JPH0316192A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0316192A JPH0316192A JP30023389A JP30023389A JPH0316192A JP H0316192 A JPH0316192 A JP H0316192A JP 30023389 A JP30023389 A JP 30023389A JP 30023389 A JP30023389 A JP 30023389A JP H0316192 A JPH0316192 A JP H0316192A
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- Japan
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- laser
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- resonator
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は半導体レーザに関する。
（ロ）従来の技術
半導体レーザから得られるレーザ光の強度を増大させる
ためにはレーザペレットの端面発光領域の光密度を減少
させて端面の結晶学的損傷を仰える必要がある．このよ
うな硯点から、例えば、雑誌「レーザー技術」第１６巻
第３号Ｐ．４１〜Ｐ．５０に示されているように、光導
波路の幅を広げてレーザペレットの端面発光領域の光密
度の低減を図ったブロードエリアレーザが提案されてら いる．このブロードエリアレーザの一例を第零図に示す
．同図において、（ｌＯ）はＧａＡｓ，ＡＩＧａＡｓな
どの化合物半導体を順次積層して形成した半導体レーザ
ペレットで、その上面には光導波路を構或するリッジ（
ｌ１）が設けられている。そしてこのリッジ（ｌ１）は
約６０μｍの幅を有している。
ためにはレーザペレットの端面発光領域の光密度を減少
させて端面の結晶学的損傷を仰える必要がある．このよ
うな硯点から、例えば、雑誌「レーザー技術」第１６巻
第３号Ｐ．４１〜Ｐ．５０に示されているように、光導
波路の幅を広げてレーザペレットの端面発光領域の光密
度の低減を図ったブロードエリアレーザが提案されてら いる．このブロードエリアレーザの一例を第零図に示す
．同図において、（ｌＯ）はＧａＡｓ，ＡＩＧａＡｓな
どの化合物半導体を順次積層して形成した半導体レーザ
ペレットで、その上面には光導波路を構或するリッジ（
ｌ１）が設けられている。そしてこのリッジ（ｌ１）は
約６０μｍの幅を有している。
（ハ） 発明が解決しようとする課題
水平方向遠視野像を示し、出力が高くなるほど半値全角
が広がっており、レーザ光としては品質が低いものであ
る。
が広がっており、レーザ光としては品質が低いものであ
る。
（二）課題を解決するための手段
本発明は、このブロードエリアレーザ半導体レーザにお
いて、レーザペレットの光導波路の幅を光共振器端面近
傍において狭く、光共振器中央部において広く設定して
いる． また本発明は、出射されるレーザ光の光軸に対する、上
記光共振器中央部に向かう光導波路の広がり角度θを１
０≦θ≦２０（度）とする．（ホ）作用 本発明によれば、光共振器端面近傍においては電流注入
はその中央部の幅狭の個所のみで行われ、その両側は損
失領域となっているので、横基本モードのみが通常発振
を行い、単峰性で狭い水平方向遠視野像の高品質のレー
ザ光を発振する。
いて、レーザペレットの光導波路の幅を光共振器端面近
傍において狭く、光共振器中央部において広く設定して
いる． また本発明は、出射されるレーザ光の光軸に対する、上
記光共振器中央部に向かう光導波路の広がり角度θを１
０≦θ≦２０（度）とする．（ホ）作用 本発明によれば、光共振器端面近傍においては電流注入
はその中央部の幅狭の個所のみで行われ、その両側は損
失領域となっているので、横基本モードのみが通常発振
を行い、単峰性で狭い水平方向遠視野像の高品質のレー
ザ光を発振する。
（へ）実施例
第１図は本発明半導体レーザの斜視図を示しており、同
図において、（１）は約３００μｍ角の大きさの半導体
レーザペレットで、Ｎ型のＧａＡＳ基板（２）と、該基
板（２）表面上のＮ型ＡＩＧａＡｓ層（３）と、該層（
３）上のノンドーブＡＩＧａＡｓ層（４）と、該Ｎ（４
