JPH011290A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば光通信に用いられて、光ファイバが
結合される半導体レーザ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば１９８５年秋応用物理学会講演会予稿
集ｐ２１３．３ｐ−Ｎ−４に示された従来の面発光型半
導体レーザ（以下単に面発光レーザと略す）の構造を示
す断面図である。

この図において、１は活性層、２は上クラッド層、３は
下クラッド層、４はバッファ層、５は基板層、６は誘電
体多層膜で構成されるミラーで、上クラッド層２の上部
に形成されている。７は上側７４ｈ、８は窓として働く
キャップ層、９はミラーで、下クラッド層３の下部に形
成されている。

１０は下側電極、１１は電流遮断のための絶縁膜、１２
は外部に出射されたレーザ光である。

次に動作について説明する。

活性層１．上、下部クラッド層２．３とから構成される
ダブルへテロ構造に順方向バイアスが加わるように上側
、下側各電極７．１０に電圧を加えてゆくと、活性層１
より発生した光はミラー６とミラー９による反射を繰り
返し受けて発振に到リ、ミラー６の誘電体多層膜を通り
抜けて外部にレーザ光１２として出射される。通常、発
光領域が１０〜２０μｍφであるため、出射された光の
ファーフィールドパターン（遠視野像）は、単峰の場合
、数°以上の半値全角を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の面発光レーザは、出射ビームを光フ
ァイバ等の外部光部品へ結合させる場合、結合効率を上
げるために集光用レンズが必要であるため、光学系全体
のコストが高価になるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、集光用レンズを用いないで出射ビームを結合効率
良く光ファイバ等の外部光部品と結合できる半導体レー
ザ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体レーザ装置は、レーザ光が出射さ
れるミラーの面上に遠視野上で光を集光するフレネルゾ
ーン構造を有する膜を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、レーザ光がフレネルゾーン構造を
有する膜により遠視野上で集光される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例の構造
を示す断面図である。

この図において、第３図と同一符号は同一部分を示し、
１３はフレネルゾーン膜で、ミラー６上に金属、誘電体
、有機物質のいずれかを用いて形成されている。

第２図はこの発明の半導体レーザ装置で用いるフレネル
ゾーンのパターンを示す図である。

この図において、第１図と同一符号は同一部分を示し、
ｒｌは黒塗りした部分の中心から数えてｍ番目の円の半
径、ｄ　ｒｍは黒塗りした部分の中心から数えてｍ番目
のゾーン幅である。

次に動作について説明する。

フレネルゾーンの黒塗りした部分は、レーザ光に対して
不透明になった遮光部分であり、中心から数えてｍ番目
の円の半径ｒ、、、は、次式を用いて与えられる。

λはレーザ光の波長、ｆは焦点距離である。

この発明の半導体レーザ装置も従来のものと同様に、上
側、下側各電極に順方向の重圧を加えて空くと活性層１
より発生した光はミラー６とミラー９間での反射を繰り
返し受けて発振に到り、ミラー６の誘電体多層膜を通り
抜けてその端面より外部にレーザ光１２として出射され
る。ここで出射されるレーザ光は従来のものから出射さ
れるような発散光ではなく、フレネルゾーンの回折リン
グによって効果的に遠視野上に集光されるため遠視野上
で最小ビーム径をもつようになる。

この最小ビーム径は次式で与えられる。

ωは最小ビーム径、ｄは発光領域の半径、ｆはフレネル
ゾーン膜１３の焦点距離、λはレーザ光の波長、ｋは定
数である。

Ｗ、　点”＆　雛ｔはフレネルゾーン膜１３のパターン
により任意に変えられるため、最小ビームの遠ｍ野上の
位置および最小ビーム径ωの値を任意に設定することが
できる。

このため、外部光学系、例えばコア径９μｍ程度のシン
グルモードファイバと結合する場合、第１式および第２
式を用いて所定の寸法に構成したフレネルゾーン膜１３
を用いれば、レンズを用いなくとも非常に効率良くシン
グルモードファイバのコア層内にレーザ光を導入するこ
とができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、レーザ光が出射される
ミラーの面上に遠視野上で光を集光するフレネルゾーン
構造を有する膜を設けたので、遠視野上で集光されたレ
ーザ光を得られ、光ファイバ等との結合効率を上げるた
めに集光用レンズが不要となり、光学系全体のコストが
安価になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例の構造
を示す断面図、第２図はフレネルゾーンのパターンを示
す図、第３図は従来の半導体レーザ装置の構造を示す断
面図である。 図において、１は活性層、２は上クラッド層、３は下ク
ラット層、４はバッファ層、５は基板層、６．９はミラ
ー、７は上側電極、８はキャップ層、１０は下側電極、
１１は絶縁膜、１２はレーザ光、１３はフレネルゾーン
膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　　　　（外２名）第　１　図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも下クラッド層、活性層および上クラッ
   ド層を有するとともに、前記下クラッド層の下面の一部
   および前記上クラッド層の上面の一部に光を共振するミ
   ラーを備え、前記ミラーの少なくとも一方よりレーザ光
   が出射される面発光型半導体レーザ装置において、レー
   ザ光が出射される前記ミラーの面上に遠視野上で光を集
   光するフレネルゾーン構造を有する膜を設けたことを特
   徴とする半導体レーザ装置。
2. （２）フレネルゾーン構造は、遮光パターンが中心部を
   始点とするものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の半導体レーザ装置。