JPH01129486A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH01129486A JPH01129486A JP62289953A JP28995387A JPH01129486A JP H01129486 A JPH01129486 A JP H01129486A JP 62289953 A JP62289953 A JP 62289953A JP 28995387 A JP28995387 A JP 28995387A JP H01129486 A JPH01129486 A JP H01129486A
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- laser device
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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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。
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、単一波長で発振する半導体レーザ装置に関
するものである。
するものである。
第３図は、例えば特開昭６０−２１６５９５号公報に示
された従来の単一波長半導体レーザ装置を示す断面図で
ある。
された従来の単一波長半導体レーザ装置を示す断面図で
ある。
この図において、１はｎ−ＩｎＰ からなるクラッド層
、２はＩｎＧａＡｓＰ からなる活性層、３はｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ からなるガイド層、４は回折格子、５は
ｐ−ＩｎＰ からなるクラッド層、６は臂開面、７は無
反射コーテイング膜、８は金属または誘電体多層膜であ
る。
、２はＩｎＧａＡｓＰ からなる活性層、３はｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ からなるガイド層、４は回折格子、５は
ｐ−ＩｎＰ からなるクラッド層、６は臂開面、７は無
反射コーテイング膜、８は金属または誘電体多層膜であ
る。
次に動作について説明する３゜
単一波長半導体レーザ装置に順バイアスを印加して電流
を注入すると、広いバンドギャッ７゛をもつクラッド層
１とクラッド層５からそれぞれ電子およびホールが活性
層２内に注入されて閉じ込められる。そして、活性層２
で再結合発光した光は屈折率の高い活性層２内を進行し
、その一部は屈折率のわずかに小さいガイド層３にしみ
出す。すなわち、活性層２とガイド層３とで作りっけの
導波路が形成されている。
を注入すると、広いバンドギャッ７゛をもつクラッド層
１とクラッド層５からそれぞれ電子およびホールが活性
層２内に注入されて閉じ込められる。そして、活性層２
で再結合発光した光は屈折率の高い活性層２内を進行し
、その一部は屈折率のわずかに小さいガイド層３にしみ
出す。すなわち、活性層２とガイド層３とで作りっけの
導波路が形成されている。
また、ガイド層３とクラ・ソド■ｄ５のへテロ接合界面
に周期的な凹凸形成による回折格子４を設けて等価的に
周期的な屈折率変化を作り出しているため、導波路はブ
ラッグ反射現象を有するブラ・７ゲ導波路となっており
、このブラッグ導波路自身が共振器となって、かつ利得
を持っている０、シたがって、活性層２の組成で決まる
波長の光のうち、回折格子４で選択される光が外部に取
り出されることになる。
に周期的な凹凸形成による回折格子４を設けて等価的に
周期的な屈折率変化を作り出しているため、導波路はブ
ラッグ反射現象を有するブラ・７ゲ導波路となっており
、このブラッグ導波路自身が共振器となって、かつ利得
を持っている０、シたがって、活性層２の組成で決まる
波長の光のうち、回折格子４で選択される光が外部に取
り出されることになる。
一般的には端面反射がない場合、ブラッグ波長から等間
隔に離れた２つの縦モードが発振するが、端面反射を有
する場合、端面の位相によってスペクトルは大きく左右
される。
隔に離れた２つの縦モードが発振するが、端面反射を有
する場合、端面の位相によってスペクトルは大きく左右
される。
第４図（ａ）は、第４図（ｂ）に示すように両端面が臂
開されて端面反射を有する場合のメインモードとサブモ
ードのしきい値利得差と端面の位相の関係を示す図であ
る。
開されて端面反射を有する場合のメインモードとサブモ
ードのしきい値利得差と端面の位相の関係を示す図であ
る。
しかし、一般に単一モード発振を得るために端面の回折
格子の位相を制御することは非常に困難であるため、回
折格子内で位相調整を施す方法と、端面反射効果による
方法とを用いている。
格子の位相を制御することは非常に困難であるため、回
折格子内で位相調整を施す方法と、端面反射効果による
方法とを用いている。
第３図に示した従来例は、前端直に無反射コーテイング
膜７を、後端面に無反射コーテイング膜７と金属または
誘電体多層膜８からなる高反射コーテイング膜を施すこ
とによや、単一モード発振歩留りを上げている。
膜７を、後端面に無反射コーテイング膜７と金属または
誘電体多層膜８からなる高反射コーテイング膜を施すこ
とによや、単一モード発振歩留りを上げている。
また、第５図は端面反射率に依存する単一モード発振歩
留りを示す図である。
留りを示す図である。
上記のような従来の単一波長半導体レーザ装置では、単
一モード発振歩留りを上げろために、非対称コーティン
グを行ってるが、前端面ば戻り光による影響を防ぐため
と、成膜技術上の問題から完全に無反射コーティングと
することができず、さらに後端面はモニタ光を採光する
関係上、完全に全反射コーティングとすることができな
い。このため、端面の位相の影響を無視することができ
ず、第５図に示すように、単一モード歩留りを１００％
にすることができないという問題点があった。
一モード発振歩留りを上げろために、非対称コーティン
グを行ってるが、前端面ば戻り光による影響を防ぐため
と、成膜技術上の問題から完全に無反射コーティングと
することができず、さらに後端面はモニタ光を採光する
関係上、完全に全反射コーティングとすることができな
い。このため、端面の位相の影響を無視することができ
ず、第５図に示すように、単一モード歩留りを１００％
にすることができない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、壱開面の位置を問題にすることなく、単一モード
発振歩留りを高（することが可能な半導体レーザ装置を
得ることを目的とする。
ので、壱開面の位置を問題にすることなく、単一モード
発振歩留りを高（することが可能な半導体レーザ装置を
得ることを目的とする。
［問題点を解決ずろための手段〕
この発明に係る半導体レーザ装置は、低反射のコーテイ
ング膜上に反射率がその形成前と変わらず端面で反射さ
れる光の位相のみが変わる誘電体膜を形成したものであ
る。
ング膜上に反射率がその形成前と変わらず端面で反射さ
れる光の位相のみが変わる誘電体膜を形成したものであ
る。
この発明においては、誘電体膜により反射率が一定のま
ま位相のみが変化し、メインモードとサブモード間のし
きい値利得差も変化する。
ま位相のみが変化し、メインモードとサブモード間のし
きい値利得差も変化する。
第１図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
この図において、第３図と同一符号は同一のものを示し
、７ａは、例えば膜厚が１７４波長の５ｉＮ（無反射コ
ーラ・フイング膜）、９は誘電体膜で、厚さが１７４波
長より薄いｓｉＮ膜９ ａ 、 Ｓ ｉＯＪ笈９ｂとＡ
ｔ’２０．膜９Ｃとから構成されている。
、７ａは、例えば膜厚が１７４波長の５ｉＮ（無反射コ
ーラ・フイング膜）、９は誘電体膜で、厚さが１７４波
長より薄いｓｉＮ膜９ ａ 、 Ｓ ｉＯＪ笈９ｂとＡ
ｔ’２０．膜９Ｃとから構成されている。
また、第２図は、第１図に示した半導体レーザ装置を製
造する条件を示すフローチャー１・であり、（１）〜（
４）は各ステップを示す。
造する条件を示すフローチャー１・であり、（１）〜（
４）は各ステップを示す。
次に、第２図を参照して製造手順を説明する。
まず、結晶成長が終了して切り出されたチップの両端に
、第３図に示した半導体レーザ装置のように、それぞれ
ＳｉＮ 膜７ａおよび金属または誘電体多層膜８をコー
ティングする（ステップ（１））。
、第３図に示した半導体レーザ装置のように、それぞれ
ＳｉＮ 膜７ａおよび金属または誘電体多層膜８をコー
ティングする（ステップ（１））。
次に、電源を接続して発振スペクトルを測定して（２）
、単一縦モードで発振するか否かのｆｌＩ定を行い（ス
テップ（３））単一縦モードで発振すればそのまま終了
するが、単一縦モードで発振しないものについてはＳｉ
Ｎ 膜７ａ上に誘電体膜９を形成する（ステップ（４）
）。
、単一縦モードで発振するか否かのｆｌＩ定を行い（ス
テップ（３））単一縦モードで発振すればそのまま終了
するが、単一縦モードで発振しないものについてはＳｉ
Ｎ 膜７ａ上に誘電体膜９を形成する（ステップ（４）
）。
そして、再度ステップ（２）へ戻ってスペクトル測定を
行い、単一縦モードで発振することがわかれば終了する
。
行い、単一縦モードで発振することがわかれば終了する
。
すなわち、第３図に示したような非対称コー１−を行っ
ただけでは発振歩留りが１００％にならないため、この
発明では誘電体膜９を付加して位相を変化させ、１０（
）％単一モード発振するようにしている。
ただけでは発振歩留りが１００％にならないため、この
発明では誘電体膜９を付加して位相を変化させ、１０（
）％単一モード発振するようにしている。
追加コー】・を施す前、すなわち誘電体膜９を形成する
的の状態では、ＳｉＮ膜７ａが１／４波長厚なので、理
論的には端面反射率は０％とな９無反射となるが、実際
には成膜上の問題から完全に０％とはならず、位相の影
響を受けるようになっている。ＳｉＮ膜単層の場合、膜
厚がθ〜１７２波長の間で、反射率が３１％→Ｏ％−３
１％２位相がＯ０→３６０°と変化する。
的の状態では、ＳｉＮ膜７ａが１／４波長厚なので、理
論的には端面反射率は０％とな９無反射となるが、実際
には成膜上の問題から完全に０％とはならず、位相の影
響を受けるようになっている。ＳｉＮ膜単層の場合、膜
厚がθ〜１７２波長の間で、反射率が３１％→Ｏ％−３
１％２位相がＯ０→３６０°と変化する。
ところで、非対称コートを行っても単一モード発振しな
い場合は、端面の位相の影響でメインモードとサブモー
ド間のしきい値利得差が小さくなっている場合である。
い場合は、端面の位相の影響でメインモードとサブモー
ド間のしきい値利得差が小さくなっている場合である。
この発明では、誘電体膜９の第１石目に同−材料である
ＳｉＮ膜９ａを１７４波長より薄い股厚分だけ形成して
おり、これにより反射率は上がるが位相はずれる。そし
て、さらにその上に５ｉｎ２膜９ｂ、Ａｔ’２０３膜９
°Ｃを形成することにより反射率をほぼ初めと同じにし
、位相だけを変化させている。
ＳｉＮ膜９ａを１７４波長より薄い股厚分だけ形成して
おり、これにより反射率は上がるが位相はずれる。そし
て、さらにその上に５ｉｎ２膜９ｂ、Ａｔ’２０３膜９
°Ｃを形成することにより反射率をほぼ初めと同じにし
、位相だけを変化させている。
したがって、追加コートを施す前よりもしきい値利得差
を大きくとれ、単一モード発振が可能となる。
を大きくとれ、単一モード発振が可能となる。
なお、上記実施例では前端面のみに追加コー１−を施し
た場合を示したが、後端面の反射を完全に全反射としな
くてもよい場合には後端面に追加コ−１−を施して位相
を変化させてもよい３゜〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、低反射のコーティング
股上に反射率がその形成前と変わらず端面で反射される
