JPH027589A - 誘電体多層被覆膜 - Google Patents
誘電体多層被覆膜Info
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- JPH027589A JPH027589A JP63158773A JP15877388A JPH027589A JP H027589 A JPH027589 A JP H027589A JP 63158773 A JP63158773 A JP 63158773A JP 15877388 A JP15877388 A JP 15877388A JP H027589 A JPH027589 A JP H027589A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
-
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- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
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、例えば内部に回折格子を有する分布帰還形や
分布反射形半導体レーザにおいて、襞間両端面によるフ
ァブリペロ共振での発振動作を極力制御し、内部回折格
子の帰還による共振での発振を得るための半導体レーザ
の端面コーテイング膜としての誘電体多層被覆膜に関す
るものでありさらに、光通信や光ディスクなどに代表さ
れる特定波長を使用する光産業用の光学部品の端面ある
いは表面に光伝送効率の向上やゴースト防止などを目的
として被覆される誘電体多層保護膜に関するものである
。
分布反射形半導体レーザにおいて、襞間両端面によるフ
ァブリペロ共振での発振動作を極力制御し、内部回折格
子の帰還による共振での発振を得るための半導体レーザ
の端面コーテイング膜としての誘電体多層被覆膜に関す
るものでありさらに、光通信や光ディスクなどに代表さ
れる特定波長を使用する光産業用の光学部品の端面ある
いは表面に光伝送効率の向上やゴースト防止などを目的
として被覆される誘電体多層保護膜に関するものである
。
〈従来の技術〉
従来、例えば半導体レーザの共振器端面に被覆される低
反射端面保護膜としては、Ａｌ２Ｏ３膜あるいはこの膜
と他の誘電体膜との多層誘電体膜が用いられている（例
えば特開昭６１−２０７０９１号公報）。
反射端面保護膜としては、Ａｌ２Ｏ３膜あるいはこの膜
と他の誘電体膜との多層誘電体膜が用いられている（例
えば特開昭６１−２０７０９１号公報）。
〈発明が解決しようとする問題点〉
この従来より誘電体低反射コーテイング膜としてよく用
いられているＡｌ２Ｏ３の目的波長／４の厚さの膜は、
ある特定波長のみ反射率が理論的に０となるが、少しず
れた波長での反射率の立ち上がりが急峻であり、かつ、
−本のバーで波長のばらつきがある半導体レーザに適用
した場合、−本のパーの全ての素子で反射率１チ以下を
得ることは困難である。さらに、作製の隙、膜厚が±１
０％程度の誤差を生じた場合も上記と同様の結果となる
。
いられているＡｌ２Ｏ３の目的波長／４の厚さの膜は、
ある特定波長のみ反射率が理論的に０となるが、少しず
れた波長での反射率の立ち上がりが急峻であり、かつ、
−本のバーで波長のばらつきがある半導体レーザに適用
した場合、−本のパーの全ての素子で反射率１チ以下を
得ることは困難である。さらに、作製の隙、膜厚が±１
０％程度の誤差を生じた場合も上記と同様の結果となる
。
また、従来の半導体レーザ等の光学部品に適用している
誘電体コーテイング膜は制御性よく目的の屈折率を得る
ことが難しい。特にレーザバーなどへコーティングする
際、−木のバーで発振波長のばらつきがあるため、バー
全体にわたり、換言すれば広い波長範囲にわたり、同程
度の屈折率を得ることは困難であるという問題点を有し
ている。
誘電体コーテイング膜は制御性よく目的の屈折率を得る
ことが難しい。特にレーザバーなどへコーティングする
際、−木のバーで発振波長のばらつきがあるため、バー
全体にわたり、換言すれば広い波長範囲にわたり、同程
度の屈折率を得ることは困難であるという問題点を有し
ている。
本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであり広い波
長に対して使用可能な低反射、高反射誘電体多層保護膜
を提供することを目的としている。
長に対して使用可能な低反射、高反射誘電体多層保護膜
を提供することを目的としている。
く問題点を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため、本発明は光学部品の端面あ
るいは表面に被覆される誘電体多層保護膜を、屈折率の
高い（ｎ１）第１の誘電体膜であるＴｉＯ２膜あるいは
ＺｎＳ膜と屈折率の低い（ｎ１）第２の誘電体膜である
Ａノ２０３膜の２種類の誘電体膜を交互に積層してなる
ように構成している。
るいは表面に被覆される誘電体多層保護膜を、屈折率の
高い（ｎ１）第１の誘電体膜であるＴｉＯ２膜あるいは
ＺｎＳ膜と屈折率の低い（ｎ１）第２の誘電体膜である
Ａノ２０３膜の２種類の誘電体膜を交互に積層してなる
ように構成している。
また、本発明の好ましい実施例にあっては、半導体レー
ザにおいて、襞間で形成された端面に屈折率の高い（ｎ
ｔ）第１の誘電体膜であるＴｉＯ２膜あるいはＺｎＳ膜
と屈折率の低い（ｎ１）第２の誘電体膜であるｉｆ ０
３膜の２種類の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層保
護膜を被覆するように成しており、このような構成によ
り屈折率の制御性に優れ、かつ広い発振波長範囲にわた
って適用可能な誘電体多層被覆膜が得られることになる
。
ザにおいて、襞間で形成された端面に屈折率の高い（ｎ
ｔ）第１の誘電体膜であるＴｉＯ２膜あるいはＺｎＳ膜
と屈折率の低い（ｎ１）第２の誘電体膜であるｉｆ ０
３膜の２種類の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層保
護膜を被覆するように成しており、このような構成によ
り屈折率の制御性に優れ、かつ広い発振波長範囲にわた
って適用可能な誘電体多層被覆膜が得られることになる
。
〈実施例〉
以下、本発明による誘電体多層被覆膜を低反射コーテイ
ング膜として用いた場合の実施例を図面を参照しながら
説明する。
ング膜として用いた場合の実施例を図面を参照しながら
説明する。
第１図は本発明による誘電体多層被覆膜を半導体レーザ
の一方の襞開面に低反射膜として適用した例である。第
１図は７８００λ帯の半導体レーザチップ１の一方の襞
間面にＴｉＯ２あるいはＺｎＳの高屈折率膜２とＡｌ２
Ｏ３の低屈折率膜３を目的波長／４の膜厚で交互に積層
して誘電体多層被覆膜Ｆを構成した例を示している。ま
た、膜の形成は電子ビーム加熱式真空蒸着法にて行なう
が、スパッタ法、イオンブレーティング法などを用いて
もよい。
の一方の襞開面に低反射膜として適用した例である。第
１図は７８００λ帯の半導体レーザチップ１の一方の襞
間面にＴｉＯ２あるいはＺｎＳの高屈折率膜２とＡｌ２
Ｏ３の低屈折率膜３を目的波長／４の膜厚で交互に積層
して誘電体多層被覆膜Ｆを構成した例を示している。ま
た、膜の形成は電子ビーム加熱式真空蒸着法にて行なう
が、スパッタ法、イオンブレーティング法などを用いて
もよい。
本発明者等はまず発振波長１＝７８００λ、端面での等
偏屈折率３．４の半導体レーザチップ１に適用した。屈
折率が２．２になるように制御したＴｉＯ２膜２を襞間
面に対して′Ａ／４ 厚 即ち、８８６λ 蒸着し１
次に屈折率１．６のＡ７！２０ｚ＠３を同じくと厚、即
ち１２１９λ蒸着する。
偏屈折率３．４の半導体レーザチップ１に適用した。屈
折率が２．２になるように制御したＴｉＯ２膜２を襞間
面に対して′Ａ／４ 厚 即ち、８８６λ 蒸着し１
次に屈折率１．６のＡ７！２０ｚ＠３を同じくと厚、即
ち１２１９λ蒸着する。
同様この組み合わせでＴｉＯ２膜４及びＡｌ２Ｏ３膜５
を蒸着して、合計として２回くシ返して蒸着した。膜厚
の制御は水晶振動子式膜厚モニターを使用し、各々Ａノ
ｘ ０３ 、 Ｔ ｉ ０２の蒸発ターゲットを入れた
蒸着源のシャッターの開閉時間を制御することにより行
なまた。ここで、ＴｉＯ２膜の蒸着には高純度の０２を
導入し、その酸素分圧を制御すること及び蒸着速度制御
により屈折率の制御を行なった。
を蒸着して、合計として２回くシ返して蒸着した。膜厚
の制御は水晶振動子式膜厚モニターを使用し、各々Ａノ
ｘ ０３ 、 Ｔ ｉ ０２の蒸発ターゲットを入れた
蒸着源のシャッターの開閉時間を制御することにより行
なまた。ここで、ＴｉＯ２膜の蒸着には高純度の０２を
導入し、その酸素分圧を制御すること及び蒸着速度制御
により屈折率の制御を行なった。
このようにして作製した低反射コーテイング膜の分光特
性を第２図に示す。第２図に示す分光特性は７０００〜
８８００人の広い波長範囲にわたって、反射率が１％以
下となっていることを示している。第８図に前記蒸着膜
厚が設定より＋１０％ずれた場合の低反射コーテイング
膜の分光特性を示す。第３図において（ａ）が＋１０％
の膜厚、即ち前記ＴｉＯ２が９７５Ａ、Ａｌ２Ｏ１，が
１８４０λ蒸着された場合、（ｂｌが一１０チの膜厚、
即ち前記Ｔ ｉ０２が７９７λ％ＡＪ２０３が１０９６
Ａ蒸着された場合である。第３図の分光特性でも７００
０〜８８００人 の広い波長範囲にわた−て反射率が１
チ以下となる。
性を第２図に示す。第２図に示す分光特性は７０００〜
８８００人の広い波長範囲にわたって、反射率が１％以
下となっていることを示している。第８図に前記蒸着膜
厚が設定より＋１０％ずれた場合の低反射コーテイング
膜の分光特性を示す。第３図において（ａ）が＋１０％
の膜厚、即ち前記ＴｉＯ２が９７５Ａ、Ａｌ２Ｏ１，が
１８４０λ蒸着された場合、（ｂｌが一１０チの膜厚、
即ち前記Ｔ ｉ０２が７９７λ％ＡＪ２０３が１０９６
Ａ蒸着された場合である。第３図の分光特性でも７００
０〜８８００人 の広い波長範囲にわた−て反射率が１
チ以下となる。
従来の低反射コーテイング膜では各膜厚の制御は厳密に
行なわなければ１分光特性の波長に対するずれが大きか
ったのに対し、本発明による低反射膜として適用したコ
ーテイング膜は、途中の膜厚のばらつきが多少存在して
も、かつレーザバーに発振波長のばらつきが多少存在し
ても、均一に反射率１チ以下の低反射コーテイング膜が
再現性よく得られることがわかった。
行なわなければ１分光特性の波長に対するずれが大きか
ったのに対し、本発明による低反射膜として適用したコ
ーテイング膜は、途中の膜厚のばらつきが多少存在して
も、かつレーザバーに発振波長のばらつきが多少存在し
ても、均一に反射率１チ以下の低反射コーテイング膜が
再現性よく得られることがわかった。
