JPH0311687A

JPH0311687A - 半導体レーザ装置

Info

Publication number: JPH0311687A
Application number: JP14404489A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nakanishi; 秀行中西; Shinichi Takigawa; 信一瀧川; Masahiro Kume; 雅博粂; Yuichi Shimizu; 裕一清水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1991-01-18

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。

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、光計測、光通信等の光源に用い
る半導体レーザ装置に関する。

（従来の技術）従来の高出力半導体レーザ装置は、高出力化のためレー
ザ光の出射側端面の反射膜は低反射率に、他方の反射側
端面の反射膜は高反射率に設定されており、それは通常
、戻り雑音を防止するため出射側反射膜の反射率は約１
０％、反射側のそれは約７５％とされるのが一般的であ
る。その場合の反射膜は出射側が約０．３２５λ、ある
いは０．１７５λ（ただしλはレーザ光の波長）の膜厚
を有するＡｇ２Ｏ３の一層膜を、また反射側は厚さ０．
２５λのＳｉと０．２５λのＡｇ２Ｏ３を組合せた二層
膜が使用される。

（発明が解決しようとする課題）上述のような従来の半導体レーザ装置では、レーザ光の
反射側端面に形成する反射膜の反射率の波長依存性は小
さいが、出射側のそれは大きな波長依存性がある。

第６図は、その具体例を示す図で、出射側端面にＡｇ２
Ｏ３を膜厚０．３５λに、反射側端面はＡｌ２２０゜お
よびＳｉを二層に、共に０．２５λ（なお、膜厚は波長
７８０ｎｍの場合）にコーティングした場合の発振波長
（横軸、ｎｍ）に対する反射率（縦軸、％）の関係を示
している。これから明らかなように膜厚が０．３２５λ
のＡｉ＋２０３反射膜では、レーザ光の波長が８００ｎ
ｍで９．２５％の反射率が、７８０ｎｍでは１０．８％
に変化する。したがって、反射側の出力を一定に保って
定出力動作を行なわせる場合、動作温度の変化等による
出力波長の変動から、レーザ出力が変動する問題点があ
る。

本発明は上述に鑑み、レーザ光の出射側端面の反射率の
発振波長依存性を低く抑えて、安定したレーザ出力を得
ることを可能とした半導体レーザ装置の提供を目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を、出射側端面の反射膜を屈折率の
異なる２種類の反射膜を重ねた構造とし、反射膜の二層
目の屈折率は一層目のそれよりも大きく、膜厚を一層目
をＯないし０．２５λ、二層目を０．２５λないし０．
５λの範囲の二層構造とした反射膜を有する半導体レー
ザ装置として達成する。なお、上記で一層目、二層目は
レーザ装置の内部側から呼ぶものとする。

（作　用）上記構造の本発明の半導体レーザ装置の出射端面の反射
率は、その反射膜の膜厚に依存性をもち、それにより発
振波長が長波長側に変化しても、層目の膜厚が等偏向に
薄くなり、また二層目の反射膜の膜厚も同様に薄くなっ
て総合的に反射率の変化が大きく現れなくなる。また、
発振が短波長側に変化しても同様であるから安定した出
力の半導体レーザ装置が形成される。

（実施例）以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。

第１図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構造を
示す、レーザ光Ｒに平行な模式的な断面図である。１は
上部電極、２は下部電極、３は出射側端面の反射膜であ
り一層目の反射膜３１、二層目の反射膜３２からなる。

また４は反射側端面の反射膜であり一層目の反射膜４１
、二層目の反対膜４２からなる。

第２図は第１図の構成における出射側反射率の膜厚依存
性を示す図である。これは反射膜３１をＡｌ２２０．ニ
より膜厚を０．０５５　λ、反射膜３□はＳｉにより膜
厚０．１２λに、そして反射膜４□をＩｔ２０３により
０．２５λの膜厚に、そして反射膜４□を同じく０．２
５λの厚さにＳｉによって構成したときのもので、反射
率は膜厚の波長に対する比（以下、光学的膜厚という）
によって決定されるため、横軸を波長で規格化した膜厚
で表しており、縦軸が反射率（％）である。

