JPH02137388A - 集積型半導体レーザ - Google Patents
集積型半導体レーザInfo
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- JPH02137388A JPH02137388A JP29150388A JP29150388A JPH02137388A JP H02137388 A JPH02137388 A JP H02137388A JP 29150388 A JP29150388 A JP 29150388A JP 29150388 A JP29150388 A JP 29150388A JP H02137388 A JPH02137388 A JP H02137388A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 24
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 9
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
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Landscapes
- 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］
本発明は戻り光に対して低雑音である半導体レーザと高
出力発振可能な半導体レーザを同一基板上に集積した半
導体レーザに関する。
出力発振可能な半導体レーザを同一基板上に集積した半
導体レーザに関する。
［従来技術］
従来、光ディスク等に用いる集積型半導体レザは、縦モ
ードが単一モード発振をする可干渉性の高い半導体レー
ザを集積するものであった。
ードが単一モード発振をする可干渉性の高い半導体レー
ザを集積するものであった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前述の従来技術では光学系の反射による
戻り光により雑音を発生するため、雑音に対する信号の
比が小さいという問題点を有していた。そのためレーザ
出射側の端面に反射率の高いコーティングを施し見かけ
上戻り光を減らす方法や、レーザ駆動電流に高周波電流
を重畳してレーザ光の可干渉性を小さくして見かけ上、
縦モードを多モードにする方法を用いていた。
戻り光により雑音を発生するため、雑音に対する信号の
比が小さいという問題点を有していた。そのためレーザ
出射側の端面に反射率の高いコーティングを施し見かけ
上戻り光を減らす方法や、レーザ駆動電流に高周波電流
を重畳してレーザ光の可干渉性を小さくして見かけ上、
縦モードを多モードにする方法を用いていた。
しかし、前述の高反射率のコーティングを用いる方法で
は、光量大出力が低下し、高出力レーザを作り込むこと
が困難であった。
は、光量大出力が低下し、高出力レーザを作り込むこと
が困難であった。
また、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳する方法では
、７００ＭＨｚ程の高周波を重畳する必要がある。その
結果、隣接するレーザにクロストークを生じ、高出力レ
ーザの書き込み消去特性に劣化が生ずるという問題点を
有していた。
、７００ＭＨｚ程の高周波を重畳する必要がある。その
結果、隣接するレーザにクロストークを生じ、高出力レ
ーザの書き込み消去特性に劣化が生ずるという問題点を
有していた。
そこで本発明は、従来のこのような問題点を解決するも
ので、高出力、低雑音特性を有する集積型半導体レーザ
を供給することを目的としている。
ので、高出力、低雑音特性を有する集積型半導体レーザ
を供給することを目的としている。
［１１１題を解決するための手段］
上記問題点を解決するため本発明の半導体レーザは、単
結晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積し且つ前
記半導体レーザの少なくとも一つの半導体レーザは共振
器の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入幅とをほ
ぼ同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率導波路幅
を電流注入幅より充分広くした集積型半導体レーザに於
て、構成する全ての半導体レーザの活性層に接して活性
層より大きいバンドギャップを有し且つクラッド層より
小さいバンドギャップを有する層く以下光導波層と記す
）を具備することを特徴としている。
結晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積し且つ前
記半導体レーザの少なくとも一つの半導体レーザは共振
器の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入幅とをほ
ぼ同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率導波路幅
を電流注入幅より充分広くした集積型半導体レーザに於
て、構成する全ての半導体レーザの活性層に接して活性
層より大きいバンドギャップを有し且つクラッド層より
小さいバンドギャップを有する層く以下光導波層と記す
）を具備することを特徴としている。
また前記半導体レーザはｍ−ｖ族化合物半導体より成る
