JPH039589A - Multi-beam semiconductor laser device - Google Patents
Multi-beam semiconductor laser deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、光情報処理機器に用いられる多光線半導体レ
ーザ装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a multi-beam semiconductor laser device used in optical information processing equipment.
（従来の技術）
近年、光情報処理機器用の半導体レーザ装置は、−個で
数本のレーザ光を発する多光線半導体レーザ装置が注目
されている。例えば、これを光デイスク装置に用いると
、光ディスクへの情報の書き込みと読み出しが、同時に
できるようになり、高速化が可能となる。一方、この多
光線半導体レーザ装置は、光信号の分離を良好にするた
め、各ビームの発振波長の波長差が３Ｏｎｍ以上あるこ
とが望ましい、１枚の半導体レーザウェーハで、発振波
長が３Ｏｎ−以上、異なるレーザチップを、隣接して作
製することは、極めて難しいので、従来の多光線半導体
レーザ装置は、発振波長が相異なる、すなわち活性層組
成が相異なる複数の半導体レーザチップをひとつのパッ
ケージに組み込んでいた。(Prior Art) In recent years, multi-beam semiconductor laser devices that emit several laser beams have attracted attention as semiconductor laser devices for optical information processing equipment. For example, if this is used in an optical disk device, information can be written and read from the optical disk at the same time, making it possible to increase the speed. On the other hand, in this multi-beam semiconductor laser device, in order to improve the separation of optical signals, it is desirable that the wavelength difference between the oscillation wavelengths of each beam is 3 Onm or more. Since it is extremely difficult to fabricate different laser chips adjacent to each other, conventional multi-beam semiconductor laser devices are made by combining multiple semiconductor laser chips with different oscillation wavelengths, that is, different active layer compositions, into one package. It was incorporated.
従来のこの種の多光線半導体レーザ装置について、第３
図により説明する。同図において、従来の多光線半導体
レーザ装置は、ｐ−ＧａＡｓ基板１゜ｐ−Ｇａ、、、Ａ
Ｏ，、、Ａｇクラッド層２ ｇ Ｇａｏ、 ｓｓ＾Ｇ
ａ 、 ｘ ！ｖＡ、’活性Ｈ３＊ ｎ−ｃａ、、 ５
ＡＱｏ、 ５Ａｓクラッド層４および。Regarding this type of conventional multi-beam semiconductor laser device, the third
This will be explained using figures. In the same figure, the conventional multi-beam semiconductor laser device has a p-GaAs substrate 1° p-Ga, , A
O, , Ag cladding layer 2 g Gao, ss^G
a, x! vA, 'Active H3* n-ca,, 5
AQo, 5As cladding layer 4 and.
ｎ−ＧａＡｓコンタクト層５からなる７８０ｎｍＧａＡ
１２Ａｓ半導体レーザチップと、 ｐ−ＧａＡｓ基板６
＋ Ｐ−Ｇａａ、ｉＡＱ、、４Ａｓクラッド層７ 、
Ｇａ、、、ＡＱｏ、１Ａｓ活性層８゜ｎ−Ｇａ、、 、
ＡＱｏ、 、Ａｓクラッド層９ 、 ｎ−ＧａＡｓコン
タクト層１０からなる８１０ｎｍＧａＡＱＡｓ半導体レ
ーザチップが、Ｓｉサブマウント１１上に装着され、２
波長の多光線半導体レーザ装置になっている。780nm GaA consisting of n-GaAs contact layer 5
12As semiconductor laser chip and p-GaAs substrate 6
+ P-Gaa, iAQ, 4As cladding layer 7,
Ga, , AQo, 1As active layer 8゜n-Ga, ,
An 810 nm GaAQAs semiconductor laser chip consisting of an AQo, As cladding layer 9 and an n-GaAs contact layer 10 is mounted on a Si submount 11, and 2
It is a multi-wavelength multi-beam semiconductor laser device.
（本発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記の構成では各半導体レーザ装置から
出射される複数のレーザ光の光軸を、適用に必要な１０
−’ ａｍ以下の精度になるように各半導体レーザチッ
プを取り付けることは極めて難しいという問題があった
。(Problems to be Solved by the Present Invention) However, in the above configuration, the optical axes of the plurality of laser beams emitted from each semiconductor laser device are
There is a problem in that it is extremely difficult to mount each semiconductor laser chip so that the accuracy is less than -' am.
（課題が解決するための手段）
上記の課題を解決するため、本発明は、同一ウェーハ内
の相隣接する半導体レーザチップに対し、それぞれの端
面コート謀の膜厚を変えて、異なる波長で発振させるよ
うにするものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention changes the film thickness of each end face coating for adjacent semiconductor laser chips in the same wafer, and oscillates at different wavelengths. It is intended to make it possible.
（作 用）
端面コート膜の膜厚が、膜内波長より大きい（光学長が
１より大きい）半導体レーザチップの発振波長λｍは、
次式で与えられる。(Function) The oscillation wavelength λm of a semiconductor laser chip in which the thickness of the end face coating film is larger than the internal wavelength (optical length is larger than 1) is:
It is given by the following formula.
λｍ＝２ｎｄ／ｍ
ここで、ｎおよびｄはコーテイング膜の屈折率および膜
厚、ｍは自然数である６従って、異なる膜厚ｄｉを有す
る半導体レーザの発振波長は、（ｄｉ／ｄ）・１ｍとな
る。故に、相隣接する半導体レーザチップの膜厚を、ｄ
ｉ−ｄだけ変えると、発振波長は、（（ｄｉ−ｄ）／ｄ
）１ｍだけ、変わる。λm=2nd/m Here, n and d are the refractive index and film thickness of the coating film, and m is a natural number.6 Therefore, the oscillation wavelength of semiconductor lasers with different film thicknesses di is (di/d)・1m. Become. Therefore, the film thickness of adjacent semiconductor laser chips is d
If only i-d is changed, the oscillation wavelength becomes ((di-d)/d
) changes by only 1m.
従って、上述のように、相隣接した半導体レーザチップ
に形成された端面コートの膜厚を、その膜内の波長によ
り大きくシ、且つその膜厚を変えると、同一構成の半導
体レーザチップに、発振波長の異なる、平行な光軸を持
つ複数個の半導体レーザチップを並んで形成することが
可能となり、組立が容易な多光線半導体レーザ装置が得
られる。Therefore, as mentioned above, if the film thickness of the end face coating formed on adjacent semiconductor laser chips is made larger depending on the wavelength within the film, and the film thickness is changed, semiconductor laser chips with the same configuration can oscillate. It becomes possible to form a plurality of semiconductor laser chips having different wavelengths and parallel optical axes side by side, and a multi-beam semiconductor laser device that is easy to assemble can be obtained.
（実施例）
本発明の一実施例を第１図および第２図により説明する
。第１図は１本発明による多光線半導体レーザ装置の斜
視図である。同図において、半導体レーザチップ１２お
よび１３は、同一ウェーハの相隣接するチップで、ｐ
−ＧａＡｓ基板１４． ｐ−Ｇａ、、。(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view of a multi-beam semiconductor laser device according to the present invention. In the figure, semiconductor laser chips 12 and 13 are adjacent chips on the same wafer, and p
-GaAs substrate 14. p-Ga.
ＡＱ、、、Ａｓクラッド層１５、Ｇａａ、 ａ７ＡＱｏ
、 １３Ａｓ活性層１６、ｎ−Ｇａ０． 、ＡＱ、、
、Ａｓクラッド層１７． ｎ−ＧａＡｓコンタクト層１
８から構成され、上記のｐ−ＧａＡｓ基板１４に達する
溝１９で分割されている。半導体レーザチップ１２およ
び１３は、同一へき開面を有しているので、出射レーザ
光の光軸は、必ず平行になる。AQ, , As cladding layer 15, Gaa, a7AQo
, 13As active layer 16, n-Ga0. ,AQ,,
, As cladding layer 17. n-GaAs contact layer 1
8, and is divided by a groove 19 reaching the p-GaAs substrate 14 mentioned above. Since the semiconductor laser chips 12 and 13 have the same cleavage plane, the optical axes of the emitted laser beams are always parallel.
上記のＧａａ 、。７＾０，１．Ａｓ活性層１６が有す
る利得最大波長は、７９０ｎ−であるが、通常、活性層
の利得幅は、３０ｎ−程度であるから、 ７７５ｎ−な
いし８０５ｎｍの波長が発振可能範囲と考えられる。し
たがって。Gaa, above. 7＾0,1. The maximum gain wavelength of the As active layer 16 is 790n-, but since the gain width of the active layer is usually about 30n-, the wavelength range from 775n- to 805nm is considered to be the oscillation range. therefore.
半導体レーザチップ１２および１３の発振波長がそれぞ
れ７７５ｎｍおよび８０５ｎｍになるように、それぞれ
の端面コート膜２０および２１の膜厚を変えればよい。The thicknesses of the end face coating films 20 and 21 may be changed so that the oscillation wavelengths of the semiconductor laser chips 12 and 13 are 775 nm and 805 nm, respectively.
このためには、端面コートｆｉ２０の膜厚を、端面コー
ト膜２１の膜厚より、約３．９％薄くすればよい。For this purpose, the film thickness of the end face coat fi20 may be made thinner by about 3.9% than the film thickness of the end face coat film 21.
本実施例では、端面コート膜として、屈折率１．６６の
酸化アルミニウムＵｏｔｏｚ）を用い、端面コート膜２
０および２１の膜厚を、それぞれ２．４２５μｍ（波長
８０５ｎｎ＋に対する光学長は５）および２．４２５．
ｕｍ Ｘ （１−３、’ｌ／１００）＝２．３３０ｐｍ
（波長８０５ｎｍに対する光学長は４．８１）にした。In this example, aluminum oxide (Uotoz) having a refractive index of 1.66 is used as the end surface coating film, and the end surface coating film 2
The film thicknesses of 0 and 21 are 2.425 μm (optical length for wavelength 805 nn+ is 5) and 2.425 μm, respectively.
um X (1-3,'l/100)=2.330pm
(The optical length for a wavelength of 805 nm was 4.81).
第２図に、本実施例の発振波長温度依存特性を示す。半
導体レーザチップ１２および１３の発振波長は、それぞ
れ７７５ｎｒｓ、 ８０５ｎｍである。また、発振波長
は、酸化アルミニラｌ、 （ＡＱ、Ｏ，）膜の厚さで決
まる発振モード波長に固定されるため、モードホッピン
グは生じない。FIG. 2 shows the oscillation wavelength temperature dependence characteristics of this example. The oscillation wavelengths of semiconductor laser chips 12 and 13 are 775nrs and 805nm, respectively. Furthermore, since the oscillation wavelength is fixed to the oscillation mode wavelength determined by the thickness of the aluminum oxide (AQ, O,) film, mode hopping does not occur.
なお１本実施例では、酸化アルミニラｌ、（ＡＱｚｏｉ
）−層の端面コート駅２０および２１の場合を示したが
、少なくとも、−層の膜厚を層内波長より大きくすれば
他の誘電体を用いた多層の端面コート膜にも適用するこ
とができる。In this example, aluminum oxide l, (AQzoi
) - layer end coat stations 20 and 21 have been shown, but it can also be applied to multilayer end coat films using other dielectrics, at least if the film thickness of the - layer is made larger than the intralayer wavelength. can.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、平行な光軸を持
つ多光線半導体レーザ装置が容易に得られる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a multi-beam semiconductor laser device having parallel optical axes can be easily obtained.
第１図は本発明による多光線半導体レーザ装置の斜視図
、第２図はその発振波長温度依存特性図、第３図は従来
の多波長多光線半導体レーザ装置の斜視図である。
１ 、６ 、１４− ｐ−ＧａＡｓ基板、 ２ 、１
５−ｐ −Ｇ；ｒｏ、 ５ＡＱｏ、 、Ａｓクラッド層
＊ ３”’ Ｇａｏ、 ＠ ５ＡＱｏ、、ＳＡｓ活
性層、 ４ 、１７−ｎ−Ｇａ、、 、ＡＱ、、 。
Ａｓクラッド層、 ５ 、１０．１８−ｎ−ＧａＡ
ｓコンタク＋４’ｊ、 ７− ｐ−Ｇａｏ、、ＡＱｏ、
、Ａｓクラッド層、 ８− Ｇａｏ、 ｇ＾Ｑ、、
、Ａｓ活性層、 ９・・ｎ−Ｇａｏ、ＧＡＱｏ４Ａｓ
クラッド層、 １ｌ−３Ｌサブマウント、 １２．
ｌ：ｌ・・・半導体レーザチップ、１６−Ｇａ、８７Ａ
Ｑ０． 、、Ａｓ活性層、 １９ ＝・溝、２０、２１
・・・端面コート膜。FIG. 1 is a perspective view of a multi-beam semiconductor laser device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing its oscillation wavelength temperature dependence characteristics, and FIG. 3 is a perspective view of a conventional multi-wavelength multi-beam semiconductor laser device. 1, 6, 14-p-GaAs substrate, 2, 1
5-p-G;ro, 5AQo, , As cladding layer * 3''' Gao, @ 5AQo, , SAs active layer, 4, 17-n-Ga, , , AQ, , As cladding layer, 5, 10. 18-n-GaA
s contact +4'j, 7- p-Gao, , AQo,
, As cladding layer, 8-Gao, g^Q, ,
, As active layer, 9...n-Gao, GAQo4As
Cladding layer, 1l-3L submount, 12.
l:l...Semiconductor laser chip, 16-Ga, 87A
Q0. ,, As active layer, 19 = Groove, 20, 21
... Edge coating film.
Claims (2)
付けてなる多光線半導体レーザ装置において、同一のウ
ェーハから切り出し分割溝で分離した複数の半導体レー
ザチップの少なくとも一個に、一層もしくは多層からな
る端面コート膜を形成し、それぞれの端面コート膜の少
なくとも一層はその層内波長より厚いことを特徴とする
多光線半導体レーザ装置。(1) In a multi-beam semiconductor laser device in which a plurality of semiconductor laser chips are mounted on a submount, at least one of the plurality of semiconductor laser chips cut out from the same wafer and separated by a dividing groove is coated with a single-layer or multi-layer end face coating film. 1. A multi-beam semiconductor laser device, wherein at least one layer of each end face coating film is thicker than the wavelength within the layer.
厚の異なる端面コート膜を形成したことを特徴とする請
求項（１）記載の多光線半導体レーザ装置。(2) The multi-beam semiconductor laser device according to claim (1), wherein end face coating films having different thicknesses are formed on each of the plurality of semiconductor laser chips.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303289A JPH039589A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Multi-beam semiconductor laser device |
| US07/494,075 US5031186A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-15 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303289A JPH039589A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Multi-beam semiconductor laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039589A true JPH039589A (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=15329323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14303289A Pending JPH039589A (en) | 1989-03-15 | 1989-06-07 | Multi-beam semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH039589A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6919217B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-07-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device fabricating method |
| US7034341B2 (en) | 2002-04-15 | 2006-04-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device having a multi-layer buffer layer |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP14303289A patent/JPH039589A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6919217B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-07-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device fabricating method |
| US7034341B2 (en) | 2002-04-15 | 2006-04-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device having a multi-layer buffer layer |
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