JPH03196689A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH03196689A JPH03196689A JP33737389A JP33737389A JPH03196689A JP H03196689 A JPH03196689 A JP H03196689A JP 33737389 A JP33737389 A JP 33737389A JP 33737389 A JP33737389 A JP 33737389A JP H03196689 A JPH03196689 A JP H03196689A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
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- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
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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
本発明は光情報処理、レーザ加工等に用いる高出力の半
導体レーザに関する。
導体レーザに関する。
（ロ）従来の技術
近年、半導体レーザが普及し、その応用分野が拡大する
につれて、光情報処理や、レーザ加工等に用いられる高
出力の半導体レーザが要求されている。
につれて、光情報処理や、レーザ加工等に用いられる高
出力の半導体レーザが要求されている。
現在、高出力半導体レーザには、ブロードエリアレーザ
と半導体レーザアレイがある。この中でブロードエリア
レーザは１例えば雑誌［を子材料Ｊ１９８７年６月号１
０３〜１０６頁に示されている如く、通常電流狭窄層に
よって数μｍの幅に制限される電流通路幅を数十〜数百
μｍに広げたものであり、これによりレーザ光を広い範
囲に分布させ、活性層端面において光集中による端面破
壊を防ぎ、高出力化を可能としたものである。
と半導体レーザアレイがある。この中でブロードエリア
レーザは１例えば雑誌［を子材料Ｊ１９８７年６月号１
０３〜１０６頁に示されている如く、通常電流狭窄層に
よって数μｍの幅に制限される電流通路幅を数十〜数百
μｍに広げたものであり、これによりレーザ光を広い範
囲に分布させ、活性層端面において光集中による端面破
壊を防ぎ、高出力化を可能としたものである。
しかし乍ら、斯るブロードエリアレーザでは、レーザ共
振器内においてレーザ光がその接合面と平行な方向に広
く分布するため、レーザ光の横モードに高次モードが立
ちやすくマルチモード化したり、あるいはレーザ光の光
分布に急激な立ち上がりが生じるフィラメント発振とな
ったりする。このため、レーザ光を小さなスポットに集
光できないといった問題があった。
振器内においてレーザ光がその接合面と平行な方向に広
く分布するため、レーザ光の横モードに高次モードが立
ちやすくマルチモード化したり、あるいはレーザ光の光
分布に急激な立ち上がりが生じるフィラメント発振とな
ったりする。このため、レーザ光を小さなスポットに集
光できないといった問題があった。
そこで、斯るブロードエリアレーザにおいて横モードを
制御する方法として、例えばレーザ学会研究会報告（１
９８８）、ＲＴＭ−８８−２５に開示されている様に、
レーザ共振器端面の電流通路中央部分に高反射部を設け
る方法がある。
制御する方法として、例えばレーザ学会研究会報告（１
９８８）、ＲＴＭ−８８−２５に開示されている様に、
レーザ共振器端面の電流通路中央部分に高反射部を設け
る方法がある。
しかし乍ら、斯る方法では微小なチップのレーザ共振器
端面に部分的に反射膜を形成しなければならないため、
製造が難しく、工程が煩雑になる、といった問題が生じ
る。
端面に部分的に反射膜を形成しなければならないため、
製造が難しく、工程が煩雑になる、といった問題が生じ
る。
（ハ）発明が解決しようとする課題
したがって、本発明は製造が容易で、且つ横モードが制
御できるブロードエリアレーザを提供するものである。
御できるブロードエリアレーザを提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、活性層に実効的な屈折率差を形成するリッジ
がレーザ共振器方向に沿って設けられた半導体レーザで
あって、上記課題を解決するため、上記り・ノジの幅が
その直下の活性層の領域内で高次モード発振を許容する
様に設定されると共に上記リッジの中に上記リッジの幅
よりも狭い幅を有する電流通路が設けられていることを
特徴とする。
がレーザ共振器方向に沿って設けられた半導体レーザで
あって、上記課題を解決するため、上記り・ノジの幅が
その直下の活性層の領域内で高次モード発振を許容する
様に設定されると共に上記リッジの中に上記リッジの幅
よりも狭い幅を有する電流通路が設けられていることを
特徴とする。
（ホ）作 用
本発明によれば、リッジの中に、リッジの幅より狭い幅
を有する電流通路を設けることによって、電流通路の幅
に対応した基本モードの光のみが発振し、生じた光はリ
ッジ直下の活性層の直上にリッジが形成された領域内に
広がって導波する。
を有する電流通路を設けることによって、電流通路の幅
に対応した基本モードの光のみが発振し、生じた光はリ
ッジ直下の活性層の直上にリッジが形成された領域内に
広がって導波する。
（へ）実施例
第１図に本発明の一実施例を示す。図において、（１）
はｎ型ＧａＡｓからなる基板、（２）はｎ型Ａ ｌ ６
． ｌ！Ｇ ａ ６１ＨＡ Ｓがらなり、層厚が１．５