）上のＰ型ＡＩＧａＡｓ層（５）と、該層（５）上のＰ
型ＧａＡｓ層（６）と、がら或っており、Ｐ型ＡＩＧａ
ＡＳ層（５）と、Ｐ型ＧａＡｓ層（６）とはフォトリン
グラフィによってベレット（１）の対向端面間にわたっ
て設けられた光共振器を構戒する光導波路に該当するメ
サ状リッジ（７）を威している。本発明はこのリッジ（
７）の形状に特徴を有する。即ち、リッジ（７）はその
中央部において約６０ｕｍの幅を有し、ベレット（１）
端面近傍においては約３μｍの幅になるように構成され
ている。尚、リッジ（７）の形成において、リッジ（７
）外部の上部クラッド層をなすＰ型ＡＩＧａＡｓ屑（５
）の厚みは約０．２μｍである。
図において、（１）は約３００μｍ角の大きさの半導体
レーザペレットで、Ｎ型のＧａＡＳ基板（２）と、該基
板（２）表面上のＮ型ＡＩＧａＡｓ層（３）と、該層（
３）上のノンドーブＡＩＧａＡｓ層（４）と、該Ｎ（４
）上のＰ型ＡＩＧａＡｓ層（５）と、該層（５）上のＰ
型ＧａＡｓ層（６）と、がら或っており、Ｐ型ＡＩＧａ
ＡＳ層（５）と、Ｐ型ＧａＡｓ層（６）とはフォトリン
グラフィによってベレット（１）の対向端面間にわたっ
て設けられた光共振器を構戒する光導波路に該当するメ
サ状リッジ（７）を威している。本発明はこのリッジ（
７）の形状に特徴を有する。即ち、リッジ（７）はその
中央部において約６０ｕｍの幅を有し、ベレット（１）
端面近傍においては約３μｍの幅になるように構成され
ている。尚、リッジ（７）の形成において、リッジ（７
）外部の上部クラッド層をなすＰ型ＡＩＧａＡｓ屑（５
）の厚みは約０．２μｍである。
このような構成の半導体レーザに電流を注入すると、メ
サ状リッジ（７）内で光共振器を構成している光導波路
内においてレーザ発振が行われるが、ペレット（１）端
面近傍においては中央部の幅約３μｍの個所しか電流注
入がなされないので、その個所以外は損失領域となって
いる。そのため横基本モードは通常の発振を行うが、一
次、二次などの高次モードの発振は強度ピークが損失領
域に掛かるため、発振が抑制される。この状態を示した
のが第２図で、この図はベレット（１）端面近傍の断面
図（Ａｌ、その断面個所の利得分布図（Ｂｌ、並びに電
場分布図（ｃ）であり、０次の基本モードのみが注入領
域（８）にあり、それ以外の一次、二次などの高次モー
ドは損失領域（９）に位置していることが理解できるで
あろう。
サ状リッジ（７）内で光共振器を構成している光導波路
内においてレーザ発振が行われるが、ペレット（１）端
面近傍においては中央部の幅約３μｍの個所しか電流注
入がなされないので、その個所以外は損失領域となって
いる。そのため横基本モードは通常の発振を行うが、一
次、二次などの高次モードの発振は強度ピークが損失領
域に掛かるため、発振が抑制される。この状態を示した
のが第２図で、この図はベレット（１）端面近傍の断面
図（Ａｌ、その断面個所の利得分布図（Ｂｌ、並びに電
場分布図（ｃ）であり、０次の基本モードのみが注入領
域（８）にあり、それ以外の一次、二次などの高次モー
ドは損失領域（９）に位置していることが理解できるで
あろう。
第３図は第１図に示した本発明レーザの水平方向遠視野
像を示しており、出力が高くなっても視野は広がらず、
高品質のレーザ光を発振している。また第４図は同じく
本発明レーザの電流一光出力特性図であって、両者がリ
ニアな関係にあることがわかる． 次に、ベレット（１）端面近傍におけるリッジ（７）の
幅を３μｍ、光共振器長を３００μｍとして、第１図中
破線で示すレーザ光の光軸に対する、光共振器中央部に
向かう光導波路の広がり角（第１図中θで示す角度）を
種々変化させて本実施例レーザを作製し、夫々の水平方
向遠視野像における単峰化率（単峰性の得られるレーザ
個数の比率〉を調べた。この結果を第５図に示す。図か
ら明らかな如く広がり角θが１０度を越えたあたりから
低下し始め、２０度を超えると単峰化率は急激に低下す
る。この１０度という値は光導波路の実効屈折率が３．
４０、光導波路外部の実効屈折率が３．３５である本実
施例装置の光導波路界面における全反射角に対応する。
像を示しており、出力が高くなっても視野は広がらず、
高品質のレーザ光を発振している。また第４図は同じく
本発明レーザの電流一光出力特性図であって、両者がリ
ニアな関係にあることがわかる． 次に、ベレット（１）端面近傍におけるリッジ（７）の
