JP4147602B2 - 自励発振型半導体レーザ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自励発振させることでマルチモード化を実現する自励発振型半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、光ディスク装置等の光源として用いられるが、この際、戻り光ノイズをいかに抑制するかが重要である。
この戻り光ノイズを抑制するための対策を施した半導体レーザの一つに、半導体レーザを自励発振させることでマルチモード化を図った、いわゆる自励発振型半導体レーザが知られている。
【０００３】
図７は、従来の自励発振型半導体レーザの構成例を示す断面図である。
なお、ここではＡｌＧａＩｎＰ系の材料により自励発振型半導体レーザを構成した場合を示す。
【０００４】
図７に示すように、この自励発振型半導体レーザ１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２、ＧａＩｎＰ活性層１３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６が順次積層されている。
そして、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６は、一方向に延びるメサ型のストライプ形状を有している。
すなわち、これらのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６からストライプ部１７が構成されている。
このストライプ部１７の両側の部分にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１８が埋め込まれ、これにより電流狭窄構造が形成されている。
【０００５】
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１８の上には、たとえばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極のようなｐ側電極１９が設けられている。
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の裏面には、たとえばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極のようなｎ側電極２０が設けられている。
【０００６】
図８は図７に示す自励発振型半導体レーザ１０の屈折率分布を示す略線図である。
ここでは、自励発振型半導体レーザ１０のｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な方向（以下、この方向を横方向という）の屈折率分布を、図７に対応させて示している。
【０００７】
図８に示すように、自励発振型半導体レーザ１０は、横方向における屈折率が、ストライプ部１７に対応する部分における屈折率ｎ１が高く、ストライプ部１７の両側に対応する部分における屈折率ｎ２が低い、いわゆるステップ状に屈折率分布を有している。
【０００８】
このように自励発振型半導体レーザ１０では、横方向における屈折率をステップ状に変化させることにより、横方向の光導波を行っている。
この場合、ストライプ部１７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）は０．００３程度以下とされ、ＧａＩｎＰ活性層１３の横方向での光の閉じ込めが緩和されている。
【０００９】
上述のように構成された自励発振型半導体レーザ１０の動作時には、図７に示すように、ＧａＩｎＰ活性層１３の内部の利得領域２１の幅ＷG に対して光導波領域２２の幅ＷP が大きくなり、利得領域２１の外側における光導波領域２２が可飽和吸収領域２３となる。
【００１０】
この自励発振型半導体レーザ１０では、横方向の屈折率変化を小さくすることで横方向への光のしみだし量を多くし、光とＧａＩｎＰ活性層１３の内部の可飽和吸収領域２３との相互作用を多くさせることにより自励発振を実現している。このため、可飽和吸収領域２３を十分に確保することが必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の自励発振型半導体レーザ１０は、図９に示すように、いわゆるリッジ(Ridge) 構造を有し、可飽和吸収体(SAR;Saturable Absorbing Reagion) を活性層内の光導波路両脇に設けて自励発振を行わせている。
この場合、図９に示すように、電流広がりによって生じる活性層内ゲイン領域（その幅をＧとする）をできるだけ狭くし、逆に光導波スポットサイズ（その幅をＰとする）を比較的大きめに設定して、Ｐ＞Ｇなる関係を満たした場合、この差分が可飽和吸収体として機能し、自励発振を生じさせていた。
このために具体的には導波の屈折率差Δｎを０．００５〜０．００１程度のインデックスガイド(Index Guide) とゲインガイド(Gain Guide)の中間的なガイドとしてこの関係を満足させている。
【００１２】
ところが、このような従来の半導体レーザでは、可飽和吸収体の広さが光の広がり具合と電流の広がり具合の程度の微妙な釣り合いで決まるため、「自励発振を生じるレーザの歩留りが悪い」、「自励発振が高温動作時に電流拡散が増え、可飽和吸収体を狭くすることで抑制される」、「高出力動作時に同様に電流拡散が増え、可飽和吸収体を狭くし抑制される」等の不安定性が見られる。
特に、高温、高出力時にいわゆるパルセーション(Pulsation) が停止し、ノイズの問題が発生する。
【００１３】
さらに、自励発振型半導体レーザは、一般に電流しきい値Ｉthが通常のインデックスガイド型やゲインガイド型に比べてかなり高く（１．５倍程度）、また方式によってはいわゆるＬ−Ｉ特性に電流しきい値Ｉth付近で立上がりの鋭いキンクを生じるものであり、レーザ応用上ネックになっている。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１導電型の第１のクラッド層と、上記第１のクラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された第２導電型の第２のクラッド層と、上記第２のクラッド層に設けられたストライプ部の両側の部分に第１導電型の電流狭窄層が埋め込まれた電流狭窄構造を有し、レーザ共振器内部に可飽和吸収体が活性層の両脇に形成された自励発振型半導体レーザであって、上記ｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な横方向の導波に関して作りつけの屈折率差Δｎを０．００３以下としてパルセーションを維持して発生可能な範囲内に保持するように、上記第１導電型の第１のクラッド層側のガイド層の厚さを上記第２導電型の第２のクラッド層側のガイド層の厚さより厚くした非対称構造を備えた保持機構を有し、かつ上記導波の外側にあたる上記第２のクラッド層の厚さｄが４００ｎｍ以下であり、上記ストライプ部を通して活性層に対して注入される電流の横方向の広がりが略上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗの近傍に抑止されており、上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗが、４μｍ以下である。
【００１９】
また、本発明では、上記第１導電型の第１のクラッド層中に、光モードを第１の導電側に引き込むモード引き込み層が設けられている。
【００２０】
また、本発明では、上記モード引き込み層は、その屈折率を前記第１のクラッド層の屈折率をより高く設定して構成されている。
【００２１】
また、本発明では、前記活性層がＧａＩｎＰを含有し、前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド層がＡｌＧａＩｎＰを含有する。
【００２２】
また、本発明では、前記活性層がＧａＩｎＰを含有し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記モード引き込み層がＡｌＧａＩｎＰを含有し、前記モード引き込み層におけるＡｌの組成比が、前記活性層中のＡｌの組成比より大きく、前記第１のクラッド層のＡｌの組成比より小さい。
【００２３】
本発明によれば、自励発振型半導体レーザの動作時に、電流はストライプ部を流れるが、この場合、第２のクラッド層の電流狭窄層との間の厚さｄが４００ｎｍ以下の十分に小さい値に設定されていることから、横方向の電流の広がりは、ストライプ幅Ｗ程度に抑えられる。
また、第１のクラッド層側のガイド層の厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化され、さらには光モードを第１導電側に引き込むように、たとえば第１のクラッド層より屈折率を高くしたモード引き込み層が設けられていることから、横方向の導波に関して、ストライプ部に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎが、パルセーションを持続して発生可能な０．００３以下の範囲内の小さな値に維持されている。
したがって、横方向への光の広がりは、ストライプ幅Ｗより大きくなり、いわゆるインデックスガイドにように光が絞り込まれ、パルセーションが発生しなくなるということがなく、パルセーションが安定に持続して発生される。
すなわち、自励発振が安定に行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの第１の実施形態を示す断面図である。
なお、ここではＡｌＧａＩｎＰ系の材料により レーザ共振器内部に可飽和吸収体が活性層の両脇に形成された自励発振型半導体レーザを構成した場合を示す。
【００２５】
図１に示すように、この自励発振型半導体レーザ１００は、ｎ型（第１導電型）ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第１のクラッド層）１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型（第２導電型）ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第２のクラッド層）１０４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６が順次積層されている。
そして、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６は、一方向に延びるメサ型のストライプ形状を有している。
すなわち、これらのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６からストライプ部１０７が構成されている。
このストライプ部１０７の両側の部分にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８が埋め込まれ、これにより電流狭窄構造が形成されている。
【００２６】
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８の上には、たとえばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極のようなｐ側電極１０９が設けられている。
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面には、たとえばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極のようなｎ側電極１１０が設けられている。
【００２７】
そして、自励発振型半導体レーザ１００においては、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄが、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定される。
さらに、いわゆる横方向（ｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な方向）の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化されている。
【００２８】
図２は、このＳＣＨ構造を非対称化した図１の自励発振型半導体レーザ１００のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４に亘る屈折率分布を示す図である。
このような非対称化構造を実現することにより、いわゆる光モードがｎ側に引き込まれ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを４００ｎｍ以下の小さい値に設定しても、横方向の屈折率差Δｎを０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できる。
【００２９】
なお、非対称の程度は、屈折率差Δｎとして０．００３以下０．００１以上、可能ならば０．００２以下０．００１２以上程度となるように構成される。