活性層、クラッド層、光導波層、及びコンタクト層から
構成され、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直上の
前記光導波層までエツチング除去された後、両端をＩＩ
−Ｖｌ族化合物半導体によって埋め込まれることにより
形成されていることを特徴としている。
活性層、クラッド層、光導波層、及びコンタクト層から
構成され、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直上の
前記光導波層までエツチング除去された後、両端をＩＩ
−Ｖｌ族化合物半導体によって埋め込まれることにより
形成されていることを特徴としている。
また前記ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体は前記ｍ−ｖ族化合
物半導体と格子整合する混晶半導体であることを特徴と
している。
物半導体と格子整合する混晶半導体であることを特徴と
している。
［実 施 例］
以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第一図は本発明の一実施例を示す構造斜視図である。
（１０１）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に（１０２）の
ｎ型ＧａＡｓバッファー層、（１０３）のｎ型Ａ Ｉ
ＸＧ ａ ＋−ｘＡ ｓクラッド層、 （１０４）ＡＩ
、＋Ｇａ＋−１．Ａｓ活性層（ｘ＞ｙ）と（１０５）の
ｐ型Ａ１２Ｇ８＋−ｚＡ８光導波層（ｘ＞ｚ＞Ｖ）、
（１０６）の２本の逆メサ形状リッジストライプに形成
されたｐ型ＡｌｘＧａ＋−８Ａｓクラッド層、及び（１
０７）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層からなり、両リッジ
ストライプの両端はく１０８）の Ｚｎ５ｘＳｅｔ−ｘ
等のｎ−ｖｉ族化合物半導体で埋め込まれている。各々
のリッジストライプには（１０９）、 （１１０）のｐ
型オーミック電極が各々分離して形成されている。ｎ型
電極として（１１１）が形成されている。第１図に示し
たＡ及びＢにおける断面図を箪２図の（ａ）及び（ｂ）
に各々示す。共振器端面近傍Ａに於ける断面は両リッジ
ストライプ共に屈折率光導波可能となるほどに幅が狭め
られている。一方、共振器中央部に於ける断面は第２図
（ｂ）に示すように一つのりフジストライプの幅は利得
光導波可能となるように十分に広（形成されている。こ
のような利得光導波機構と屈折率光導波機構を合わせも
つ半導体レーザの縦モード発振特性は第３図に示すよう
に多重モードとなる。第４図に本発明の集積型半導体レ
ーザに於ける多重モード発振するレーザの戻り光雑音特
性を示す。 （４０１）は本発明の多重モード発振する
レーザの場合であり、戻り光重１６％まで相対雑音強度
は１０−”Ｈｚ以下である。 （４０２）は通常の屈
折率先導波型レーザの場合であり戻り光重１０％で１０
−”Ｈｚ以上と大きな雑音が発生する。
（１０１）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に（１０２）の
ｎ型ＧａＡｓバッファー層、（１０３）のｎ型Ａ Ｉ
ＸＧ ａ ＋−ｘＡ ｓクラッド層、 （１０４）ＡＩ
、＋Ｇａ＋−１．Ａｓ活性層（ｘ＞ｙ）と（１０５）の
ｐ型Ａ１２Ｇ８＋−ｚＡ８光導波層（ｘ＞ｚ＞Ｖ）、
（１０６）の２本の逆メサ形状リッジストライプに形成
されたｐ型ＡｌｘＧａ＋−８Ａｓクラッド層、及び（１
０７）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層からなり、両リッジ
ストライプの両端はく１０８）の Ｚｎ５ｘＳｅｔ−ｘ
等のｎ−ｖｉ族化合物半導体で埋め込まれている。各々
のリッジストライプには（１０９）、 （１１０）のｐ
型オーミック電極が各々分離して形成されている。ｎ型
電極として（１１１）が形成されている。第１図に示し
たＡ及びＢにおける断面図を箪２図の（ａ）及び（ｂ）
に各々示す。共振器端面近傍Ａに於ける断面は両リッジ
ストライプ共に屈折率光導波可能となるほどに幅が狭め
られている。一方、共振器中央部に於ける断面は第２図
（ｂ）に示すように一つのりフジストライプの幅は利得
光導波可能となるように十分に広（形成されている。こ
のような利得光導波機構と屈折率光導波機構を合わせも
つ半導体レーザの縦モード発振特性は第３図に示すよう
に多重モードとなる。第４図に本発明の集積型半導体レ
ーザに於ける多重モード発振するレーザの戻り光雑音特
性を示す。 （４０１）は本発明の多重モード発振する
レーザの場合であり、戻り光重１６％まで相対雑音強度
は１０−”Ｈｚ以下である。 （４０２）は通常の屈
折率先導波型レーザの場合であり戻り光重１０％で１０
−”Ｈｚ以上と大きな雑音が発生する。
更に、 （１０４）の活性層に隣接する（１０５）の先
導波路層によって活性層内の光強度は先導波路層内にし
みだし、活性層内の光強度密度は減少する。その結果発
振可能な最大光出力は大幅に向上する。本実施例におい
て、クラッド層のＡＩ組成ｘ＝０．５、活性層のＡ１組
成３Ｆ−０，１５、光導波層のＡＩ組成ｚ＝０．３の場
合には最大光出力は８０ｍＷであった。
導波路層によって活性層内の光強度は先導波路層内にし
みだし、活性層内の光強度密度は減少する。その結果発
振可能な最大光出力は大幅に向上する。本実施例におい