幅を３μｍ、光共振器長を３００μｍとして、第１図中
破線で示すレーザ光の光軸に対する、光共振器中央部に
向かう光導波路の広がり角（第１図中θで示す角度）を
種々変化させて本実施例レーザを作製し、夫々の水平方
向遠視野像における単峰化率（単峰性の得られるレーザ
個数の比率〉を調べた。この結果を第５図に示す。図か
ら明らかな如く広がり角θが１０度を越えたあたりから
低下し始め、２０度を超えると単峰化率は急激に低下す
る。この１０度という値は光導波路の実効屈折率が３．
４０、光導波路外部の実効屈折率が３．３５である本実
施例装置の光導波路界面における全反射角に対応する。
したがって、第５図は、広がり角θが大きくなり、光導
波路外にレーザ光が透過し易くなるにつれて高次モード
が発振し易くなることを示している。
波路外にレーザ光が透過し易くなるにつれて高次モード
が発振し易くなることを示している。
また、同様に広がり角θを変化させた時の最大光出力の
値（端面破壊が生じる値）を調べた。この結果を第６図
に示す。図から明らかな如く、広がり角θが大きなるに
つれて最大光出力も増加していき、広がり角θが２０度
を超えると最大光出力は低下する。第７図に広がり角θ
を１５度としたレーザと２５度としたレーザの光出力特
性を示す。図に示すように、広がり角θが２０度を超え
ると光出力特性の直線性も低下する傾向にある。
値（端面破壊が生じる値）を調べた。この結果を第６図
に示す。図から明らかな如く、広がり角θが大きなるに
つれて最大光出力も増加していき、広がり角θが２０度
を超えると最大光出力は低下する。第７図に広がり角θ
を１５度としたレーザと２５度としたレーザの光出力特
性を示す。図に示すように、広がり角θが２０度を超え
ると光出力特性の直線性も低下する傾向にある。
これは、広がり角θが大きくなると導波路内に透過する
光が増え、この光が層に吸収されて損失となり、またこ
の時生じる熱によって素子が劣化するためである。
光が増え、この光が層に吸収されて損失となり、またこ
の時生じる熱によって素子が劣化するためである。
以上の結果から水平方向遠視野像の単峰性を維持しつつ
、高い光出力を得るには、光導波路の広がり角θを工０
度以上２０度以下に設定すれば良いことがわかる。
、高い光出力を得るには、光導波路の広がり角θを工０
度以上２０度以下に設定すれば良いことがわかる。
本発明にあっては、共振器長は６００μｍ以下であれば
良く、ベレット（１）端面近傍におけるリッジ（７）の
幅は３μｍ以下とするのが好ましい。
良く、ベレット（１）端面近傍におけるリッジ（７）の
幅は３μｍ以下とするのが好ましい。
（ト）考案の効果
本発明は以上の説明から明らかなように、レーザペレッ
トの光導波路の幅を、光共振器端面近傍において狭く、
光共振器中央部において広く設定し、またさらに光導波
路の広がり幅θをＬＯ〜２０度に設定しているので、光
共振器端面近傍において０次モード以外の高次モードの
強度ピークは損失領域に掛かり、その結果、水平横モー
ドを基本モードに維持した状態にて高出力のレーザ発振
を行わしめることができる。
トの光導波路の幅を、光共振器端面近傍において狭く、
光共振器中央部において広く設定し、またさらに光導波
路の広がり幅θをＬＯ〜２０度に設定しているので、光
共振器端面近傍において０次モード以外の高次モードの
強度ピークは損失領域に掛かり、その結果、水平横モー
ドを基本モードに維持した状態にて高出力のレーザ発振
を行わしめることができる。
第１図は本発明レーザの斜視図、第２図は本発明レーザ
の発振状態を示した状態図、第３図は本発明レーザの水
平方向遠視野像図、第４図は同じく本発明レーザの電流
一光出力特性図、第５図及び第６図は夫々光導波路の広
がり角θを変えた時の、水平方向遠視野像の単峰化率の
変化を示す特性図及び最大光出力を示す特性図、第７図
は広がり角θを夫々１５度、２５度としたレーザの電流
一光出力特性図、第８図は従来楕造レーザの斜視図、第
９図はその電流一光出力特性図、第１０図は同じくその
水平方向遠視野像図である。
の発振状態を示した状態図、第３図は本発明レーザの水
平方向遠視野像図、第４図は同じく本発明レーザの電流
一光出力特性図、第５図及び第６図は夫々光導波路の広
がり角θを変えた時の、水平方向遠視野像の単峰化率の
変化を示す特性図及び最大光出力を示す特性図、第７図
は広がり角θを夫々１５度、２５度としたレーザの電流
一光出力特性図、第８図は従来楕造レーザの斜視図、第
９図はその電流一光出力特性図、第１０図は同じくその
水平方向遠視野像図である。
Claims (2)
- （１）光導波路の幅が、横高次モードの発振を許容する
ブロードエリアタイプ半導体レーザであって、レーザペ
レットの光導波路の幅が光共振器端面近傍において狭く
、光共振器中央部において広く設定されていることを特
徴とした半導体レーザ。 - （２）出射されるレーザ光の光軸に対する、上記光共振
器中央部に向かう光導波路の広がり角度θを１０≦θ≦
２０（度）とすることを特徴とした第１項記載の半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30023389A JP2777434B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-11-17 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8111189 | 1989-03-30 | ||
| JP1-81111 | 1989-03-30 | ||
| JP30023389A JP2777434B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-11-17 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316192A true JPH0316192A (ja) | 1991-01-24 |
| JP2777434B2 JP2777434B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=26422155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30023389A Expired - Fee Related JP2777434B2 (ja) | 1989-03-30 | 1989-11-17 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777434B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075801A (en) * | 1995-01-18 | 2000-06-13 | Nec Corporation | Semiconductor laser with wide side of tapered light gain region |
| KR20020077567A (ko) * | 2001-04-02 | 2002-10-12 | 한국전자통신연구원 | 광모드 크기 변환기가 결합된 레이저 및 그 제조 방법 |
| CN101916963A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-12-15 | 厉巧云 | 高功率单模输出的微型半导体激光二极管及其制造方法 |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP30023389A patent/JP2777434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075801A (en) * | 1995-01-18 | 2000-06-13 | Nec Corporation | Semiconductor laser with wide side of tapered light gain region |
| KR20020077567A (ko) * | 2001-04-02 | 2002-10-12 | 한국전자통신연구원 | 광모드 크기 변환기가 결합된 레이저 및 그 제조 방법 |
| CN101916963A (zh) * | 2010-07-26 | 2010-12-15 | 厉巧云 | 高功率单模输出的微型半导体激光二极管及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2777434B2 (ja) | 1998-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |