JPH01241885A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01241885A JPH01241885A JP7060188A JP7060188A JPH01241885A JP H01241885 A JPH01241885 A JP H01241885A JP 7060188 A JP7060188 A JP 7060188A JP 7060188 A JP7060188 A JP 7060188A JP H01241885 A JPH01241885 A JP H01241885A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- diffraction grating
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- Prior art date
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- Pending
Links
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
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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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
- H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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〕
本発明は、光情報処理に用いられる面発光型半導体レー
ザに関するものである。
ザに関するものである。
面発光型の半導体レーザは、平面上に多数マトリクス状
に配置し、同時にレーザ発振させて固型の信号処理を行
なうために現在研究開発が進められている。面発光半導
体レーザにはさまさ′まな構造か提案されているが、そ
の１つに回折格子を用いた構造かある。第３図は回折格
子を用いた面発光半導体レーザの従来実施例の構造を示
す略図である（たとえは、電子通信学会研究報告０ＱＥ
−８６−１５２，ｐｐ４７−５３）。
に配置し、同時にレーザ発振させて固型の信号処理を行
なうために現在研究開発が進められている。面発光半導
体レーザにはさまさ′まな構造か提案されているが、そ
の１つに回折格子を用いた構造かある。第３図は回折格
子を用いた面発光半導体レーザの従来実施例の構造を示
す略図である（たとえは、電子通信学会研究報告０ＱＥ
−８６−１５２，ｐｐ４７−５３）。
半絶縁性ＧａＡｓ基板１６上のＮ型Ａ＆ｏ３５Ｇ ａ
ｏ、 ６５Ａ ３層１７、Ｇ ａ Ａ Ｓ活性層１８、
Ｎ型Ａ （！ ｏ、 ＋５０ ａ ｏ、 Ｂ、Ａ ｓ層
１９、回折格子２０、Ｎ型Ａ １２０．３５Ｇ ａＯ，
６５Ａ ｓ Ｎ ２１ 、Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層２２か
らなるタフルへテロ構造結晶と、活性層１８を貫通する
Ｚｎ拡散層２３、Ｐ電極２４、Ｎ電極２５からなってい
る。回折格子２０は、レーザ光の発振波長を単一にする
役目と、活性層１８面に対して垂直にレーザ光を放射す
る役目を持っている。レーザ光はＰ電極２４とＮ＠ｉ２
５とのあいたの窓領域３０から活性層１８面に垂直に放
射される。
ｏ、 ６５Ａ ３層１７、Ｇ ａ Ａ Ｓ活性層１８、
Ｎ型Ａ （！ ｏ、 ＋５０ ａ ｏ、 Ｂ、Ａ ｓ層
１９、回折格子２０、Ｎ型Ａ １２０．３５Ｇ ａＯ，
６５Ａ ｓ Ｎ ２１ 、Ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層２２か
らなるタフルへテロ構造結晶と、活性層１８を貫通する
Ｚｎ拡散層２３、Ｐ電極２４、Ｎ電極２５からなってい
る。回折格子２０は、レーザ光の発振波長を単一にする
役目と、活性層１８面に対して垂直にレーザ光を放射す
る役目を持っている。レーザ光はＰ電極２４とＮ＠ｉ２
５とのあいたの窓領域３０から活性層１８面に垂直に放
射される。
従来の面発光型半導体レーザにおいては、垂直方向に放
射されなレーザ光の放射角は、第３図のＸ方向には１程
度度、Ｘ方向には３０度程度となる。このため、Ｘ方向