【００３０】
また、自励発振型半導体レーザ１００においては、メサ形状底部のストライプ幅Ｗが、Ｗ≦４．０μｍに設定されている。
【００３１】
図３に、図１の自励発振型半導体レーザ１００におけるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４部分の化合物の各組成比例を示す。
図３に示すように、ｎ型クラッド層１０２は（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0. 5 Ｐ、活性層１０３を含むｎ型クラッド層側の領域は（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ／ＧａＩｎＰ、ｐ型クラッド層１０３は（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐとなるように構成される。
【００３２】
以上のような構造を有する自励発振型半導体レーザ１００の製造は、周知の一般的な方法で行われる。以下に、製造方法の概略を簡単に説明する。
【００３３】
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６を、たとえば有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により順次成長させる。
またこのとき、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化される。
次に、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６上に所定形状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて、臭酸系のエッチング液などを用いたウェットエッチング法により、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の厚さ方向の所定の深さまでエッチングする。
これにより、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６が一方向に延びる所定幅のストライプ形状にパターニングされる。すなわち、ストライプ部１０７が形成されるとともに、厚さｄがたとえば４００ｎｍ以下に設定される。
【００３４】
次に、エッチングマスクとして用いたレジストパターンを成長マスクとして用いて、ストライプ部１０７の両側の部分にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８を形成する。
次に、成長マスクとして用いたレジストパターンを除去した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８の上にｐ側電極１０９を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面にｎ側電極１１０を形成する。
【００３５】
以上により、自励発振型半導体レーザ１００の製造が完了する。
【００３６】
次に、上記構成による動作を説明する。
自励発振型半導体レーザ１００の動作時に、電流はストライプ部１０７を流れるが、この場合、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄが４００ｎｍ以下の十分に小さい値に設定されていることから、横方向の電流の広がりは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のストライプ幅Ｗ程度に抑えられる。
一方、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化されていることから、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）が、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値に維持されている。
したがって、横方向への光の広がりは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のストライプ幅Ｗより大きくなり、いわゆるインデックスガイドにように光が絞り込まれ、パルセーションが発生しなくなるということがなく、パルセーションが安定に持続して発生される。
すなわち、自励発振が安定に行われる。
【００３７】
図４および図５は、図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
図４において、横軸はウェル数（但し、Δｎ≒１．５×１０-3に固定）を、縦軸は相対ノイズＲＩＮをそれぞれ表している。
また、図５において、横軸は屈折率差Δｎ（但し、ウェル数＝６に固定）を、縦軸は相対ノイズＲＩＮをそれぞれ表している。
また、両図とも、常温（２５°Ｃ）と高温（６０°ｃ）におけるシミュレーション結果を示している。
【００３８】
図からわかるように、最も安定した自励発振を得られる構造は、ストライプ幅Ｗ＝３．５μｍ、ウェル数＝７、屈折率差Δｎ＝１．６×１０-3（０．００１６）である。
すなわち、シミュレーションの結果、前述したメサ形状底部のストライプ幅Ｗが、Ｗ≦４．０μｍに設定され、屈折率差Δｎとして０．００３以下０．００１以上、可能ならば０．００２以下０．００１２以上程度となるように構成されるという条件の正当性を裏付ける結果が得られている。
【００３９】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定し、さらに、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造を非対称化させたので、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【００４０】
第２実施形態
図６は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの第２の実施形態を示す断面図である。
【００４１】
本第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２中に、光モードをｎ側に引き込むため、すなわち横方向の屈折率差Δｎをパルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるようにするために、モード引き込み層１０２ｂを設けたことにある。
このモード引き込み層１０２ｂを持つ構成は、それ単独、または第１の実施形態で示したｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造に加えて設けることが可能である。
特に、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造に加えて設ける場合には、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造のみでは屈折率差Δｎの調整が困難な場合に有効である。
【００４２】
モード引き込み層１０２ｂとしては、ｎ型クラッド層１０２中に屈折率がクラッド層より高い活性層やガイド層に近い層を挿入にして構成される。
具体的には、ＡｌＧａＩｎＰにおけるＡｌの組成比ｘを（活性層中のＡｌの組成比）＜ｘ＜（クラッド層のＡｌの組成比）、本実施形態においては、０＜ｘ＜０．７の範囲内にある値、たとえば０．５に設定される。
したがって、モード引き込み層１０２ｂは（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのように構成される。
なお、光の吸収を避けるため活性層のバンドギャップにより大きい組成にすることが望ましい。
【００４３】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の場合と同様に、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定し、さらに、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持でき、これにより、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【００４４】
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の自励発振型半導体レーザを例に説明したが、本発明がＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＺｎＭｇＳＳｅ／ＺｎＳ系等、種々のレーザに適用できることはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自励発振型半導体レーザの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】ＳＣＨ構造を非対称化した図１の自励発振型半導体レーザのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、ＧａＩｎＰ活性層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層に亘る屈折率分布を示す図である。
【図３】図１の自励発振型半導体レーザ１００におけるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４部分の化合物の各組成比例を示す図である。
【図４】図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化または固定させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
【図５】図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化または固定させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
【図６】本発明に係る自励発振型半導体レーザの第２の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来の自励発振型半導体レーザの構成例を示す断面図である。
【図８】図７に示す自励発振型半導体レーザの屈折率分布を示す略線図である。
【図９】従来の自励発振型半導体レーザのゲイン幅と光スポット幅との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１００，１００Ａ…自励発振型半導体レーザ、１０１…ｎ型ＧａＡｓ基板、１０２…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０２ａ…ガイド層、１０２ｂ…モード引き込み層、１０３…ＧａＩｎＰ活性層、１０４…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０５…ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、１０６…ｐ型ＧａＡｓキャップ、１０７…ストライプ部、１０８…ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、１０９…ｐ側電極、１１０…ｎ側電極。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自励発振させることでマルチモード化を実現する自励発振型半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、光ディスク装置等の光源として用いられるが、この際、戻り光ノイズをいかに抑制するかが重要である。
この戻り光ノイズを抑制するための対策を施した半導体レーザの一つに、半導体レーザを自励発振させることでマルチモード化を図った、いわゆる自励発振型半導体レーザが知られている。
【０００３】
図７は、従来の自励発振型半導体レーザの構成例を示す断面図である。
なお、ここではＡｌＧａＩｎＰ系の材料により自励発振型半導体レーザを構成した場合を示す。
【０００４】
図７に示すように、この自励発振型半導体レーザ１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２、ＧａＩｎＰ活性層１３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６が順次積層されている。
そして、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６は、一方向に延びるメサ型のストライプ形状を有している。
すなわち、これらのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１６からストライプ部１７が構成されている。
このストライプ部１７の両側の部分にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１８が埋め込まれ、これにより電流狭窄構造が形成されている。
【０００５】
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１８の上には、たとえばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極のようなｐ側電極１９が設けられている。
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の裏面には、たとえばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極のようなｎ側電極２０が設けられている。
【０００６】
図８は図７に示す自励発振型半導体レーザ１０の屈折率分布を示す略線図である。
ここでは、自励発振型半導体レーザ１０のｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な方向（以下、この方向を横方向という）の屈折率分布を、図７に対応させて示している。
【０００７】
図８に示すように、自励発振型半導体レーザ１０は、横方向における屈折率が、ストライプ部１７に対応する部分における屈折率ｎ１が高く、ストライプ部１７の両側に対応する部分における屈折率ｎ２が低い、いわゆるステップ状に屈折率分布を有している。
【０００８】
このように自励発振型半導体レーザ１０では、横方向における屈折率をステップ状に変化させることにより、横方向の光導波を行っている。
この場合、ストライプ部１７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）は０．００３程度以下とされ、ＧａＩｎＰ活性層１３の横方向での光の閉じ込めが緩和されている。
【０００９】
上述のように構成された自励発振型半導体レーザ１０の動作時には、図７に示すように、ＧａＩｎＰ活性層１３の内部の利得領域２１の幅ＷG に対して光導波領域２２の幅ＷP が大きくなり、利得領域２１の外側における光導波領域２２が可飽和吸収領域２３となる。
【００１０】
この自励発振型半導体レーザ１０では、横方向の屈折率変化を小さくすることで横方向への光のしみだし量を多くし、光とＧａＩｎＰ活性層１３の内部の可飽和吸収領域２３との相互作用を多くさせることにより自励発振を実現している。このため、可飽和吸収領域２３を十分に確保することが必要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の自励発振型半導体レーザ１０は、図９に示すように、いわゆるリッジ(Ridge) 構造を有し、可飽和吸収体(SAR;Saturable Absorbing Reagion) を活性層内の光導波路両脇に設けて自励発振を行わせている。
この場合、図９に示すように、電流広がりによって生じる活性層内ゲイン領域（その幅をＧとする）をできるだけ狭くし、逆に光導波スポットサイズ（その幅をＰとする）を比較的大きめに設定して、Ｐ＞Ｇなる関係を満たした場合、この差分が可飽和吸収体として機能し、自励発振を生じさせていた。
このために具体的には導波の屈折率差Δｎを０．００５〜０．００１程度のインデックスガイド(Index Guide) とゲインガイド(Gain Guide)の中間的なガイドとしてこの関係を満足させている。
【００１２】
ところが、このような従来の半導体レーザでは、可飽和吸収体の広さが光の広がり具合と電流の広がり具合の程度の微妙な釣り合いで決まるため、「自励発振を生じるレーザの歩留りが悪い」、「自励発振が高温動作時に電流拡散が増え、可飽和吸収体を狭くすることで抑制される」、「高出力動作時に同様に電流拡散が増え、可飽和吸収体を狭くし抑制される」等の不安定性が見られる。
特に、高温、高出力時にいわゆるパルセーション(Pulsation) が停止し、ノイズの問題が発生する。
【００１３】
さらに、自励発振型半導体レーザは、一般に電流しきい値Ｉthが通常のインデックスガイド型やゲインガイド型に比べてかなり高く（１．５倍程度）、また方式によってはいわゆるＬ−Ｉ特性に電流しきい値Ｉth付近で立上がりの鋭いキンクを生じるものであり、レーザ応用上ネックになっている。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１導電型の第１のクラッド層と、上記第１のクラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された第２導電型の第２のクラッド層と、上記第２のクラッド層に設けられたストライプ部の両側の部分に第１導電型の電流狭窄層が埋め込まれた電流狭窄構造を有し、レーザ共振器内部に可飽和吸収体が活性層の両脇に形成された自励発振型半導体レーザであって、上記ｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な横方向の導波に関して作りつけの屈折率差Δｎを０．００３以下としてパルセーションを維持して発生可能な範囲内に保持するように、上記第１導電型の第１のクラッド層側のガイド層の厚さを上記第２導電型の第２のクラッド層側のガイド層の厚さより厚くした非対称構造を備えた保持機構を有し、かつ上記導波の外側にあたる上記第２のクラッド層の厚さｄが４００ｎｍ以下であり、上記ストライプ部を通して活性層に対して注入される電流の横方向の広がりが略上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗの近傍に抑止されており、上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗが、４μｍ以下である。
【００１９】
また、本発明では、上記第１導電型の第１のクラッド層中に、光モードを第１の導電側に引き込むモード引き込み層が設けられている。
【００２０】
また、本発明では、上記モード引き込み層は、その屈折率を前記第１のクラッド層の屈折率をより高く設定して構成されている。
【００２１】
また、本発明では、前記活性層がＧａＩｎＰを含有し、前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド層がＡｌＧａＩｎＰを含有する。
【００２２】
また、本発明では、前記活性層がＧａＩｎＰを含有し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記モード引き込み層がＡｌＧａＩｎＰを含有し、前記モード引き込み層におけるＡｌの組成比が、前記活性層中のＡｌの組成比より大きく、前記第１のクラッド層のＡｌの組成比より小さい。