さらに本発明による前記ＴｉＯ２膜の蒸着には０２を導
入し、その分圧を変化させることにより広い範囲の屈折
率を制御よく得られるという利点を有している。そのた
め、各種の発振波長の半導体レーザの臂関面に蒸着する
際にも、前記ＴｉＯ２の膜厚と前記Ａノ２０２の膜厚の
組み合せがいろいろ得られ、低反射コーテイング膜とし
てレーザの等偏屈折率範囲を広くカバーすることがわか
った。
入し、その分圧を変化させることにより広い範囲の屈折
率を制御よく得られるという利点を有している。そのた
め、各種の発振波長の半導体レーザの臂関面に蒸着する
際にも、前記ＴｉＯ２の膜厚と前記Ａノ２０２の膜厚の
組み合せがいろいろ得られ、低反射コーテイング膜とし
てレーザの等偏屈折率範囲を広くカバーすることがわか
った。
また、他の実施例として本発明者等は、ＺｎＳ膜とＡｌ
２Ｏ３膜を発振波長７８００λの半導体レーザ襞関面に
対して、膜厚でＺ ｎ Ｓ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＳ−Ａｌ
２Ｏ３の順序で蒸着したところ、第２図とほぼ同じ分光
特性が得られ、かつ膜厚のばらつきも±１（ｌ程度では
、反射率１チ以下を得るのに問題ないことがわかった。
２Ｏ３膜を発振波長７８００λの半導体レーザ襞関面に
対して、膜厚でＺ ｎ Ｓ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＳ−Ａｌ
２Ｏ３の順序で蒸着したところ、第２図とほぼ同じ分光
特性が得られ、かつ膜厚のばらつきも±１（ｌ程度では
、反射率１チ以下を得るのに問題ないことがわかった。
また、低屈折率−高屈折率誘電外膜の順序で積層し、膜
厚と積層数を最適化することにより高反射コーテイング
膜としても広い発振波長範囲にわたって適用できること
もわかった。
厚と積層数を最適化することにより高反射コーテイング
膜としても広い発振波長範囲にわたって適用できること
もわかった。
なお、上記実施例にあっては半導体レーザの端面のコー
テイング膜に用いた場合について説明したが１本発明は
上記実施例に限定されることなく特定波長を使用する光
学部品の端面あるいは表面に形成する低反射もしくは高
反射コーテイング膜として用いても良いことは言うまで
もない。
テイング膜に用いた場合について説明したが１本発明は
上記実施例に限定されることなく特定波長を使用する光
学部品の端面あるいは表面に形成する低反射もしくは高
反射コーテイング膜として用いても良いことは言うまで
もない。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明による誘電体多層被覆膜はｎｌ
＞ｎ２として屈折率ｎ８の誘電体膜としてのＴｉＯ２
膜あるいはＺｎＳ膜と屈折率ｎ２の誘電体膜としてのＡ
）２０．膜を半導体レーザなどの発振波長のンの膜厚で
高屈折率膜、低屈折率膜を組み合わせることによシ、広
い発振波長にわたって反射率１チ以下の低反射コーテイ
ング膜を得ることができるという効果を有する。また、
高反射コーテイング膜としても使用できるという効果も
有する。
＞ｎ２として屈折率ｎ８の誘電体膜としてのＴｉＯ２
膜あるいはＺｎＳ膜と屈折率ｎ２の誘電体膜としてのＡ
）２０．膜を半導体レーザなどの発振波長のンの膜厚で
高屈折率膜、低屈折率膜を組み合わせることによシ、広
い発振波長にわたって反射率１チ以下の低反射コーテイ
ング膜を得ることができるという効果を有する。また、
高反射コーテイング膜としても使用できるという効果も
有する。
また、目的とする膜厚からの蒸着膜厚のばらつき、半導
体レーザなどの被蒸着物へ発振波長のばらつきを広い範
囲で許容することができる効果も有する。
体レーザなどの被蒸着物へ発振波長のばらつきを広い範
囲で許容することができる効果も有する。
さらに、前記ＴｉＯ２膜を高屈折率膜として用いた場合
、導入０２分圧を制御することにより、広い範囲の屈折
率が得られるため、広い範囲の発振波長の素子に適用で
きる効果も有する。
、導入０２分圧を制御することにより、広い範囲の屈折
率が得られるため、広い範囲の発振波長の素子に適用で
きる効果も有する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第２図
及び第３図は共に多層誘電体膜の波長−反射率特性を示
す図である。 １・・・半導体レーザチップ、２・・・高屈折率の多層
誘電体膜、８・・・低屈折率の多層誘電体膜、４・・・
高屈折率の多層誘電体膜、５・・・低屈折率の多層誘電
体膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１ 区 ！λｔ’ｋ（メ「ン 第２区
及び第３図は共に多層誘電体膜の波長−反射率特性を示
す図である。 １・・・半導体レーザチップ、２・・・高屈折率の多層
誘電体膜、８・・・低屈折率の多層誘電体膜、４・・・
高屈折率の多層誘電体膜、５・・・低屈折率の多層誘電
体膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１ 区 ！λｔ’ｋ（メ「ン 第２区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光学部品の端面あるいは表面に被覆される誘電体多
層被覆膜であって、 屈折率の高い（ｎ＿１）第１の誘電体膜であるＴｉＯ＿
２膜あるいはＺｎＳ膜と屈折率の低い（ｎ＿２）第２の
誘電体膜であるＡｌ＿２Ｏ＿３膜の２種類の誘電体膜を
交互に積層してなることを特徴とする誘電体多層被覆膜
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15877388A JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
| US07/368,274 US4975922A (en) | 1988-06-27 | 1989-06-19 | Multi-layered dielectric film |
| EP89306309A EP0349193A3 (en) | 1988-06-27 | 1989-06-22 | A multi-layered dielectric film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15877388A JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH027589A true JPH027589A (ja) | 1990-01-11 |
| JPH0642582B2 JPH0642582B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=15679026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15877388A Expired - Lifetime JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4975922A (ja) |
| EP (1) | EP0349193A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0642582B2 (ja) |
Cited By (5)
| 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 |
| JPH0697570A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザー素子端面の反射鏡およびその製造方法 |
| EP0640849A1 (en) * | 1993-08-25 | 1995-03-01 | Fujitsu Limited | An optical film, an antireflection film, a reflection film, a method for forming the optical film, the antireflection film or the reflection film and an optical device |
| US5644124A (en) * | 1993-07-01 | 1997-07-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photodetector with a multilayer filter and method of producing the same |
| JP2004214328A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光通信用装置 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4117256A1 (de) * | 1989-12-19 | 1992-12-03 | Leybold Ag | Belag, bestehend aus einem optisch wirkenden schichtsystem, fuer substrate, wobei das schichtsystem insbesondere eine hohe antireflexwirkung aufweist |
| JP2941364B2 (ja) * | 1990-06-19 | 1999-08-25 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| US5056099A (en) * | 1990-09-10 | 1991-10-08 | General Dynamics Corp., Electronics Division | Rugate filter on diode laser for temperature stabilized emission wavelength |
| US5488623A (en) * | 1990-11-07 | 1996-01-30 | Fuji Electric Co., Ltd. | Mold-type semiconductor laser device with reduced light-emitting point displacement during operation |
| EP0484887B1 (en) * | 1990-11-07 | 1996-04-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Laser diode device having a protective layer on its light-emitting end face |
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