にこのレーザを多数配置した時には遠方において互いの
レーザ光が重なってしまう。多数の面発光レーザを同時
に動作させて固型の信号処理を行なうためには各レーザ
のレーザ光が重ならないことか必要であり、このレーザ
ではビーム整形用のレンズを設（゛）る必要がある。
射されなレーザ光の放射角は、第３図のＸ方向には１程
度度、Ｘ方向には３０度程度となる。このため、Ｘ方向
にこのレーザを多数配置した時には遠方において互いの
レーザ光が重なってしまう。多数の面発光レーザを同時
に動作させて固型の信号処理を行なうためには各レーザ
のレーザ光が重ならないことか必要であり、このレーザ
ではビーム整形用のレンズを設（゛）る必要がある。
また、レーザ光を小さなスポット、例えは受光素子に集
光するためにはレンズが必要である。
光するためにはレンズが必要である。
（課題を解決するための手段〕
本発明の半導体レーザにおいては、活性層をはさむタフ
ルへテロ構造を有するリング状の第１の領域と、レーザ
光の発振波長を選択し、かっレーザ共振器を形成するた
めの反射鏡となる同心円状の回折格子を有する第２の領
域と、同心円状の変調回折格子を有する第３の領域とか
らなり、かつ前記第１．第２．第３の領域か同心円状に
隣接して配置され、かつ前記同心円の中心から外に向っ
て前記第３の領域、前記第１の領域、前記第２の領域の
順序て配置してあることを特徴とする。
ルへテロ構造を有するリング状の第１の領域と、レーザ
光の発振波長を選択し、かっレーザ共振器を形成するた
めの反射鏡となる同心円状の回折格子を有する第２の領
域と、同心円状の変調回折格子を有する第３の領域とか
らなり、かつ前記第１．第２．第３の領域か同心円状に
隣接して配置され、かつ前記同心円の中心から外に向っ
て前記第３の領域、前記第１の領域、前記第２の領域の
順序て配置してあることを特徴とする。
本発明の半導体レーザは、分布帰還形（以下Ｄ Ｂ Ｒ
と略す）半導体レーザにクレーティングフォトカップラ
をモノリシックに集積化したものを円形にアレイ化した
ものと考えられ、クレーティングフォトカップラが円形
の変調回折格子になっており、このクレーティングフォ
トカップラ領域から円形のレーザ光を素子面に垂直に放
射し、−点に集光することがてきる。このためレーザ光
を集光するためのレンズか不要となる。また、マトリク
ス状に多数配置して各半導体レーーリ゛を同時に動作さ
せてもレーザ光は重なることはない。
と略す）半導体レーザにクレーティングフォトカップラ
をモノリシックに集積化したものを円形にアレイ化した
ものと考えられ、クレーティングフォトカップラが円形
の変調回折格子になっており、このクレーティングフォ
トカップラ領域から円形のレーザ光を素子面に垂直に放
射し、−点に集光することがてきる。このためレーザ光
を集光するためのレンズか不要となる。また、マトリク
ス状に多数配置して各半導体レーーリ゛を同時に動作さ
せてもレーザ光は重なることはない。
第１図は、本発明にかがる半導体レーザの例を出射レー
ザ光方向から見た図、第２図は、第１図のＡ−Ａ′にそ
った断面図である。この半導体レーザはリング状の活性
領域（第１の領域）１、活性領域１を取りまくフラッグ
反射（ＤＢＲ）領域（第２の領域）２、活性領域１に囲
まれたクレープインクフォトカップラ領域（第３の領域
）３がらなっており、これら３つの領域か中心点４に対
して同心円状に配置されている〈第１図）。活性領域１
は、Ｎ型ＧａＡｓ基板５、Ｎ型ＡＪ？ｏ、ｓ５Ｇ ａ
ｏ、 ６５Ａ ８層６、ＧａＡｓ活性層７、Ｐ型Ａ！０
、３’ｔＧａ ｏ、 ６５Ａ ｓ層８、Ｐ型ＧａＡｓ層
９、Ｐ電極１４、Ｎ電極１５がらなっており、層７，８
゜９はリング状になっている。ＤＢＲ領域２は、Ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板５、Ｎ型Ａ ｅ ０．３５Ｇ ａ ０．６５
Ａ Ｓ Ｆ２Ｏ、レーザ光の発振波長に応した単一の周
期を持ち、かつ中心４に中心を持つ同心円状の講がら成
る回折格子１０、高抵抗Ａ ｊ？ Ｏ，ｌ！ｉＧａ ｒ
）８５Ａ Ｓ層］２、高抵抗Ａ ｅ ０．８’ｉａ ａ
ｏ、 ６５Ａ ｓ層１３がらなっている。クレーティ
ングフォトカップラ領域３はＮ型ＧａＡｓ基板５、Ｎ型
Ａ ｅ ０３５Ｇ ａ ０．６＋３Ａｓ層６、中心４に
対して対称で、変調された周期を持つ同心円状の溝から
成る回折格子１１、高抵抗Ａ １２ ｎ、 ＋５Ｇ ａ
０．８５Ａ ３層１２、高抵抗ＡｆｆＯ，３５Ｇ ａ
０．６ＳＡ ８層１３からなっている。各領域２．３
の回折格子はニュートンリクによる干渋縞を利用したフ
ォトエッヂンク技術により作製した。この半導体レーザ
は、回折格子１．０，１１て共振器を構成しており、活
性領域］て発光した光が第２図の矢印３１で示すように
動径方向に伝播し、グレーディングフォ１〜カプラ飴域
３から出射光３２として取り出される。
ザ光方向から見た図、第２図は、第１図のＡ−Ａ′にそ
った断面図である。この半導体レーザはリング状の活性
領域（第１の領域）１、活性領域１を取りまくフラッグ
反射（ＤＢＲ）領域（第２の領域）２、活性領域１に囲
まれたクレープインクフォトカップラ領域（第３の領域
）３がらなっており、これら３つの領域か中心点４に対
して同心円状に配置されている〈第１図）。活性領域１
は、Ｎ型ＧａＡｓ基板５、Ｎ型ＡＪ？ｏ、ｓ５Ｇ ａ
ｏ、 ６５Ａ ８層６、ＧａＡｓ活性層７、Ｐ型Ａ！０
、３’ｔＧａ ｏ、 ６５Ａ ｓ層８、Ｐ型ＧａＡｓ層
９、Ｐ電極１４、Ｎ電極１５がらなっており、層７，８
゜９はリング状になっている。ＤＢＲ領域２は、Ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板５、Ｎ型Ａ ｅ ０．３５Ｇ ａ ０．６５
Ａ Ｓ Ｆ２Ｏ、レーザ光の発振波長に応した単一の周
期を持ち、かつ中心４に中心を持つ同心円状の講がら成
る回折格子１０、高抵抗Ａ ｊ？ Ｏ，ｌ！ｉＧａ ｒ
）８５Ａ Ｓ層］２、高抵抗Ａ ｅ ０．８’ｉａ ａ
ｏ、 ６５Ａ ｓ層１３がらなっている。クレーティ
ングフォトカップラ領域３はＮ型ＧａＡｓ基板５、Ｎ型
Ａ ｅ ０３５Ｇ ａ ０．６＋３Ａｓ層６、中心４に
対して対称で、変調された周期を持つ同心円状の溝から
成る回折格子１１、高抵抗Ａ １２ ｎ、 ＋５Ｇ ａ
０．８５Ａ ３層１２、高抵抗ＡｆｆＯ，３５Ｇ ａ
０．６ＳＡ ８層１３からなっている。各領域２．３
の回折格子はニュートンリクによる干渋縞を利用したフ
ォトエッヂンク技術により作製した。この半導体レーザ
は、回折格子１．０，１１て共振器を構成しており、活
性領域］て発光した光が第２図の矢印３１で示すように
動径方向に伝播し、グレーディングフォ１〜カプラ飴域
３から出射光３２として取り出される。
〔発明の効果〕
本発明の半導体レーザは、分布帰還形半導体レーザにク
レーディンクフオ１〜カップラをモノリシックに集積化
したものを円形にアレイ化したものと考えられ、クレー
ティンクフォ１へカップラが円形の変調回折格子になっ
ており、クレーティングフォトカップラを通して円形の
レーザ光を素子面に垂直に放射し、−点に集光すること
かできる。
レーディンクフオ１〜カップラをモノリシックに集積化
したものを円形にアレイ化したものと考えられ、クレー
ティンクフォ１へカップラが円形の変調回折格子になっ
ており、クレーティングフォトカップラを通して円形の
レーザ光を素子面に垂直に放射し、−点に集光すること
かできる。
しなかってヒーム整形、あるいは集光用のレンスは必要
としない。また、共振器端面はクレーテインクになるな
めへきかいあるいはイオンヒームエッチンク等による端
面形成は不要である。これらの特徴により、本発明の半
導体レーザは、面形の信号処理を行なうための面発光半
導体レーザとして適している。
としない。また、共振器端面はクレーテインクになるな
めへきかいあるいはイオンヒームエッチンク等による端
面形成は不要である。これらの特徴により、本発明の半
導体レーザは、面形の信号処理を行なうための面発光半
導体レーザとして適している。
第１図は、本発明にかかる半導体レーザの出射レーザ光
方向から見た平面図、第２図は、この半導体レーザの第
１図のＡ−Ａ′にそった断面図、第３図は従来実施例の
半導体レーザの構造をし示す概略図である。図において
、 １ ・活性領域、２− Ｄ Ｂ Ｒ領域、３・り°レー
ティングフォトカップラ領域、４・中心点、５ ・Ｎ型
Ｇ ａ Ａ ｓ基板、６．１７．２１．、、Ｎ型Ａ ｌ
６．３゜Ｇ ａ ６．６５Ａ ８層、７，１．８・Ｇ
ａＡｓ活性層、８− Ｐ型Ａ （！ 。３５Ｇ ａ ｏ
、 ６５Ａ ３層、９ Ｐ型ＧａＡｓ層、１０ 回折格
子、１１・・変調回折格子、１２・高抵抗Ａ ｊｌ’
０．１５０ ａ ０．８５Ａ Ｓ層、１３・・高抵抗Ａ
ｊ？ ０３５Ｇ ａ ０．６５Ａ Ｓ層、１４．２４
−・・Ｐ電極、１５．２５・Ｎ電極、１６・・・半絶縁
性ＧａＡｓ基板、１９・・Ｎ型Ａ ｊ’ ０．１５Ｇａ
ｏ、 Ｂ５Ａ ８層、２０・回折格子、２２− Ｎ型
ＧａＡｓ層、２３・・・Ｚｎ拡散層をそれぞれ示す。
方向から見た平面図、第２図は、この半導体レーザの第
１図のＡ−Ａ′にそった断面図、第３図は従来実施例の
半導体レーザの構造をし示す概略図である。図において
、 １ ・活性領域、２− Ｄ Ｂ Ｒ領域、３・り°レー
ティングフォトカップラ領域、４・中心点、５ ・Ｎ型
Ｇ ａ Ａ ｓ基板、６．１７．２１．、、Ｎ型Ａ ｌ
６．３゜Ｇ ａ ６．６５Ａ ８層、７，１．８・Ｇ
ａＡｓ活性層、８− Ｐ型Ａ （！ 。３５Ｇ ａ ｏ
、 ６５Ａ ３層、９ Ｐ型ＧａＡｓ層、１０ 回折格
子、１１・・変調回折格子、１２・高抵抗Ａ ｊｌ’
０．１５０ ａ ０．８５Ａ Ｓ層、１３・・高抵抗Ａ
ｊ？ ０３５Ｇ ａ ０．６５Ａ Ｓ層、１４．２４
−・・Ｐ電極、１５．２５・Ｎ電極、１６・・・半絶縁
性ＧａＡｓ基板、１９・・Ｎ型Ａ ｊ’ ０．１５Ｇａ
ｏ、 Ｂ５Ａ ８層、２０・回折格子、２２− Ｎ型
ＧａＡｓ層、２３・・・Ｚｎ拡散層をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 活性層をはさむダブルヘテロ構造を有するリング状の
第１の領域と、レーザ光の発振波長を選択し、かつレー
ザ共振器を形成するための反射鏡となる同心円状の回折
格子を有する第２の領域と、同心円状の変調回折格子を
有する第３の領域とからなり、かつ前記第１、第２、第
３の領域が同心円状に隣接して配置され、かつ前記同心
円の中心から外に向って前記第３の領域、前記第１の領
域、前記第２の領域の順序で配置してあることを特徴と
する半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7060188A JPH01241885A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7060188A JPH01241885A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241885A true JPH01241885A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=13436249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7060188A Pending JPH01241885A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01241885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03257888A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 面発光半導体レーザ |
| FR2688637A1 (fr) * | 1991-03-13 | 1993-09-17 | France Telecom | Laser de puissance a emission par la surface et procede de fabrication de ce laser. |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP7060188A patent/JPH01241885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03257888A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 面発光半導体レーザ |
| FR2688637A1 (fr) * | 1991-03-13 | 1993-09-17 | France Telecom | Laser de puissance a emission par la surface et procede de fabrication de ce laser. |
| US5548610A (en) * | 1991-03-13 | 1996-08-20 | France Telecon | Surface-emitting power laser and process for fabricating this laser |
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