JPH03201495A - ブロードエリアレーザ - Google Patents

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】 （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ブロードエ
リアレーザに関する。

（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。

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、例えば雑誌１電子材料、１９８７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１ｍの幅に制限される電流通路幅を数十〜数百
ｊｍ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。

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（
１９８８）、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、微少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はならないため
、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、且っ横モードが制
御できるブロードエリアレーザを提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、レーザ共振器に沿って延在するストライプ状
の電流通路の幅が高次横モードの発振を許容するブロー
ドエリアレーザであって、上記課題を解決するため、上
記電流通路上には、その幅方向において、中央部分で低
く、端部で高い接触抵抗を有する電極が設けられている
ことを特徴とする。

（ホ）作　用 本発明によれは、電流通路上に、その幅方向において、
中央部分で低く、端部で高い接触抵抗を有する電極を設
けることによって、電流通路の中で、その幅方向におけ
る中央部分で高く、端部で低い電流強度分布が形成され
る。

（へ〉実施例 先ず、本発明の原理について説明する。

一般に広い電流通路を有するブロードエリアレーザにお
ける多モード発振は、電流通路内に存モードに対して高
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。

ここで、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Ｊｏとして、ｇ＝
β（Ｊ−Ｊ、）と表わせる。即ち、利得分布は電流分布
を制御することによって制御できる。また、斯る電流分
布は電流通路における抵抗値を変えることによって制御
できる。本発明では電流通路における種々の抵抗の中で
、半導体層と電極との接触抵抗を変え、電流分布を制御
するものである。

次に、半導体層と電極との接触抵抗を変える方法につい
て説明する。先ずＧａＡｆｆｉＡｓ系半導体レーザのｐ
側電極として、半導体層上にＳｎ層、Ｚｎ層、Ａｕ層を
順次被着し、これを４００℃で１０〜１５分程度熱処理
する。この時、Ｚｎ層の層厚を変えて、種々の半導体レ
ーザ素子を作製し、夫々の素子抵抗を測定した。その結
果を第３図に示す。また、５ｎｎＳＡｕ層の層厚は夫々
１５０Ａ、２５０〇六で一定とした。図から明らかな如
く、素子抵抗は電極内のＺｎ層の層厚に対して変化し、
１８５０Ａで最低値をとっていることがわかる。次に、
各素子抵抗値に対して素子に流れる電流を測定した。そ
の結果を第４図に示す。

図ではＺｎ層の層厚を１８５０人としたときに素子に流
れる電流に対する相対値を示した。

以上から、ｐ側電極をＳｎ層、ＺｎＲ，Ａｕ層り三層構
造とし、Ｚｎ層の層厚を変えることによって、電極と半
導体層との接触抵抗を変えることができ、素子中を流れ
る電流を制御できることがわかる。

次に断る原理を利用した本発明装置を説明する。第１図
は本発明装置の一実施例を示し、（１〉はｎ型ＧａＡｓ
からなる基板、（２）はｎ型１２．。

ａｚＧ　ａ　ｏ、ｓａＡ　Ｓからなり、層厚が１　、５
１ｍのｎ型クラッド層、（３）はアンドープＡ　ｊ２　
ｅ、ｏｇＧ　ａ　ｏ、５４Ａｓからなり、層厚が０．０
７ｊｍの活性層、（４〉はｐ型Ａ　１　ｏ、ａｘＧ　ａ
　ｏ、ｓａＡからなり、層厚が１゜２ｊｍのｐ型りラッ
ド層、（５〉はｐ型ＧａＡｓからなり、層厚が０．６４
ｍのキャップ層で、これらの層は基板＜１）の−主面上
に順次積層される。（６）はキャップ層（５）上に被着
されたＳ　ｉ　Ｏ，からなる絶縁層で、その中央部には
、レーザ共振器方向（紙面垂直方向）に沿って、幅３０
ｊｍのストライプ状開口部（図中Ｗ）が設けられている
。（７〉は絶縁層上（６）及び露出したキャップ層（５
）上に、層厚１５０人のＳｎ層、層厚１５５０大のＺｎ
層、層厚２５０ＯＡのＡｕ層をこの順に蒸着したｐ側坑
１電極で、その中央には、レーザ共振器方向に沿って幅
１４ｊｍのストライプ状開口部（図中Ｂ）が周知のフォ
トリソ技術を用いて設けられている。（８）はｐ側坑１
電極（７）上及び露出したキャップ層（５）上に、層厚
１５０人のＳｎ層、層厚１８５０人のＺｎ層、層厚２５
００人のＡｕ層をこの順に蒸着したｐ側坑２電極である
。また、ｐ側坑１電極（７）及びｐ側坑２電極（８）は
ｐ側坑２電極（８）の蒸着の後、４００℃で１０〜１５
分程度熱処理される。また、（９）は基板（１）の他主
面上に形成されたｎ（Ｉｌ電極である。

而して本実施例装置においては、絶縁膜（６）のストラ
イプ状開口部からなる領域Ｗが電流通路となる。さらに
本実施例装置で碌ストライプ状開口部の幅方向、即ち領
域Ｗ内において、キャップ層（５）に、ｐ側坑１電極（
７）が接する領域（図中Ａ）と、ｐ側坑２電極（８）が
接する領域（図中Ｂ）とで上述した如く接触抵抗が異な
る。また本実施例装置ではｐ側坑１電極（７）の上には
ｐ側坑２電極〈８〉が存在するが、ｐ側坑１電極（７）
の厚さが十分に厚いため、ｐ側坑１電極（７）上のｐ側
坑２電極（８）はキャップ層（５〉との接触抵抗に影響
を及ぼさない。この結果、本実施例装置の領域Ｗ内にお
ける利得は第２図（ａ）に示すように領域Ｗの中央で高
く、端部で低く分布する。

ところで、本実施例装置の電流通路である領域Ｗ内では
、第２図（ｂ）に示すように、基本モードの他に多くの
高次モードが存在可能となる。しかし乍ら、本実施例装
置では第２図（ａ）に示す如く、領域Ｗ中央で高い利得
分布を有するので、領域Ｗ端部に高い光強度分布を示す
高次モードへの利得の寄与よりも、領域Ｗ中央に高い光
強度分布を示す基本モードへの利得の寄与が大きくなる
。

その結果、高次モードの発振が抑えられ、基本モードの
みの発振が行われることとなる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、電流通路上に、その幅方向において、
中央部で低く、端部で高い接触抵抗を有する電極を設け
ることによって、基本モードのみの発振を行うことがで
きる。また斯る電極は周知のフォトリソ技術と２回の電
極蒸着工程で容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
は本実施例装置の利得分布図、第２図（ｂ）は本実施例
装置の電流通路内に存在可能なモードの光強度分布図、
第３図及び第４図は夫々、本発明の詳細な説明するため
の特性図である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ共振器に沿って延在するストライプ状の電
   流通路の幅が高次横モードの発振を許容するブロードエ
   リアレーザにおいて、上記電流通路上に、その幅方向に
   おいて、中央部分で低く、端部で高い接触抵抗を有する
   電極を設けたことを特徴とするブロードエリアレーザ。