７１ ｍのｎ型クラッド層、（３）はアンドープＡ１０
ｏｔＧ ａ ６． ｇＩＡｓからなり、層厚が０．０７
μｍの活性層、（４）はｐ型Ａ ｌ’ｏ、 ＋ｔＧ ａ
ｏ、 ｇ＠Ａ Ｓからなり、層厚が１．２μｍのｐ型
クラッド層、（５）はｐ型ＧａＡｓからなり、層厚が０
．６μｍのキャップ層で、これらの層は例えば周知のＭ
ＯＣＶ Ｄ法を用いて基板（１）の−主面上に順次エ
ピタキシャル形成される。また、（６）はｐ型りラッド
層口）及びキャップ層（５）を、輻３０ｐｍの中央の領
域〜■１を残すと共に、領域Ｗ、の両件側のｐ型クラッ
ド層（４）の厚さが０．２μｍになるまでエツチング除
去して形成されたリッジで、このリッジ（６）には、幅
１５．ｕｍの中央の領域Ｗ、を残して、１０ ”ｃｍ−
’プロトン照射された図中斜線で示す高抵抗部分（７）
が形成されている。
はｎ型ＧａＡｓからなる基板、（２）はｎ型Ａ ｌ ６
． ｌ！Ｇ ａ ６１ＨＡ Ｓがらなり、層厚が１．５
７１ ｍのｎ型クラッド層、（３）はアンドープＡ１０
ｏｔＧ ａ ６． ｇＩＡｓからなり、層厚が０．０７
μｍの活性層、（４）はｐ型Ａ ｌ’ｏ、 ＋ｔＧ ａ
ｏ、 ｇ＠Ａ Ｓからなり、層厚が１．２μｍのｐ型
クラッド層、（５）はｐ型ＧａＡｓからなり、層厚が０
．６μｍのキャップ層で、これらの層は例えば周知のＭ
ＯＣＶ Ｄ法を用いて基板（１）の−主面上に順次エ
ピタキシャル形成される。また、（６）はｐ型りラッド
層口）及びキャップ層（５）を、輻３０ｐｍの中央の領
域〜■１を残すと共に、領域Ｗ、の両件側のｐ型クラッ
ド層（４）の厚さが０．２μｍになるまでエツチング除
去して形成されたリッジで、このリッジ（６）には、幅
１５．ｕｍの中央の領域Ｗ、を残して、１０ ”ｃｍ−
’プロトン照射された図中斜線で示す高抵抗部分（７）
が形成されている。
（８）は露出したｐ型クラッド層（４）表面及びノッジ
（６）の高抵抗部分（７）表面上に形成されたＳｉｎ、
からなる絶縁膜、（９）はｐｍ！極、（１ｏ）は１１側
電極である。
（６）の高抵抗部分（７）表面上に形成されたＳｉｎ、
からなる絶縁膜、（９）はｐｍ！極、（１ｏ）は１１側
電極である。
斯る実施例において、活性層（３）における実効的な屈
折率の分布は第２図（ａ）の如くなる。即ち、活性層（
３）の、その上にリッジ（６）が形成された領域Ｗ１に
おいては屈折率が大となり、発生するレーザ光は領域Ｗ
１の活性層（３）内に閉じ込められる。斯る領域Ｗ、内
においては第２図（ｂ）に示す如く、基本モード以外に
多くの高次モードが存在可能である。
折率の分布は第２図（ａ）の如くなる。即ち、活性層（
３）の、その上にリッジ（６）が形成された領域Ｗ１に
おいては屈折率が大となり、発生するレーザ光は領域Ｗ
１の活性層（３）内に閉じ込められる。斯る領域Ｗ、内
においては第２図（ｂ）に示す如く、基本モード以外に
多くの高次モードが存在可能である。
ところで、ブロードエリアレーザにおける多モード発振
は、このように存在可能な高次モードに利得を与えるこ
とによって生じる。したがって、レーザ光が存在する領
域内で基本モードに対して高く、高次モードに対して低
い利得分布を形成することによって、基本モードのみを
選択的に発振させることが可能である。また、利得ｇは
、利得定数をβ、注入電流密度をＪ、利得が０になると
きの注入電流密度を１０として、ｇ：β（Ｊ−ｊｏ）で
表わされるので、利得分布は注入電流分布を制御するこ
とによって制御できる。即ち本実施例では、リッジ（６
）に高抵抗部分（７）が形成されているため、電流は、
リッジ（６）内で領域Ｗ、の中に閉じ込められて流れる
。これに従って活性層（３）内においても領域Ｗ、内を
多く電流が流れ、活性層（３）における利得分布は第２
図（ｃンの如くなる。第２図（ｂ）及び第２図（ｃ）か
ら明らかなように、本実施例では基本モードで利得が高
く、高次モードで利得が低いため、高次モードの発振が
抑えられ、基本モードのみが発振し易くなる。以上本実
施例ではプロトンの照射により高抵抗部分（７）を形成
したが、この部分は逆導電型の半導体層、本実施例では
ｎ型の半導体層からなる埋込み層を用いても良い。
は、このように存在可能な高次モードに利得を与えるこ
とによって生じる。したがって、レーザ光が存在する領
域内で基本モードに対して高く、高次モードに対して低
い利得分布を形成することによって、基本モードのみを
選択的に発振させることが可能である。また、利得ｇは
、利得定数をβ、注入電流密度をＪ、利得が０になると
きの注入電流密度を１０として、ｇ：β（Ｊ−ｊｏ）で
表わされるので、利得分布は注入電流分布を制御するこ
とによって制御できる。即ち本実施例では、リッジ（６
）に高抵抗部分（７）が形成されているため、電流は、
リッジ（６）内で領域Ｗ、の中に閉じ込められて流れる
。これに従って活性層（３）内においても領域Ｗ、内を
多く電流が流れ、活性層（３）における利得分布は第２
図（ｃンの如くなる。第２図（ｂ）及び第２図（ｃ）か
ら明らかなように、本実施例では基本モードで利得が高
く、高次モードで利得が低いため、高次モードの発振が
抑えられ、基本モードのみが発振し易くなる。以上本実
施例ではプロトンの照射により高抵抗部分（７）を形成
したが、この部分は逆導電型の半導体層、本実施例では
ｎ型の半導体層からなる埋込み層を用いても良い。
（ト）発明の効果
本発明によれば、活性層内に高次モードを許容する幅を
有するり／ジにその幅よりも狭い幅の電流通路を設ける
ことによって、横モードを基本モードに制御できる。ま
た、本発明装置の電流通路は周知の技術であるプロトン
照射や、半導体の埋め込みによって容易に形成できる。
有するり／ジにその幅よりも狭い幅の電流通路を設ける
ことによって、横モードを基本モードに制御できる。ま
た、本発明装置の電流通路は周知の技術であるプロトン
照射や、半導体の埋め込みによって容易に形成できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
乃至（ｃ）は夫々本実施例装置における屈折率分布図、
許容する各横モードの光強度分布図、利得分布図である
。
乃至（ｃ）は夫々本実施例装置における屈折率分布図、
許容する各横モードの光強度分布図、利得分布図である
。
Claims (1)
- （１）活性層に実効的な屈折率差を形成するリッジがレ
ーザ共振器方向に沿って設けられた半導体レーザにおい
て、上記リッジの幅がその直下の活性層の領域内で高次
モード発振を許容する様に設定されると共に上記リッジ
の中に上記リッジの幅よりも狭い幅を有する電流通路が
設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33737389A JP2889626B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33737389A JP2889626B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196689A true JPH03196689A (ja) | 1991-08-28 |
| JP2889626B2 JP2889626B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18308013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33737389A Expired - Fee Related JP2889626B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889626B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008021905A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法および応用システム |
| JP2016015418A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| JP2020503671A (ja) * | 2016-12-29 | 2020-01-30 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザーダイオード |
| WO2022064728A1 (ja) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| WO2022190275A1 (ja) * | 2021-03-10 | 2022-09-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| CN115693403A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-02-03 | 深圳市星汉激光科技股份有限公司 | 一种GaAs FP激光芯片及其制备方法 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP33737389A patent/JP2889626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008021905A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子、半導体レーザ素子の製造方法および応用システム |
| JP2016015418A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| JP2020503671A (ja) * | 2016-12-29 | 2020-01-30 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザーダイオード |
| JP2021182635A (ja) * | 2016-12-29 | 2021-11-25 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | 半導体レーザーダイオード |
| US11626707B2 (en) | 2016-12-29 | 2023-04-11 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor laser diode |
| WO2022064728A1 (ja) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| WO2022190275A1 (ja) * | 2021-03-10 | 2022-09-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| CN115693403A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-02-03 | 深圳市星汉激光科技股份有限公司 | 一种GaAs FP激光芯片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889626B2 (ja) | 1999-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |