JPH03222489A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH03222489A JPH03222489A JP1864390A JP1864390A JPH03222489A JP H03222489 A JPH03222489 A JP H03222489A JP 1864390 A JP1864390 A JP 1864390A JP 1864390 A JP1864390 A JP 1864390A JP H03222489 A JPH03222489 A JP H03222489A
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- Japan
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects 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、例えば雑誌「電子材料Ｊ １９８７年６月号
１０３〜１０６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
範囲に分布させて広い光導波路を形成し、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、例えば雑誌「電子材料Ｊ １９８７年６月号
１０３〜１０６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
範囲に分布させて広い光導波路を形成し、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。このたの、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。このたの、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、ブロードエリアレーザの光導波路
内に基本横モードのみを許容する導波路幅の狭い領域を
形成し、この幅の狭い領域のみに電流を注入して基本横
モードのみを発振させる方法が提案されている（持顆昭
６３−２３４５８５号、−０ 第４図は斯る先行技術の半導体レーザを示す図であり、
第４図（ａ）は平面図を、第４図（ｂ）は中央部の断面
図を、第４図＜ ｃ ）は側面図を夫々示している。図
において（１）はｎ型ＧａＡｓからなる基板を示し、該
基板（１）上には、ｎ型Ｇａｏ６Ａｌｃ、Ａｓからなる
クラッド層（２）、ＧａａｅｓＡ１＝ 。７Ａｓからな
る活性層（３）、ｐ型Ｇａｏ、５Ａｔｏ、Ａｓからなる
クラッド層（４）、ｐ型ＧａＡＳからなるキャップ層（
５）がこの順に積層形成されており、ｐ型クラッド層（
４）の一部及びキヤツプ層（５）はり／ジ状（６）とな
っていてこのリッジ（６）にてその直下に光導波路が形
成されている。
制御する方法として、ブロードエリアレーザの光導波路
内に基本横モードのみを許容する導波路幅の狭い領域を
形成し、この幅の狭い領域のみに電流を注入して基本横
モードのみを発振させる方法が提案されている（持顆昭
６３−２３４５８５号、−０ 第４図は斯る先行技術の半導体レーザを示す図であり、
第４図（ａ）は平面図を、第４図（ｂ）は中央部の断面
図を、第４図＜ ｃ ）は側面図を夫々示している。図
において（１）はｎ型ＧａＡｓからなる基板を示し、該
基板（１）上には、ｎ型Ｇａｏ６Ａｌｃ、Ａｓからなる
クラッド層（２）、ＧａａｅｓＡ１＝ 。７Ａｓからな
る活性層（３）、ｐ型Ｇａｏ、５Ａｔｏ、Ａｓからなる
クラッド層（４）、ｐ型ＧａＡＳからなるキャップ層（
５）がこの順に積層形成されており、ｐ型クラッド層（
４）の一部及びキヤツプ層（５）はり／ジ状（６）とな
っていてこのリッジ（６）にてその直下に光導波路が形
成されている。
このリッジ（６）の幅は一定ではなく、中央部では長さ
１００μｍにわたってその幅が４μｍの幅の狭い領域が
形成され、ここがら端面までには、端直に向かうにつれ
て徐々にその幅が増加する幅の広い領域が形成さｔＬる
。また両端面におけるその幅は３０μｍであり、幅の広
い領域の長さは夫々１５０１１ｍである。そしてこの４
１１ｍ幅の狭い領域が電流注入部（６ａ）となっている
。
１００μｍにわたってその幅が４μｍの幅の狭い領域が
形成され、ここがら端面までには、端直に向かうにつれ
て徐々にその幅が増加する幅の広い領域が形成さｔＬる
。また両端面におけるその幅は３０μｍであり、幅の広
い領域の長さは夫々１５０１１ｍである。そしてこの４
１１ｍ幅の狭い領域が電流注入部（６ａ）となっている
。
（ハ）発明が解決しようとする課題
ところが、斯る半導体レーザにおいて、さらなる光出力
の増大を図るべく光導波路の幅の広がる割合を大きくし
、端面の導波路幅を３０μｍを超える値に拡大しても、
中央の電流注入部から導波路幅の広い領域に広がる光の
回折角が一定であるため、端面での実質的な発光幅は３
０μｍ程度に留まり、拡大された導波路幅まで広がらず
、発光幅をこれ以上広げることはできなかった。また、
導波路幅の広い領域を長くして端面の発光幅を広げると
、幅の広い領域内での光吸れ損失が大きくなるため実質
的でなくなる。
の増大を図るべく光導波路の幅の広がる割合を大きくし
、端面の導波路幅を３０μｍを超える値に拡大しても、
中央の電流注入部から導波路幅の広い領域に広がる光の
回折角が一定であるため、端面での実質的な発光幅は３
０μｍ程度に留まり、拡大された導波路幅まで広がらず
、発光幅をこれ以上広げることはできなかった。また、
導波路幅の広い領域を長くして端面の発光幅を広げると
、幅の広い領域内での光吸れ損失が大きくなるため実質
的でなくなる。
したがって本発明は、さらなる光出力の増大が可能な半
導体レーザを提供するらのである。
導体レーザを提供するらのである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、光導波路を有する半導体レーザであって、前
記光導波路には他の領域に比して導波路幅の狭い領域が
あり、この幅の狭い領域上には該領域のみに電流を注入
する電流注入手段が設けられていると共に、前記幅の狭
い領域と前記他の領域との結合部分で導波路幅がさらに
狭くなっていることを特徴とする。
記光導波路には他の領域に比して導波路幅の狭い領域が
あり、この幅の狭い領域上には該領域のみに電流を注入
する電流注入手段が設けられていると共に、前記幅の狭
い領域と前記他の領域との結合部分で導波路幅がさらに
狭くなっていることを特徴とする。
（ホ）作用
本発明によれば、導波路幅の狭い領域で発生したレーザ
光が、導波路幅の広い領域に導波する際に、さらに導波
路幅の狭い部分を通過することによって、大きく回折す
る。
光が、導波路幅の広い領域に導波する際に、さらに導波
路幅の狭い部分を通過することによって、大きく回折す
る。
（へ）実施例
第１図は本発明の一実施例を示し、第１図（ａ）は平面
図、第１図（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、第１図（ｃ）は
第１図（ａ）のＹ−Ｙ断面図、第１図（ｄ）は側面図で
ある。図において、第４図の従来装置と同じものには同
番号を付し、説明を省略する。
図、第１図（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、第１図（ｃ）は
第１図（ａ）のＹ−Ｙ断面図、第１図（ｄ）は側面図で
ある。図において、第４図の従来装置と同じものには同
番号を付し、説明を省略する。
本実迩例において第４図の従来装置と異なるところは、
光導波路を形成するりｌジ（６）の幅が電流注入部（６
ａ）と他の領域との結合部分において電流注入部（６ａ
）の幅・１μｍよりもさらに狭く、例えば２μｍとした
ことである。またリッジ（６ンの電流；主入部（６ａ）
の長さは１００μｍ、幅の広がる領域の長さは夫々１５
０μｍと従来装置と同じとし、端面におけるリッジ（６
）の幅は６０μｍと従来装置よりも広くしている。
光導波路を形成するりｌジ（６）の幅が電流注入部（６
ａ）と他の領域との結合部分において電流注入部（６ａ
）の幅・１μｍよりもさらに狭く、例えば２μｍとした
ことである。またリッジ（６ンの電流；主入部（６ａ）
の長さは１００μｍ、幅の広がる領域の長さは夫々１５
０μｍと従来装置と同じとし、端面におけるリッジ（６
）の幅は６０μｍと従来装置よりも広くしている。
而して本実施例ではりンジ（６）の形状に対応して、電
流圧入部（６ａ）直下で幅４μｍ、その端部で輻２μｍ
、そこから端面に向って幅が増加していき、端面におい
て幅が６０μｍとなる光導波路が形成される。これによ
り、電流注入部（６ａ）直下の光導波路で発生した基本
横モードのレーザ光は、導波路幅の広い領域に導波され
る際に、輻２μｍの狭隘な部分を通過することとなる。
流圧入部（６ａ）直下で幅４μｍ、その端部で輻２μｍ
、そこから端面に向って幅が増加していき、端面におい
て幅が６０μｍとなる光導波路が形成される。これによ
り、電流注入部（６ａ）直下の光導波路で発生した基本
横モードのレーザ光は、導波路幅の広い領域に導波され
る際に、輻２μｍの狭隘な部分を通過することとなる。
この時、レーザ光は、この狭隘な部分によって大きく回
折され、その広がり角が大きくなり、端面での発光幅が
広がる。したがって、端面での光密度が減少−１基本横
モードで動作する最大光出力が増加する。
折され、その広がり角が大きくなり、端面での発光幅が
広がる。したがって、端面での光密度が減少−１基本横
モードで動作する最大光出力が増加する。
第２図は本実施例装置の電流−光出力特性を実線で示す
。また比較のため、第４図に示す従来装置の電流−光出
力特性を破線で併記する。図より本実施例では最大０．
９５Ｗ程度まで動作可能であり、従来装置の０．６Ｗに
比して最大光出力が大幅に増大していることがわかる。
。また比較のため、第４図に示す従来装置の電流−光出
力特性を破線で併記する。図より本実施例では最大０．
９５Ｗ程度まで動作可能であり、従来装置の０．６Ｗに
比して最大光出力が大幅に増大していることがわかる。
第３図は本実施例装置の５００ｍＷ出力時におけるレー
ザ光の水平方向遠視野像を示し、図より本実施例装置の
レーザ光は半値角１°程度の良好な単峰性であることが
わかる。
ザ光の水平方向遠視野像を示し、図より本実施例装置の
レーザ光は半値角１°程度の良好な単峰性であることが
わかる。
（ト）発明の効果
本発明によれば、光導波路において導波路幅の狭い領域
と導波路幅の広い領域との結合部分の導波路幅をさらに
狭くすることによって、この部分でレーザ光が大きく回
折され、端面での発光幅が広がるので、端面における光
密度が減少し、さらなる高出力動作が可能となる。
と導波路幅の広い領域との結合部分の導波路幅をさらに
狭くすることによって、この部分でレーザ光が大きく回
折され、端面での発光幅が広がるので、端面における光
密度が減少し、さらなる高出力動作が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示し、第１図（ａ）は平面
図、第１図（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、第１図（ｃ）は
第１図（ａ）のＹ−Ｙ断面図、第１図（ｄ）は側面図、
第２図は本実施例装置の電流−光出力特性図、第３図は
本実施例装置の水平方向遠視野像を示す特性図、第４図
は従来装置を示し、第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ
）はその中央部の断面図、第４図（ｃ）は側面図である
。
図、第１図（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、第１図（ｃ）は
第１図（ａ）のＹ−Ｙ断面図、第１図（ｄ）は側面図、
第２図は本実施例装置の電流−光出力特性図、第３図は
本実施例装置の水平方向遠視野像を示す特性図、第４図
は従来装置を示し、第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ
）はその中央部の断面図、第４図（ｃ）は側面図である
。
Claims (1)
- （１）光導波路を有する半導体レーザにおいて、前記光
導波路には他の領域に比して導波路幅の狭い領域があり
、この幅の狭い領域上には該領域のみに電流を注入する
電流注入手段が設けられていると共に、前記幅の狭い領
域と前記他の領域との結合部分で前記光導波路の幅がさ
らに狭くなっ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 |
|---|---|---|---|
| JP1864390A JP2777447B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1864390A JP2777447B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222489A true JPH03222489A (ja) | 1991-10-01 |
| JP2777447B2 JP2777447B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11977289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1864390A Expired - Fee Related JP2777447B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777447B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000312052A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-11-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP1864390A patent/JP2777447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000312052A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-11-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2777447B2 (ja) | 1998-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |