JPH02231786A - 面発光レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
面発光レーザ装置およびその製造方法Info
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- JPH02231786A JPH02231786A JP1053101A JP5310189A JPH02231786A JP H02231786 A JPH02231786 A JP H02231786A JP 1053101 A JP1053101 A JP 1053101A JP 5310189 A JP5310189 A JP 5310189A JP H02231786 A JPH02231786 A JP H02231786A
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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]
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、光通信、光計測、光コンピューティング等の
産業上用いられる面発光レーザ装置およびその製造方法
に関する。
産業上用いられる面発光レーザ装置およびその製造方法
に関する。
従来の技術
面発光レーザ装置は、光取出方向が半導体基板面に対し
て垂直方向であることから、２次元アレイ化が容易であ
り、並列光伝送、電子集積回路間光結合、並列情報処理
、画像処理等のシステムを構築する上で非常に有用な素
子となる。現在、提案され、あるいは開発されている面
発光レーザ装置は、主として （１）垂直方向キャビティ型 （２）水平方向キャビティ＋４５゛傾斜反射鏡型（３）
水平′方向キャビティ＋［） Ｂ Ｒ （Ｄｌｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型 の３つの基本型に分類出来る（例えば、「レーザフォー
カス／エレクトローオプ．ティクスＪ （Ｊ．Ｎ，Ｗａ
ｌｐｏｌｅ，ＬＡＳＥＲ ＦＯＣＩＩＳ／ＥＬＥＣＴ
ＲＯ−ＯＰＴＩＣＳ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，（１９８７
）ｐ．８Ｇ））。これらの中で、水平方向キャビティを
有する半導体レーザと４５゜傾斜反射鏡とをモノリシッ
ク集積した面発光レーザ装置の従来技術の一例を第４図
に示す。同図（ａ）は、面発光レーザ装置の端面１と４
５゜傾斜反射鏡２とのなす溝３の部分拡大図であり、同
図（ｂ）は面発光レーザ装置の概略図である。基本構成
は、水平方向キャビティ４および端面１と端面５とで成
るファブリペロー型共振器から構成される半導体レーザ
６、並びに反射鏡２である。半導体レーザ６は従来より
良く研究されているレーザ構造であること、溝３は質量
輸送法（前出文献を参照のこと）、イオンビームエッチ
ング法等により容易に形成し得ること等から第４図に示
した面発光レーザ装置は、他の型の面発光レーザ装置に
比べ、製造が簡単で、レーザ特性が容易に得られるとい
う特徴を有する。
て垂直方向であることから、２次元アレイ化が容易であ
り、並列光伝送、電子集積回路間光結合、並列情報処理
、画像処理等のシステムを構築する上で非常に有用な素
子となる。現在、提案され、あるいは開発されている面
発光レーザ装置は、主として （１）垂直方向キャビティ型 （２）水平方向キャビティ＋４５゛傾斜反射鏡型（３）
水平′方向キャビティ＋［） Ｂ Ｒ （Ｄｌｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型 の３つの基本型に分類出来る（例えば、「レーザフォー
カス／エレクトローオプ．ティクスＪ （Ｊ．Ｎ，Ｗａ
ｌｐｏｌｅ，ＬＡＳＥＲ ＦＯＣＩＩＳ／ＥＬＥＣＴ
ＲＯ−ＯＰＴＩＣＳ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，（１９８７
）ｐ．８Ｇ））。これらの中で、水平方向キャビティを
有する半導体レーザと４５゜傾斜反射鏡とをモノリシッ
ク集積した面発光レーザ装置の従来技術の一例を第４図
に示す。同図（ａ）は、面発光レーザ装置の端面１と４
５゜傾斜反射鏡２とのなす溝３の部分拡大図であり、同
図（ｂ）は面発光レーザ装置の概略図である。基本構成
は、水平方向キャビティ４および端面１と端面５とで成
るファブリペロー型共振器から構成される半導体レーザ
６、並びに反射鏡２である。半導体レーザ６は従来より
良く研究されているレーザ構造であること、溝３は質量
輸送法（前出文献を参照のこと）、イオンビームエッチ
ング法等により容易に形成し得ること等から第４図に示
した面発光レーザ装置は、他の型の面発光レーザ装置に
比べ、製造が簡単で、レーザ特性が容易に得られるとい
う特徴を有する。
発明が解決しようとする課題
しかし、第４図に示した面発光レーザ装置は、端面１か
ら出射されるレーザ光の広がりを反映して、光取出方向
に対しても広がってしまうという問題点があった。
ら出射されるレーザ光の広がりを反映して、光取出方向
に対しても広がってしまうという問題点があった。
本発明は、上述の問題点に鑑み、光取出方向にコリメー
トされた、あるいは、所望の広がり角あるいは集束角を
存するレーザ光が得られる水平方向キャビティを有する
半導体レーザと４５゜傾斜反射鏡とをモノリシック集積
した面発光レーザ装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
トされた、あるいは、所望の広がり角あるいは集束角を
存するレーザ光が得られる水平方向キャビティを有する
半導体レーザと４５゜傾斜反射鏡とをモノリシック集積
した面発光レーザ装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明は、水平方向キャビテ
ィを有する半導体レーザ端面と４５゜傾斜反射鏡とのな
す溝に、光取出方向に凸なる透明絶縁体層を形成すると
いう構成を有するものである。
ィを有する半導体レーザ端面と４５゜傾斜反射鏡とのな
す溝に、光取出方向に凸なる透明絶縁体層を形成すると
いう構成を有するものである。
また、その製造方法においては、前記溝内に液体状物質
を注入する工程と、この後、加熱処理により前記液体状
物質を固化させる工程を有するものである。
を注入する工程と、この後、加熱処理により前記液体状
物質を固化させる工程を有するものである。
作用
光取出方向に凸なる透明絶縁体層を形成することにより
、これがレンズの役割を果たし、光取出方向にコリメー
トされたレーザ光を得ることが出来る。また、前記透明
絶縁体層の凸表面形状を変化させることにより、所望の
広がり角あるいは集束角を有するレーザ光が得られる。
、これがレンズの役割を果たし、光取出方向にコリメー
トされたレーザ光を得ることが出来る。また、前記透明
絶縁体層の凸表面形状を変化させることにより、所望の
広がり角あるいは集束角を有するレーザ光が得られる。
一方、その製造方法においては、溝内に液体状物質を注
入する工程と、この後、加熱処理により前記液体状物質
を固化させる工程とを設けることにより、前記凸表面形
状は、液体吠物質の粘性を適当に選べば、任意に変化さ
せることが出来、その後の熱処理で安定した固体状の透
明絶縁体層を得ることが出来る。
入する工程と、この後、加熱処理により前記液体状物質
を固化させる工程とを設けることにより、前記凸表面形
状は、液体吠物質の粘性を適当に選べば、任意に変化さ
せることが出来、その後の熱処理で安定した固体状の透
明絶縁体層を得ることが出来る。
実施例
本発明の面発光レーザ装置の一実施例を第１図に示す。
基本構成は、第４図に示した従来例の面発光レーザ装置
の溝３に透明絶縁体層７が形成されたものである。この
光取出方向に凸なる透明絶縁体層７のレンズ効果により
、同図に示したような、光取出方向にコリメートされた
レーザ光が得られる。さらに、本発明の構造は面発光レ
ーザ装置七レンズ（コリメータ）がモノリシックに集積
された装置ともいえる。
の溝３に透明絶縁体層７が形成されたものである。この
光取出方向に凸なる透明絶縁体層７のレンズ効果により
、同図に示したような、光取出方向にコリメートされた
レーザ光が得られる。さらに、本発明の構造は面発光レ
ーザ装置七レンズ（コリメータ）がモノリシックに集積
された装置ともいえる。
第２図には透明絶縁体層７の凸表面形吠（球面としたと
き）を変化させた場合のレーザ光の光路および広がりが
示されている。同図（ａ）、（ｂ）、＜ｃ）のように凸
表面形状を変化させる（曲率半径Ｒａ，Ｒｈ ．Ｒｃの
関係は、Ｒａ＞ Ｒｈ＞ Ｒｅ）ことにより、所望の広
がり角を有する、コリメートされた、あるいは、所望の
集束角を有するレーザ光を得ることが出来る。また、透
明絶縁体層７には例えば、レジスト材料として良く用い
られる有機物質等を用いることが、後に述べる本発明の
製造方法の一実施例の観点、あるいは、本発明の面発光
レーザ装置に用いられる半導体材料との密着性等の観点
から宵効である。
き）を変化させた場合のレーザ光の光路および広がりが
示されている。同図（ａ）、（ｂ）、＜ｃ）のように凸
表面形状を変化させる（曲率半径Ｒａ，Ｒｈ ．Ｒｃの
関係は、Ｒａ＞ Ｒｈ＞ Ｒｅ）ことにより、所望の広
がり角を有する、コリメートされた、あるいは、所望の
集束角を有するレーザ光を得ることが出来る。また、透
明絶縁体層７には例えば、レジスト材料として良く用い
られる有機物質等を用いることが、後に述べる本発明の
製造方法の一実施例の観点、あるいは、本発明の面発光
レーザ装置に用いられる半導体材料との密着性等の観点
から宵効である。
本発明の面発光レーザ装置の製造方法の一実施例を第３
図に示す。第４図に示した従来例の面発光レーザ装置（
第３図（ａ））の溝３内へ、細管（あるいはピンホール
）８を通して、加熱処理後固化する液体状物質（例えば
、レジスト材料として良く用いられる有機物質等を当該
溶媒に溶かしたもの）８を注入する（第３図（ｂ））。
図に示す。第４図に示した従来例の面発光レーザ装置（
第３図（ａ））の溝３内へ、細管（あるいはピンホール
）８を通して、加熱処理後固化する液体状物質（例えば
、レジスト材料として良く用いられる有機物質等を当該
溶媒に溶かしたもの）８を注入する（第３図（ｂ））。
このとき、溶媒の量を変えることにより、液体状物質θ
の粘性を変え、この粘性の変化によって、第２図（ａ）
，（ｂ），（Ｃ）に示したごとく、透明絶縁体層７の表
面凸形吠を所望の形状に変化させることが出来る。この
後、加熱処理によって、液体状物質９を固化させる（第
３図（Ｃ））。加熱処理手段としては、ランプ加熱、電
気炉（ベータ炉）加熱等が用いられる。加熱温度は、例
えば、透明絶縁体層７にポリイミドを用いた場合は３０
０℃程度である。以上の工程により、本発明の面発光レ
ーザ装置の製造方法を与えることが出来る。
の粘性を変え、この粘性の変化によって、第２図（ａ）
，（ｂ），（Ｃ）に示したごとく、透明絶縁体層７の表
面凸形吠を所望の形状に変化させることが出来る。この
後、加熱処理によって、液体状物質９を固化させる（第
３図（Ｃ））。加熱処理手段としては、ランプ加熱、電
気炉（ベータ炉）加熱等が用いられる。加熱温度は、例
えば、透明絶縁体層７にポリイミドを用いた場合は３０
０℃程度である。以上の工程により、本発明の面発光レ
ーザ装置の製造方法を与えることが出来る。
なお本実施例は粘性の異なる液体杖物質を用いて所望の
凸形状を有する透明絶縁体履を形成したが、液体状物質
を固化させる加熱温度を変えることにより所望の凸形状
を有する透明絶縁体層を形成してもよい。
凸形状を有する透明絶縁体履を形成したが、液体状物質
を固化させる加熱温度を変えることにより所望の凸形状
を有する透明絶縁体層を形成してもよい。
発明の効果
以上の説明から明かなように本発明は、光取出方向にコ
リメートされた、あるいは、所望の広がり角あるいは集
束角を有するレーザ光が得られので、フレキシビリティ
の高い、かつ、光通信、光計測、光コンビューティグ等
のシステムを構築する上で非常に宵用な面発光レーザ装
置を提供することが出来る。また、具体的かつ有効な面
発光レーザ装置の製造方法を提供することが出来る等の
多大なる効果をもたらす。
リメートされた、あるいは、所望の広がり角あるいは集
束角を有するレーザ光が得られので、フレキシビリティ
の高い、かつ、光通信、光計測、光コンビューティグ等
のシステムを構築する上で非常に宵用な面発光レーザ装
置を提供することが出来る。また、具体的かつ有効な面
発光レーザ装置の製造方法を提供することが出来る等の
多大なる効果をもたらす。
第１図は本発明の面発光レーザ装置の一実施例を示す概
略図、第２図は本発明の面発光レーザ装置の一実施例に
おいて透明絶縁体層の凸表面形伏を変化させた場合のレ
ーザ光の光路および広がりを示す概略図、第３図は本発
明の面発光レーザ装置の製造方法の一実施例を示す工程
図、第４図は従来技術の面発光レーザ装置の一例を示す
概略図である。 １・・・・端面、２・・・・４５”傾斜反射鏡、３・・
・・溝、７・・・・透明絶縁体層、８・・・・細管、９
・・・・液体状物質。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名搭 図 第 図 （Ｑ冫
略図、第２図は本発明の面発光レーザ装置の一実施例に
おいて透明絶縁体層の凸表面形伏を変化させた場合のレ
ーザ光の光路および広がりを示す概略図、第３図は本発
明の面発光レーザ装置の製造方法の一実施例を示す工程
図、第４図は従来技術の面発光レーザ装置の一例を示す
概略図である。 １・・・・端面、２・・・・４５”傾斜反射鏡、３・・
・・溝、７・・・・透明絶縁体層、８・・・・細管、９
・・・・液体状物質。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか１名搭 図 第 図 （Ｑ冫
Claims (4)
- （１）水平方向キャビティを有する半導体レーザと４５
°傾斜反射鏡とをモノリシック集積した面発光レーザ装
置において、前記半導体レーザ端面と前記反射鏡とのな
す溝に、光取出方向に凸なる透明絶縁体層が形成されて
いることを特徴とする面発光レーザ装置。 - （２）透明絶縁体層は、加熱処理以前には液体状物質で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の面発
光レーザ装置。 - （３）半導体基板上に水平方向キャビティを有する半導
体レーザと４５°傾斜反射鏡とをモノリシック集積した
後、前記半導体レーザ端面と前記反射鏡とのなす溝内に
、液体状物質を注入する工程と、この後、加熱処理によ
り前記液体状物質を固化させる工程とを備えたことを特
徴とする面発光レーザ装置の製造方法。 - （４）液体状物質の注入は、細管あるいはピンホールを
通して行い、注入された前記液体状物質表面が加熱処理
後、所望の曲率半径を有する凸形状となる粘性を有する
液体状物質を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の面発光レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053101A JPH02231786A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 面発光レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053101A JPH02231786A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 面発光レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231786A true JPH02231786A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12933397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1053101A Pending JPH02231786A (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 面発光レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02231786A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1263098A2 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Seiko Epson Corporation | Surface emission laser and manufacturing method for surface emission laser, light reception element and manufacturing method for light reception element, and optical transceiver module |
| WO2001093385A3 (en) * | 2000-05-31 | 2003-11-06 | Nova Crystals Inc | Surface-emitting laser devices with integrated beam-shaping optics and power-monitoring detectors |
| JP2009135528A (ja) * | 2009-03-13 | 2009-06-18 | Hitachi Ltd | 半導体光素子 |
| JP2009283639A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Opnext Japan Inc | 面発光レーザ素子およびその製造方法 |
| US8315287B1 (en) | 2011-05-03 | 2012-11-20 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive lens, and a method for making the device |
| US8582618B2 (en) | 2011-01-18 | 2013-11-12 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive or refractive lens on the semiconductor laser device |
| JP2017028125A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ素子 |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP1053101A patent/JPH02231786A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093385A3 (en) * | 2000-05-31 | 2003-11-06 | Nova Crystals Inc | Surface-emitting laser devices with integrated beam-shaping optics and power-monitoring detectors |
| EP1263098A2 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Seiko Epson Corporation | Surface emission laser and manufacturing method for surface emission laser, light reception element and manufacturing method for light reception element, and optical transceiver module |
| EP1263098A3 (en) * | 2001-05-25 | 2004-12-29 | Seiko Epson Corporation | Surface emission laser and manufacturing method for surface emission laser, light reception element and manufacturing method for light reception element, and optical transceiver module |
| US6999493B2 (en) | 2001-05-25 | 2006-02-14 | Seiko Epson Corporation | Surface emission laser and manufacturing method for surface emission laser, light reception element and manufacturing method for light reception element, and optical transceiver module |
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| US8315287B1 (en) | 2011-05-03 | 2012-11-20 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd | Surface-emitting semiconductor laser device in which an edge-emitting laser is integrated with a diffractive lens, and a method for making the device |
| JP2017028125A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ素子 |
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