て、クラッド層のＡＩ組成ｘ＝０．５、活性層のＡ１組
成３Ｆ−０，１５、光導波層のＡＩ組成ｚ＝０．３の場
合には最大光出力は８０ｍＷであった。
更に、発光位置における光強度は膜厚方向に広がるため
高出力時に於ける遠視野像の楕円率は、円形に近くなる
。本実施例において、前記Ａ１組成比の場合、半値幅は
３０度と１５度であり光量の有効な利用が可能となった
。
高出力時に於ける遠視野像の楕円率は、円形に近くなる
。本実施例において、前記Ａ１組成比の場合、半値幅は
３０度と１５度であり光量の有効な利用が可能となった
。
更に、光導波層はりフジストライプ形成の際にエツチン
グストップ層として働き、横モードの安定化に有効であ
った。
グストップ層として働き、横モードの安定化に有効であ
った。
更に、 （１０８）のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜と
してＧａＡｓに格子整合するＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘ（ｘ
＝ ０． ０６ ）を用いることにより残留応力は減少
し、界面も安定するため最大光出力の向上のためにも有
効であった。
してＧａＡｓに格子整合するＺｎ５ｘＳｅ＋−ｘ（ｘ
＝ ０． ０６ ）を用いることにより残留応力は減少
し、界面も安定するため最大光出力の向上のためにも有
効であった。
このように本発明の集積型レーザを用いることにより、
高周波重畳法や反射率制御をすることなしに光りディス
クの書き込み、読みだしを連続的に行うことが可能であ
った。
高周波重畳法や反射率制御をすることなしに光りディス
クの書き込み、読みだしを連続的に行うことが可能であ
った。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、次のような効果を有
する。
する。
（１）、高出力可能な半導体レーザと低雑音特性を有す
る半導体レーザを同一基板上に集積できるため、光メモ
リーの書き込み直後にエラーチエツクが可能となり、光
メモリーの高速化が実現できる。
る半導体レーザを同一基板上に集積できるため、光メモ
リーの書き込み直後にエラーチエツクが可能となり、光
メモリーの高速化が実現できる。
（２）、書き込み用レーザは高い光出力で発振可能なた
め、光ディスクの高速回転が可能である。
め、光ディスクの高速回転が可能である。
（３）、高周波重畳回路を必要とせず、光ピツクアップ
部の軽量化が図れる。
部の軽量化が図れる。
（４）、高出力レーザの遠視野像楕円率が小さくなり光
学系で無駄となる光量が少ない。
学系で無駄となる光量が少ない。
（５）、接合方向の有効屈折率段差を正確に制御できる
ため、安定した横モード特性を有する集積量半導体レー
ザを歩留り良く製造することが可能である。
ため、安定した横モード特性を有する集積量半導体レー
ザを歩留り良く製造することが可能である。
（６）、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体の比抵抗率が高くリ
ーク電流が小さいため、発振しきい電流値が低く集積し
た半導体レーザ間の干渉がほとんどない。
ーク電流が小さいため、発振しきい電流値が低く集積し
た半導体レーザ間の干渉がほとんどない。
（７）、格子整合したＩｆ−Ｖｌ族化合物半導体を用い
ているので残留応力が少なく高い信穎性を有する集積型
半導体レーザの実現が可能である。
ているので残留応力が少なく高い信穎性を有する集積型
半導体レーザの実現が可能である。
第１図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例を示す
断面構造図であり、 （ａ）は第１図のＡに於ける断面
図、 （ｂ）は第１図のＢに於ける断面図。 第３図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの縦モード特性を示す図。 第４図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの戻り光雑音特性を示す図。 （１０１）（２０１） −ＧａＡＳ単結晶基板（
１０２）（２０２）・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層 （１０３）（２０３） ・−−ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０４）（２０４）−−・ＡｌＧａＡｓ活性層（１０
５）（２ｏ５）−−−ｐ型ＡｌＧａＡｓ光導波層 （１０６）（２０６）−−−１）型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０７）（２０７）−−−１）型ＧａＡｓコンタクト
層 （１０８）（２０８） ・・・Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層・
ｐ型オーミック電極 （１１１）（２１１） ・ −ｎ型オーミック電極・
縦モード特性 ・本発明の半導体レーザの戻り光 雑音特性 ・従来の半導体レーザの戻り光雑 音特性 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上櫛 雅誉 他１名 （久） （ｂ２ ｇヶ ？５ヂ
断面構造図であり、 （ａ）は第１図のＡに於ける断面
図、 （ｂ）は第１図のＢに於ける断面図。 第３図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの縦モード特性を示す図。 第４図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの戻り光雑音特性を示す図。 （１０１）（２０１） −ＧａＡＳ単結晶基板（
１０２）（２０２）・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層 （１０３）（２０３） ・−−ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０４）（２０４）−−・ＡｌＧａＡｓ活性層（１０
５）（２ｏ５）−−−ｐ型ＡｌＧａＡｓ光導波層 （１０６）（２０６）−−−１）型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０７）（２０７）−−−１）型ＧａＡｓコンタクト
層 （１０８）（２０８） ・・・Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層・
ｐ型オーミック電極 （１１１）（２１１） ・ −ｎ型オーミック電極・
縦モード特性 ・本発明の半導体レーザの戻り光 雑音特性 ・従来の半導体レーザの戻り光雑 音特性 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上櫛 雅誉 他１名 （久） （ｂ２ ｇヶ ？５ヂ
Claims (3)
- （１）単結晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積
し且つ前記半導体レーザの少なくとも一つの半導体レー
ザは共振器の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入
幅とをほぼ同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率
導波路幅を電流注入幅より充分広くした集積型半導体レ
ーザに於て、構成する全ての半導体レーザの活性層に接
して活性層より大きいバンドギャップを有し且つクラッ
ド層より小さいバンドギャップを有する層（以下光導波
層と記す）を具備することを特徴とした集積型半導体レ
ーザ。 - （２）前記半導体レーザはIII−Ｖ族化合物半導体より
成る活性層、クラッド層、光導波層、及びコンタクト層
から構成され、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直
上の前記光導波層までエッチング除去された後、両端を
II−VI族化合物半導体によって埋め込まれることにより
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の集積型半導体レーザ。 - （３）前記II−VI族化合物半導体は前記III−Ｖ族化合
物半導体と格子整合する混晶半導体であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の集積型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29150388A JPH02137388A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 集積型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29150388A JPH02137388A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 集積型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137388A true JPH02137388A (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=17769727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29150388A Pending JPH02137388A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 集積型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137388A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021124576A1 (ja) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 昇降路の間仕切り方法および昇降路の間仕切り装置 |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP29150388A patent/JPH02137388A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021124576A1 (ja) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 昇降路の間仕切り方法および昇降路の間仕切り装置 |
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