可能なＴＥ／ＴＭＱＷレーザーの波長範囲が制限される理由が制限された合金範囲にあり、伸張ひずみ誘発により、その範囲にわたりＴＭモード動作を決定するしきい値がＴＥモード動作を決定するしきい値に充分近接することができ、動作の偏光モードの制御が可能になることを見い出した。
【０００９】
我々は更に、この制限を示さない特定の物質系が存在することを発見し、その結果実質的に６５０ｎｍを越えてＴＥもしくはＴＭモードで動作できるＱＷレーザーを作成することが可能となった。
【００１０】
特に、我々は特定のひずみのある三成分系、好ましくは特定のひずみのある四成分系を活性層として用いることで、制御可能もしくは切り替え可能な偏光で長波長動作を約８５０ｎｍまで拡大できることを発見した。これは、特にＧａＡｓ基板上に作られた、直交偏光レーザーもしくは６００−８５０ｎｍの波長範囲で偏光切り替え可能なレーザーの個々にアドレス可能なアレイを持つことが望ましい、偏光制御された多重ビームラスター出力走査（ＲＯＳ）カラー印刷等の特定の応用にとって重要な利点を提供する。
【００１１】
本発明の特徴によれば、四成分系は好ましくはＩｎ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙもしくはＡｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙから成る。
【００１２】
本発明の上記及び更なる目的、詳細、及び利点は、添付図面に関連して、好ましい実施例に関する以下の詳細な説明により明らかとなる。
【００１３】
【作用】
図２は従来のＩＩＩ−Ｖ族合金の選択的に埋め込まれたリッジ導波路ダイオードレーザー１９を示し、それは基板２０と、その上に従来の方法でエピタキシャル成長されたクラッディング層２１、２５、２６、活性ＱＷ層２４と接するキャリア閉じ込め領域２２、２３、リッジもしくはメサキャップ層２６、及び接触層２７から成っている。上下にある電極２８、２９が活性層２４のための注入電流を提供する。リッジ２６に接する層３０は通常は再成長される。光学キャビティを形成する構造の対向端の通常の反射面は図示していない。
【００１４】
好ましい実施例では、基板２０はＧａＡｓから成り、クラッディング及び封層２１、２２、２３、２５はＡｌＧａＡｓから成り、再成長層３０はＧａＡｓから成る。
【００１５】
本発明によれば、Ｉｎ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙもしくはＡｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ四元合金の活性領域２４は、ＧａＡｓ基板２０に格子整合された閉じ込め構造２２、２３、及び、２１、２５、２６としてのＡｌＧａＡｓもしくは（ＡｌＧａ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐと共に、半導体レーザーにおいて使用される。
【００１６】
まず、格子整合されたＩｎＧａＡｓＰ活性領域用のＩｎ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ合金について考えてみると、６５０ｎｍ（Ｇａ_{０．５１６}Ｉｎ_{０．４８４}Ｐ）から８７０ｎｍ（ＧａＡｓ）の波長範囲が可能である。これはＲ．Ｌ．Ｍｏｏｎｅｔ．ａｌ．、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ、３_，６３５（１９７４）から抜粋した図３に示されており、それはヒ素含有量（ｙ）とガリウム含有量（ｘ）の軸上で、一定のバンドギャップエネルギー（実線曲線）及び格子定数（点線）に対する等高線を示している。バンドギャップが組成により弓形になるので、バンドギャップの等高線は湾曲し、対照的に、組成依存格子パラメーターに対してはベガードの法則が仮定されるので、格子定数に対する等高線はまっすぐとなる。ＧａＡｓに対する格子整合の条件は、ｙ＝０、ｘ＝０．５１６から上部右手角（ｘ、ｙ＝１）まで伸びる、符号３０で示される点線ａ０＝５．６５Åに沿っている。従って、実質的に点線３０に沿った範囲の組成を持つＩｎＧａＡｓＰ四元合金の活性領域はＧａＡｓに対して格子整合するし、６５０−８７０ｎｍでのレーザー放射に等しいおよそ１．４−１．９ｅＶのバンドギャップ領域に及ぶことができる。曲線３０の左端の点においてｙ＝０の時、三元合金Ｉｎ_{０．４８４}Ｇａ_{０．５１６}Ｐは格子整合された合金の中に含まれる。
【００１７】
同様に、四元合金Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙも同様のバンドギャップ範囲に及ぶ活性領域において使用できる。これは図４に示されており、ＡｌＧａＡｓＰ四元物質系用のバンドギャップエネルギーと格子パラメーターの等高線を、Ｈ．Ｃ．Ｃａｓｅｙ，Ｊｒ．ｅｔａｌ．による”ＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＬａｓｅｒｓ，ＰａｒｔＢ：ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＯｐｅｒａｔｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ” （ヘテロ構造レーザー、パートＢ：物質及び動作特性）、ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，Ｏｒｌａｎｄｏ，ＦＬ，１９７８から抜粋している。図３と比べると、ＩＩＩ族インジウム成分が単にアルミニウムと置き換えられており、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ及びＡｌＰ／ＧａＰの二元合金が非常に近接して格子整合されており、格子パラメーターの等高線線（点線）はほぼ垂直である。ＧａＡｓに対する格子整合を表す等高線線は、ｙ＝０．９７、ｘ＝０（ＡｌＡｓ_０．_９７Ｐ_０．０３）からｙ＝１、ｘ＝１（ＧａＡｓ）まで伸びており、符号３２で示されている。
【００１８】
この等高線線３２の左側にある組成はより小さな格子パラメーターを持っており、従ってＡｌＧａＡｓもしくは（ＡｌＧａ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐの上に成長した場合、張力ひずみが与えられる。格子整合したＡｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ合金は、６２０ｎｍから８７０ｎｍの波長範囲に対応する直接的バンドギャップ１．４２４＜Ｅｒ＜２．０ｅＶを持つ。
【００１９】
前述の引用出願において説明されているように、格子整合した量子井戸活性領域を持つレーザーデバイスは、基本的な電子の遷移が重いホールエネルギー準位で終了するので、ＴＥモードで発振する。しかしながら、（二軸）伸張ひずみを導入することにより、レーザーはＴＭモードで発振できるようになる。これは張力方向へ活性領域を意図的に格子不整合することにより達成される。その結果、重いホール及び軽いホールエネルギー準位は位置を変えることができ、軽いホールレベルは価電子帯における基底状態となる。この場合、低い方の注入キャリア密度で反転されるのは軽いホール分布である。従って、軽いホール遷移がＴＭモードのために利得を提供するので、ＴＭモード偏光が該かる構造において発振するようにできる。
【００２０】
上記の説明を単に示すものとして、ｘ＝１であるＩｎ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙもしくはＡｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ四元合金を考る。結果は図３及び図４の上部軸上にあるＧａＡｓＰ三元合金である。ＡｌＧａＡｓもしくは（ＡｌＧａ）０．５Ｉｎ０．５Ｐ閉じ込め領域を持つデバイスに対しては、格子整合された活性領域はＧａＡｓである。ＧａＡｓ活性領域をリンで合金化することにより、格子パラメーターは小さくなり、活性領域量子井戸に二軸張力が与えられる。組成（ひずみ）に依存する臨界厚みがあり、その下で量子井戸は仮像であり、界面ミスフィット転置がない。このように弾性的に変形された物質の価電子帯構造はひどくゆがめられており、軽いホール帯が基底状態となり、それによってＴＭモードレーザー発振を可能にする。
【００２１】
１００Åにおいて、格子整合されたＱＷ、軽いホール帯及び重いホール帯は約１０ｍｅＶによってのみ分離されている。価電子帯は二軸張力で急速にシフトするので、ＴＭモード発振を達成するために必要であるように、ほんの数パーセントのリンだけが価電子帯を反転させるのに必要である。実際、このような小さなひずみ（｛△ａ／ａ｝⊥＜１０−３）で充分であるので、この技術はより厚い活性領域、例えばこれらの物質に基づくＴＭモードのダブルヘテロ構造（ＤＨ）レーザーにも適用することができる。これはわずかにひずみを持ったＧａＩｎＰ／（ＡｌＧａ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐレーザー用に既に論証されている。ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、２６，１４３８（１９９０）を参照。
【００２２】
このように、少量のリンを用いて、ＴＭモードのＧａＡｓＰレーザーをバルクＧａＡｓの波長に近似した約８５０ｎｍの波長で作ることが可能である。リンの含有量が増加するにつれて、バンドギャップエネルギー及び二軸張力も増加し、軽いホール帯が価電子帯の基底状態であり続け、ＴＭモード発振がより短い波長で可能となる。量子井戸の厚さは（それより上では望ましくない転位が導入される）臨界以下でなければならないことに留意しつつ、単に三元合金を用いて、ＧａＡｓＰ活性領域は６５０ｎｍから８７０ｎｍの範囲に広がる。
【００２３】
このように、上記方法においてｘ＝１の時に生じる三元合金ＧａＡｓＰは、非常に広い波長範囲に近付くが、他の点を考慮することも大事であり、一般に、四元合金はｘ＜１の時、全ての基準を満たす多くの自由度を提供する。例えば、直接的／間接的バンドギャップ交差への近接に関連する有害な影響を避けるために、あるいは所定の波長における二軸張力を最小にするために、図３及び図４は四元ＩｎＧａＡｓＰもしくはＡｌＧａＡｓＰ合金がどのように選択されるかを示している。例えば、図３において、点（ｘ、ｙ）＝（０．５１６、０）；（０．７、０）；（１、０．５５）；（１、１）によって制限される範囲は、６００−８６０ｎｍの波長範囲にわたってＴＭモードでレイジングするために、該かる活性層のためにＩｎＧａＡｓＰの適切に薄い（１０−１０００Å）層を得るための好ましい組成を表している。ＡｌＧａＡｓＰ用の好ましい組成（同じ厚さと波長範囲）は図４における点（ｘ、ｙ）＝（０．５５、０．９８）；（１、１）；（１、０．５５）により制限される。両合金系はＧａＡｓ格子整合に非常に近接したままでも、６５０ｎｍから８５０ｎｍまでのＴＭモードレーザーを作るために使用することができる。ＩｎＧａＡｓＰ物質系では、しかしながら、６００ｎｍの波長まで下がる三元のＧａＩｎＰを使用することにより、間接的交差を避けることが容易である。
【００２４】
直接的なバンドギャップ遷移がより効果的にレーザー放射を発生させ、こうして「間接的」とラベル付けされる範囲に入る組成を避けることができることが当業者には理解される。
【００２５】
上述したように、ＴＭモードの偏光を達成するために活性領域を張力でひずませることができる。同様に、伸張ひずみ効果によって、軽いホール帯エッジ及び重いホール帯エッジが事実上整列するように、量子移動を正確に平衡させる活性領域構造を設計することが可能である。これは図５に概略的に示されており、当技術において一般的であるように、図示されたバンド線図に対してエネルギーを垂直に取っており、Ｅｃが伝導帯エッジを表し、Ｅｖが価電子帯エッジを、そしてＬＨとＨＨが各々軽いホール帯エッジと重いホール帯エッジを表す。３つの状態が示されている：左側はひずみのない活性層に対するものであり；中央は活性層において二軸張力を提供した効果；そして右側は（量子移動後の）縮退状態に対するものである。二軸張力の下での厚い層のために、軽いホール帯エッジは重いホール帯エッジの上になっている。しかしながら、量子移動はホールの実効質量に逆比例するので、軽いホール帯エッジは重いホールより大きな量子移動を経験する。（ＱＷ組成に依存する）ある厚さに対して、前述の引用出願において説明されているように、２つの価電子帯エッジが（ｋ＝０において）縮退となる。もちろん、最大のＱＷの厚さは界面転位の形成を避けるために臨界厚みにより支配される。このように、臨界厚みはひずみに依存する。実際的な問題として、充分な利得を得るためには、活性層は少なくとも１ｎｍでなければならない；しかしながら、多重ＱＷ活性領域はより大きな利得を提供することができる。前述の引用出願において既に記述されているように、ＬＨ_１及びＨＨ_１がｋ＝０でほぼ縮退である該かる層構造において、発振モードの偏光はデバイス幾何学（キャビティの長さ、変調器等）、温度及び面反射率の感度関数である。正確に調節された単一量子井戸において偏光切り替えを行うには、利得−電流関係が特定の特性を持っていなければならない。図１に示したように、透過電流は１つの偏光、即ち曲線１０において最低でなければならず、一方ピーク利得は直交する偏光、即ち曲線１１において最大である。
従って、１つの偏光、ＴＥは低いしきい値電流を持ち、一方他の（高い方の利得）偏光、ＴＭはしきい値利得が増加する場合にのみ発振する。例えば、これは図６ａに概略的に示され、また前述の引用出願においてより詳細に説明されているように、デバイス内にキャビティ内損失変調器部分を含むことによって達成できる。図６は変調器部分４１に結合される細長い活性部分４０を備えたレーザークリスタルの上面図を概略的に示す。レイジング光線は上端にある反射面４２と下端にある別の反射面４３間で垂直に発振する。変調器部分の偏光手段は図示していない。該かる変調器部分４１はポンピングされないか、もしくは透過電流以下にバイアスされる場合には損失性であり、高利得の偏光が発振するのに充分なようにしきい値利得を増加させる。対照的に、変調器が透過電流以上にバイアスされると、低しきい値の偏光が発振する。従って、適当なバイアス電位を変調器部分に印加することにより、レイジング動作はＴＭモードからＴＥモードに、あるいはその逆に切り換えられる。このように、図６ａの実施例は切り替え可能な偏光モードを持つレーザーを概略的に示している。
【００２６】
同様に、図６ｂに概略的に示すように、並んで配置されたレーザー４５、４６は異なるキャビティ長、面反射率を持つことにより、もしくは図６ｂに示すようにポンピングされない吸収部分４７を含むことにより、固定された直交する偏光で発振することができる。
【００２７】
あるいはその代わりに、より多くの自由度を持つ必要な利得−電流関係を達成するために、各々の偏光における利得に対する別個のＱＷを持つ多重量子井戸を使用することができる。例えば、６００ｎｍと８５０ｎｍの間の所定の波長で、ＴＥモード利得用にひずみのない（もしくは圧縮的にひずませた）ＱＷを使用し、ＴＭモード用に張力でひずませたＱＷを使用することができる。この代替案及び他の代替案は前述の引用出願において詳細に記載されている。
【００２８】
量子コンファインメント及び二軸張力は全体的なバンドギャップに対して反対の影響を及ぼす：二軸張力はバンドギャップを減少させるのに対して、量子コンファインメントは遷移エネルギーを増加させる。一般に、張力でひずませた活性領域（ＧａＡｓより小さな格子パラメーター）のバンドギャップは格子整合された合金のバンドギャップよりも高い。本発明のＩｎＧａＡｓＰ活性領域から利用できる波長の概算として、我々は図３からＧａＡｓ格子パラメーターラインを横切るバンドギャップ等高線線の範囲は：２．０ｅｖ（Ｇａ_０．５２Ｉｎ_０．４８Ｐ、λ＝６２０ｎｍ）から１．４２ｅｖ（ＧａＡｓ、λ＝８７０ｎｍ）であることに注目した。厚い活性領域（厚いＱＷもしくは薄いダブルヘテロ構造のいずれか）にとって、わずかな二軸張力だけがＴＭモード発振を達成するのに必要である。Ｃａｓｅｙ，Ｊｒ．ｅｔａｌ．の文献及び上記で参照したＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓ２６，１４３８（１９９０）を参照。従って、ほんのわずかなひずみ（｛△ａ／ａ｝⊥＜１０−３）だけが必要であることに加え、バンドギャップエネルギー上の二軸張力及び量子コンファインメントの相殺しあう影響により、本発明の（室温での）三元及び四元合金の活性層のための可能性のあるＴＭモードの波長範囲は８５０ｎｍまで延びると概算した。短波長限度はＡｌＧａＡｓもしくはＡｌＧａＩｎＰ閉じ込め層で適当な電子コンファインメントを得る能力によって決定されるか、あるいは直接的−間接的な交差点近くである。この短波長限界は単に（図３の左側の軸に沿った）ＧａＩｎＰ三元合金系のものか、もしくはほぼ６００ｎｍである。ＡｌＧａＡｓＰ系の長波長限界は約８５０ｎｍであるが、その短波長限界は間接的交差のため６５０ｎｍである。
【００２９】
前述のことから、張力でひずませたＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、もしくはＡｌＧａＡｓＰ活性領域を使用することにより、ＴＭモードダイオードレーザーの範囲を三元の張力でひずませたＧａ_ｚＩｎ_１−ｚＰ［ｚ＞０．５］／［ＡｌＧａ］_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ量子井戸の６００−６５０ｎｍ限界から、約８５０ｎｍまで伸ばすことができることが明白。更に、これらの同じ合金で作られるＴＥモードレーザーもこの波長範囲を得られることを論証してきた。従って、前述の引用出願において説明されている偏光切り替え技術を用いて、ＴＥ及びＴＭモードのレーザー、もしくは偏光切り替え可能レーザーのモノリシックアレイを６００ｎｍから８５０ｎｍの波長範囲で構築することができる。
