JP6753236B2 - ブロードエリア半導体レーザ素子 - Google Patents
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Description
切れさせることが示されている。
図1は、実施の形態1に係るブロードエリア半導体レーザ素子の平面図である。このレーザ素子は屈折率導波型のブロードエリア半導体レーザ素子である。図1は平面図すなわち結晶成長面側からブロードエリア半導体レーザ素子を見た図である。このブロードエリア半導体レーザ素子は、実効屈折率がneの導波路領域1と、実効屈折率がnfのフィルタ領域2を備えている。実効屈折率とは、光が実質的に感じる屈折率であり、結晶成長方向の各層の組成と層厚及び活性領域の幅をもとに等価屈折率法等で求めることができる。導波路領域1の実効屈折率neはフィルタ領域2の実効屈折率nfよりも小さい。つまり、ne<nfである。導波路領域1とフィルタ領域2は、前端面3aと後端面3bを有する共振器を構成している。フィルタ領域2は後端面3bに接して設けられた長さがLの領域であり、共振器長手方向と垂直な方向に一様な実効屈折率を有し、電流は注入されない。半導体レーザ素子の端面に平行な方向をx、結晶成長方向をy、半導体レーザ素子端面に垂直な方向をzとする。端面とは、前端面3aと後端面3bのことである。
図10は、実施の形態2に係る屈折率導波型のブロードエリア半導体レーザ素子の平面図である。この共振器は、導波路領域31と、後端面3bに接して設けられたフィルタ領域32を備えている。導波路領域31の実効屈折率neはフィルタ領域32の実効屈折率nfよりも大きい。つまり、実施の形態1と異なり、ne>nfとなっている。導波路領域31は、幅がWで屈折率がnaの活性領域31aと、活性領域31aの外側に設けられ屈折率がnaよりも小さいncであるクラッド領域31bを有している。
図16は、実施の形態3に係るブロードエリア半導体レーザ素子の平面図である。実施の形態3に係る素子は、利得導波型のブロードエリア半導体レーザ素子である。この素子は、導波路領域51と、電流が注入されないフィルタ領域52を備えた共振器である。導波路領域51は、電流が注入される活性領域51aと、活性領域51aの外側に設けられ電流が注入されないクラッド領域51bとを有している。
図22は、実施の形態4に係るブロードエリア半導体レーザ素子の平面図である。この素子は、屈折率導波型と利得導波型のどちらとしてもよい。この素子は、活性領域の形状に特徴がある。
Claims (19)
- 前端面と後端面を有し、導波路領域と、フィルタ領域とを有する共振器を備え、
前記導波路領域の実効屈折率は前記フィルタ領域の実効屈折率よりも小さく、
前記導波路領域は、幅がWで屈折率がnaの電流が注入される活性領域と、前記活性領域の外側に設けられ屈折率が前記naよりも小さいncであるクラッド領域を有し、前記フィルタ領域は矩形形状を有する前記共振器の長辺に平行な方向に対して垂直な方向に一様な実効屈折率を有し、
前記共振器から出射されるレーザ光の波長をλとした場合、以下の数式を満たすことで複数のモードを許容し、
- 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は直線であることを特徴とする請求項1に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は曲線であることを特徴とする請求項1に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記後端面に接して設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記前端面にも前記後端面にも接しないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記活性領域は、前記フィルタ領域の前記前端面側に接する部分で前記フィルタ領域に対して凸となり、前記フィルタ領域の前記後端面側に接する部分で前記フィルタ領域に対して凸となることを特徴とする請求項5に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は直線であることを特徴とする請求項7に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は曲線であることを特徴とする請求項7に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記後端面に接して設けられたことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記前端面にも前記後端面にも接しないことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は、前記前端面側で前記活性領域に対して凸となり、前記後端面側で前記活性領域に対して凸となることを特徴とする請求項11に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前端面と後端面を有し、導波路領域と、電流が注入されないフィルタ領域を備えた共振器を備え、
前記導波路領域は、電流が注入される活性領域と、前記活性領域の外側に設けられ電流が注入されないクラッド領域とを有し、
平面視で前記フィルタ領域は前記活性領域に対して凸となることを特徴とする利得導波型のブロードエリア半導体レーザ素子。 - 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は直線であることを特徴とする請求項13に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記活性領域と前記フィルタ領域の境界線は曲線であることを特徴とする請求項13に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記後端面に接して設けられたことを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は前記前端面にも前記後端面にも接しないことを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記フィルタ領域は、前記前端面側で前記活性領域に対して凸となり、前記後端面側で前記活性領域に対して凸となることを特徴とする請求項17に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
- 前記曲線の曲率は、前記曲線の中央部よりも前記曲線の両端部で大きくなっていることを特徴とする請求項3、9、15のいずれか1項に記載のブロードエリア半導体レーザ素子。
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