光の位相のみが変わる誘電体膜を形成したので、非対称
コーテイング膜を形成したにもかかわらず、単一波長発
振しない半導体レーザ装置を単一波長で発振させること
ができるようになり、単一発振歩留りを向上させること
ができるという効果がある。
た場合を示したが、後端面の反射を完全に全反射としな
くてもよい場合には後端面に追加コ−１−を施して位相
を変化させてもよい３゜〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、低反射のコーティング
股上に反射率がその形成前と変わらず端面で反射される
光の位相のみが変わる誘電体膜を形成したので、非対称
コーテイング膜を形成したにもかかわらず、単一波長発
振しない半導体レーザ装置を単一波長で発振させること
ができるようになり、単一発振歩留りを向上させること
ができるという効果がある。
第１図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す
断面図、第２図は、第１図に示した半導体レーザ装置を
製造する条件を示すフローチャー１・、第３図は従来の
単一波長半導体レーザ装置を示す断面図、第４図はしき
い値利得差と端面の位相の関係を説明するための図、第
５図は端面反射率に依存する単一モード発振歩留りを示
す図である。 図において、１，５はクラッド層、２は活性層、３はガ
イド層、４は回折格子、６は臂開面、７ ａ ｔ９ａは
ＳｉＮ 膜、８は金属または誘電体多層膜、９は誘電体
膜、９ｂはＳｉＯ，＋膜、９ＣはＡｌ２Ｏ。 腰である、。 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 ＆ｆ ＜外２名）第１図 第２図 第３図 第４図 （ａ） （ｂ）
断面図、第２図は、第１図に示した半導体レーザ装置を
製造する条件を示すフローチャー１・、第３図は従来の
単一波長半導体レーザ装置を示す断面図、第４図はしき
い値利得差と端面の位相の関係を説明するための図、第
５図は端面反射率に依存する単一モード発振歩留りを示
す図である。 図において、１，５はクラッド層、２は活性層、３はガ
イド層、４は回折格子、６は臂開面、７ ａ ｔ９ａは
ＳｉＮ 膜、８は金属または誘電体多層膜、９は誘電体
膜、９ｂはＳｉＯ，＋膜、９ＣはＡｌ２Ｏ。 腰である、。 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 ＆ｆ ＜外２名）第１図 第２図 第３図 第４図 （ａ） （ｂ）
Claims (2)
- （１）回折格子を活性領域に有し、活性層と垂直な両端
面にそれぞれ低反射および高反射のコーテイング膜が施
された半導体レーザ装置において、前記低反射のコーテ
ィング膜上に反射率がその形成前と変わらず端面で反射
される光の位相のみが変わる誘電体膜を形成したことを
特徴とする半導体レーザ装置。 - （２）低反射のコーティング膜はＳｉＮ、誘電体膜はＳ
ｉＮ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３から構成されたもの
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289953A JPH01129486A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289953A JPH01129486A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129486A true JPH01129486A (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=17749872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62289953A Pending JPH01129486A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01129486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5282219A (en) * | 1992-02-27 | 1994-01-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser structure having a non-reflection film |
| US6347107B1 (en) * | 1998-07-15 | 2002-02-12 | Eastman Kodak Company | System and method of improving intensity control of laser diodes using back facet photodiode |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62289953A patent/JPH01129486A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5282219A (en) * | 1992-02-27 | 1994-01-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser structure having a non-reflection film |
| US6347107B1 (en) * | 1998-07-15 | 2002-02-12 | Eastman Kodak Company | System and method of improving intensity control of laser diodes using back facet photodiode |
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