【００３０】
引用によりその内容が本文中に組み込まれる、米国特許出願第０８／１４６，７５８号は、８５０−１１００ｎｍの波長範囲でＴＭ偏光レーザー放射用のＩｎＧａＡｓＮ活性層を持つダイオードレーザーの構成を説明しており、更にこの構造が同じ範囲にわたってＴＭ偏光レーザー放射を提供する他の構造とどのようにして組み合わされ、その範囲のために切り替え可能もしくは制御可能なＴＥ／ＴＭレーザーが製造されるかを説明している。これらの構造は本出願及び前述の引用出願において説明されている構造と容易に組み合わされて、共に６５０−１１００ｎｍの広いスペクトル範囲に広がるＴＥ及びＴＭモードのレーザーダイオードを作るための説明を提供している。
【００３１】
上記の説明から発明は与えられた例に制限されないことが明白。例えば、ＧａＡｓ基板が好ましい一方、ＩｎＰ及びＧａＳｂ等の他のＩＩＩ−Ｖ族基板組成で置き換えることもできる。同様に、匹敵する格子定数と屈折率を持つ他の光学的物質及びキャリア閉じ込め物質で置き換えることもできる。更に、本明細書で説明した結晶性構造を製造するために、ＭＯ−ＶＰＥ、ＭＢＥ、ＬＰＥ等の従来のエピタキシャル成長技術の全てを使用することもできることが自明。同様に、発明は説明したリッジ導波路の他に、例えば利得誘導ストライプもしくはインデックス誘導導波路の他の形状の他の幾何学にも使用でき、これらの全ては当業界において公知のものである。
【００３２】
発明の好ましい実施例であると現在考えられるものについて説明してきたが、発明はその本質的な特徴から逸脱することなく他の特別な形状においても具体化できることが理解されよう。従って、本実施例は説明的なものであり、制限的なものではないと考慮されるべきである。発明の範囲は前述の説明によってよりも請求の範囲によって表示される。
【００３３】
【発明の効果】
発明によれば、より幅の広い波長範囲にわたり動作可能な、並んで配置される直交偏光ＱＷレーザを備える固体モノリシックレーザーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザーダイオードの１実施例の利得−電流特性線図である。
【図２】本発明によるレーザーダイオードの１実施例の概略図である。
【図３】ひずみのないバンドギャップエネルギーの組成依存度及びＩｎ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ用の格子パラメーターを示すグラフである。
【図４】Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘＡｓ_ｙＰ_１−ｙ用の格子パラメーターを示すグラフである。
【図５】軽いホール及び重いホールのバンドエッジが一列に並ぶように、正確に調節された量子井戸の厚さ及び組成と共に、二軸張力及び量子コンファインメントの重ね合わせを示す概略バンド線図である。
【図６】（ａ）偏光切り替え用の変調器部分を持つレーザー、（ｂ）固定偏光の、並んで配置されるレーザーを概略的に示す。

Claims

レーザーダイオードであって、
（ａ）第１の格子定数及び第１のバンドギャップを有するＧａＡｓの結晶性基板と、
（ｂ）前記基板上にエピタキシャル成長されたＡｌＧａＡｓから成るクラッディング層と、
（ｃ）前記クラッディング層上のＡｌＧａＡｓから成るキャリア閉じ込め領域と、
（ｄ）前記キャリア閉じ込め領域の上に被覆される結晶性活性層であって、前記活性層は、該活性層が前記第１の格子定数より小さな第２の格子定数と、ひずみのない時に第２のバンドギャップとを有するように、Ｉｎ_1-xＧａ_xＡｓ_yＰ_1-y（０．５１６＜ｘ＜１且つ０＜ｙ＜１）あるいはＡｌ_1-xＧａ_xＡｓ_yＰ_1-y（０．５５＜ｘ＜１且つ０．５５＜ｙ＜１）のいずれかであるリン原子を含有するＩＩＩ−Ｖ族四元合金から成り、前記活性層は、前記キャリア閉じ込め領域の上に被覆される時に、ひずみが与えらた場合に第２のバンドギャップより小さな第３のバンドギャップを有するように伸張ひずみが与えられる、結晶性活性層と、
（ｅ）活性層に電流を流し、それによって前記活性層に前記ＩＩＩ−Ｖ族四元合金におけるリン原子の組成比ｙに依存して６５０ｎｍ乃至８５０ｎｍの範囲の波長でＴＭ偏光レーザー放射を引き起こすための電極と、
を含むレーザーダイオード。