【００２３】
本発明によれば、自励発振型半導体レーザの動作時に、電流はストライプ部を流れるが、この場合、第２のクラッド層の電流狭窄層との間の厚さｄが４００ｎｍ以下の十分に小さい値に設定されていることから、横方向の電流の広がりは、ストライプ幅Ｗ程度に抑えられる。
また、第１のクラッド層側のガイド層の厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化され、さらには光モードを第１導電側に引き込むように、たとえば第１のクラッド層より屈折率を高くしたモード引き込み層が設けられていることから、横方向の導波に関して、ストライプ部に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎが、パルセーションを持続して発生可能な０．００３以下の範囲内の小さな値に維持されている。
したがって、横方向への光の広がりは、ストライプ幅Ｗより大きくなり、いわゆるインデックスガイドにように光が絞り込まれ、パルセーションが発生しなくなるということがなく、パルセーションが安定に持続して発生される。
すなわち、自励発振が安定に行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの第１の実施形態を示す断面図である。
なお、ここではＡｌＧａＩｎＰ系の材料により レーザ共振器内部に可飽和吸収体が活性層の両脇に形成された自励発振型半導体レーザを構成した場合を示す。
【００２５】
図１に示すように、この自励発振型半導体レーザ１００は、ｎ型（第１導電型）ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第１のクラッド層）１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型（第２導電型）ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第２のクラッド層）１０４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６が順次積層されている。
そして、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６は、一方向に延びるメサ型のストライプ形状を有している。
すなわち、これらのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６からストライプ部１０７が構成されている。
このストライプ部１０７の両側の部分にはｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８が埋め込まれ、これにより電流狭窄構造が形成されている。
【００２６】
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８の上には、たとえばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極のようなｐ側電極１０９が設けられている。
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面には、たとえばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極のようなｎ側電極１１０が設けられている。
【００２７】
そして、自励発振型半導体レーザ１００においては、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄが、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定される。
さらに、いわゆる横方向（ｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な方向）の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化されている。
【００２８】
図２は、このＳＣＨ構造を非対称化した図１の自励発振型半導体レーザ１００のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４に亘る屈折率分布を示す図である。
このような非対称化構造を実現することにより、いわゆる光モードがｎ側に引き込まれ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを４００ｎｍ以下の小さい値に設定しても、横方向の屈折率差Δｎを０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できる。
【００２９】
なお、非対称の程度は、屈折率差Δｎとして０．００３以下０．００１以上、可能ならば０．００２以下０．００１２以上程度となるように構成される。
【００３０】
また、自励発振型半導体レーザ１００においては、メサ形状底部のストライプ幅Ｗが、Ｗ≦４．０μｍに設定されている。
【００３１】
図３に、図１の自励発振型半導体レーザ１００におけるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４部分の化合物の各組成比例を示す。
図３に示すように、ｎ型クラッド層１０２は（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0. 5 Ｐ、活性層１０３を含むｎ型クラッド層側の領域は（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ／ＧａＩｎＰ、ｐ型クラッド層１０３は（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐとなるように構成される。
【００３２】
以上のような構造を有する自励発振型半導体レーザ１００の製造は、周知の一般的な方法で行われる。以下に、製造方法の概略を簡単に説明する。
【００３３】
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６を、たとえば有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により順次成長させる。
またこのとき、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化される。
次に、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６上に所定形状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをエッチングマスクとして用いて、臭酸系のエッチング液などを用いたウェットエッチング法により、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の厚さ方向の所定の深さまでエッチングする。
これにより、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の上層部、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０５およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６が一方向に延びる所定幅のストライプ形状にパターニングされる。すなわち、ストライプ部１０７が形成されるとともに、厚さｄがたとえば４００ｎｍ以下に設定される。
【００３４】
次に、エッチングマスクとして用いたレジストパターンを成長マスクとして用いて、ストライプ部１０７の両側の部分にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８を形成する。
次に、成長マスクとして用いたレジストパターンを除去した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６およびｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０８の上にｐ側電極１０９を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面にｎ側電極１１０を形成する。
【００３５】
以上により、自励発振型半導体レーザ１００の製造が完了する。
【００３６】
次に、上記構成による動作を説明する。
自励発振型半導体レーザ１００の動作時に、電流はストライプ部１０７を流れるが、この場合、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄが４００ｎｍ以下の十分に小さい値に設定されていることから、横方向の電流の広がりは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のストライプ幅Ｗ程度に抑えられる。
一方、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造が非対称化されていることから、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）が、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値に維持されている。
したがって、横方向への光の広がりは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のストライプ幅Ｗより大きくなり、いわゆるインデックスガイドにように光が絞り込まれ、パルセーションが発生しなくなるということがなく、パルセーションが安定に持続して発生される。
すなわち、自励発振が安定に行われる。
【００３７】
図４および図５は、図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
図４において、横軸はウェル数（但し、Δｎ≒１．５×１０-3に固定）を、縦軸は相対ノイズＲＩＮをそれぞれ表している。
また、図５において、横軸は屈折率差Δｎ（但し、ウェル数＝６に固定）を、縦軸は相対ノイズＲＩＮをそれぞれ表している。
また、両図とも、常温（２５°Ｃ）と高温（６０°ｃ）におけるシミュレーション結果を示している。
【００３８】
図からわかるように、最も安定した自励発振を得られる構造は、ストライプ幅Ｗ＝３．５μｍ、ウェル数＝７、屈折率差Δｎ＝１．６×１０-3（０．００１６）である。
すなわち、シミュレーションの結果、前述したメサ形状底部のストライプ幅Ｗが、Ｗ≦４．０μｍに設定され、屈折率差Δｎとして０．００３以下０．００１以上、可能ならば０．００２以下０．００１２以上程度となるように構成されるという条件の正当性を裏付ける結果が得られている。
【００３９】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定し、さらに、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造を非対称化させたので、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【００４０】
第２実施形態
図６は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの第２の実施形態を示す断面図である。
【００４１】
本第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２中に、光モードをｎ側に引き込むため、すなわち横方向の屈折率差Δｎをパルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持できるようにするために、モード引き込み層１０２ｂを設けたことにある。
このモード引き込み層１０２ｂを持つ構成は、それ単独、または第１の実施形態で示したｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２側のガイド層１０２ａの厚みを増やし、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造に加えて設けることが可能である。
特に、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造に加えて設ける場合には、ＳＣＨ構造を非対称化させた構造のみでは屈折率差Δｎの調整が困難な場合に有効である。
【００４２】
モード引き込み層１０２ｂとしては、ｎ型クラッド層１０２中に屈折率がクラッド層より高い活性層やガイド層に近い層を挿入にして構成される。
具体的には、ＡｌＧａＩｎＰにおけるＡｌの組成比ｘを（活性層中のＡｌの組成比）＜ｘ＜（クラッド層のＡｌの組成比）、本実施形態においては、０＜ｘ＜０．７の範囲内にある値、たとえば０．５に設定される。
したがって、モード引き込み層１０２ｂは（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのように構成される。
なお、光の吸収を避けるため活性層のバンドギャップにより大きい組成にすることが望ましい。
【００４３】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の場合と同様に、パルセーションを安定に生じさせるために、電流は活性層横方向に広がらず、光スポットは広がらせその差を大きくして、可飽和吸収領域を広く確保するように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４の電流狭窄層１０８との間の厚さｄを、たとえばｄ≦４００ｎｍ、好適にはｄ≦３５０ｎｍ程度に設定し、さらに、横方向の導波に関して、ストライプ部１０７に対応する部分とその両側に対応する部分との屈折率差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を、パルセーションを持続して発生可能な０．００１〜０．００３の範囲内の小さな値を維持でき、これにより、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【００４４】
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ系の自励発振型半導体レーザを例に説明したが、本発明がＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＺｎＭｇＳＳｅ／ＺｎＳ系等、種々のレーザに適用できることはいうまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造歩留りが高く、高温動作時や高出力動作時においても安定に自励発振する自励発振型半導体レーザを実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自励発振型半導体レーザの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】ＳＣＨ構造を非対称化した図１の自励発振型半導体レーザのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、ＧａＩｎＰ活性層、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層に亘る屈折率分布を示す図である。
【図３】図１の自励発振型半導体レーザ１００におけるｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２、ＧａＩｎＰ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４部分の化合物の各組成比例を示す図である。
【図４】図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化または固定させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
【図５】図１の自励発振型半導体レーザの、ウェル（Ｗｅｌｌ）数、屈折率差Δｎ、ストライプ幅Ｗの各構造パラメータを変化または固定させた場合の構造パラメータ依存性を示す図である。
【図６】本発明に係る自励発振型半導体レーザの第２の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来の自励発振型半導体レーザの構成例を示す断面図である。
【図８】図７に示す自励発振型半導体レーザの屈折率分布を示す略線図である。
【図９】従来の自励発振型半導体レーザのゲイン幅と光スポット幅との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１００，１００Ａ…自励発振型半導体レーザ、１０１…ｎ型ＧａＡｓ基板、１０２…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０２ａ…ガイド層、１０２ｂ…モード引き込み層、１０３…ＧａＩｎＰ活性層、１０４…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０５…ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、１０６…ｐ型ＧａＡｓキャップ、１０７…ストライプ部、１０８…ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、１０９…ｐ側電極、１１０…ｎ側電極。
Claims (3)
- 第１導電型の第１のクラッド層と、上記第１のクラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された第２導電型の第２のクラッド層と、上記第２のクラッド層に設けられたストライプ部の両側の部分に第１導電型の電流狭窄層が埋め込まれた電流狭窄構造を有し、レーザ共振器内部に可飽和吸収体が活性層の両脇に形成された自励発振型半導体レーザであって、
上記ｐｎ接合と平行で、かつ、共振器長方向と垂直な横方向の導波に関して作りつけの屈折率差Δｎを０．００３以下としてパルセーションを維持して発生可能な範囲内に保持するように、上記第１導電型の第１のクラッド層側のガイド層の厚さを上記第２導電型の第２のクラッド層側のガイド層の厚さより厚くした非対称構造を備えた保持機構を有し、かつ
上記導波の外側にあたる上記第２のクラッド層の厚さｄが４００ｎｍ以下であり、上記ストライプ部を通して活性層に対して注入される電流の横方向の広がりが略上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗの近傍に抑止されており、
上記ストライプ部の底部のストライプ幅Ｗが、４μｍ以下であり、
上記第１導電型の第１のクラッド層中に、光モードを第１の導電側に引き込むモード引き込み層が設けられている
自励発振型半導体レーザ。 - 上記モード引き込み層は、その屈折率を前記第１のクラッド層の屈折率をより高く設定して構成されている
請求項１記載の自励発振型半導体レーザ。 - 前記活性層がＧａＩｎＰを含有し、前記第１のクラッド層、前記第２のクラッド層及び前記モード引き込み層がＡｌＧａＩｎＰを含有し、
前記モード引き込み層におけるＡｌの組成比が、前記活性層中のＡｌの組成比より大きく、前記第１のクラッド層のＡｌの組成比より小さい
請求項１記載の自励発振型半導体レーザ。
Priority Applications (3)
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