発振波長が長くなると光学的膜厚は小さくなるから、膜
厚が薄くなることと等価であり、最適膜厚のグラフａに
おいて二層目の反射膜３１の膜厚を、点Ａの位置に設定
すれば、波長が長波長化した場合、一層目の反射膜３１
の光学的膜厚が薄くなるから、上記点Ａは薄くなったグ
ラフｂに移動し、さらに二層目の反射膜３□の光学的膜
厚も薄くなるので、グラフｂで左に移動し、結局それら
の効果が相乗して、発振が長波長化すると点Ａは点Ｂに
移動し反射率にあまり変化が生ぜず、発振が短波長化し
ても同様である。

このような作用を起こさせるには、一層目のＡ６，０３
の膜がＳｉとの境界において負の勾配を有し、二層目の
膜Ｓｉは設定膜厚０．１２λにおいて正の勾配をもち、
しかも全体の反射率を１０％とするために、第２図のよ
うに反射膜３１をＡｌ！２０３により膜厚を０．０５λ
ないし０．６λ、反射膜３□はＳｉにより膜厚を０．１
１λないし０．１３λにすることになる。

第３図は本発明の膜厚の出力光強度の波長依存性を、縦
軸を相対出射光強度、横軸を発振波長（ｎｍ）として示
し、膜厚を二層目のＳｉを０．１２λに固定し、一層目
のＡｇ２Ｏ３による反射膜を０．０６５λ。

０．０５５λ、　０．０４５λに変えて、それぞれａ、
ｂ、Ｑとして、また同様に第４図は膜厚を一層目のＡｌ
！２０３を０．０５５λに固定し、これに二層目のＳｉ
を０．１３λ、　０．１２λ、　０．１１λに変えてａ
、ｂ、ｃとして示している。なお、第３図、第４図の何
れの場合も反射側端面の反射膜の膜厚は一層目のＡ６２
０３、二層目のＳｉともに０．２５λとして測定した。

これら第３図、第４図によって、出射側で一般に設定す
る反射率１．０％を得るための膜厚に最適値があり、Ａ
ｌ）２０３が０．０５５λ付近、Ｓｉが０．１２λ付近
ということが判る。

第５図は出射側端面の膜厚を上記最適膜厚とし、反射側
を一層目のＡｌ１２０３、二層目のＳｉともに０．２５
λにコーティングし、かつ、反射側へのレーザ出力の一
部を検出して発振出力を一定に制御するＡＰＣを行なっ
た場合の、相対出射光強度（縦軸）を温度（横軸、℃）
について示す温度特性図である。

一般に半導体レーザ装置の発振波長は周囲温度に左右さ
れ、温度の上昇につれて長波長側に移動する。そのため
特に出射側端面の反射率が変化することになるから、出
射光強度は周囲温度に大きく左右される。第５図は本発
明が、その出力の温度依存性を排除していることを示し
ている。

次表は、出射側端面の反射率が９％ないし１５％におけ
る反射膜の最適膜厚の組合せを示している。

これらの膜厚付近では、同じような作用によって、Ａｌ
１．０３が０．０４λないし０．０６λ、Ｓｉが０．１
１λないし０．１４λの膜厚範囲で反射率の波長依存性
が抑制されることが判る。

（発明の効果）以上、説明して明らかなように本発明によれば、出力光
強度の波長依存性、ひいては温度特性を排除した半導体
レーザ装置が提供可能であり、情報処理装置、光計測分
野、あるいは光通信等の光源の形成に用いて大きな効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式的断面図、第２図
は半導体レーザ装置における反射率の、反− 対膜膜厚依存性を示す図、第３図、第４図は発振波長に
対する相対出射光強度を示す図、第５図は相対出射光強
度の温度特性を示す図、第６図は従来の反射率の発振波
長特性を示す図である。１　・・・上部電極、　２・・　下部電極、　３・・・
出射側端面の反射膜、　４・・・反射側端面の反射膜、
　Ｒ・・・　レーザ光。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザ装置において、レーザ光の出射側端
面の反射膜を、屈折率の異なる２種類の誘電体薄膜によ
って構成し、その一層目の反射膜は二層目のそれよりも
屈折率が小さく、発振波長をλとして一層目の膜厚は０
ないし０．２５λ、二層目は０．２５λないし０．５λ
の範囲に設定したことを特徴とする半導体レーザ装置。
（２）出射側端面の反射膜を一層目をＡｌ＿２Ｏ＿３、
二層目をＳｉのコーティングにより形成したことを特徴
とする請求項（１）記載の半導体レーザ装置。
（３）膜厚を一層目は０．０４λないし０．０６λ、二
層目を０．１１λないし０．１４λに形成したことを特
徴とする請求項（２）記載の半導体レーザ装置。