JPH04242989A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH04242989A JP3011389A JP1138991A JPH04242989A JP H04242989 A JPH04242989 A JP H04242989A JP 3011389 A JP3011389 A JP 3011389A JP 1138991 A JP1138991 A JP 1138991A JP H04242989 A JPH04242989 A JP H04242989A
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中野　好典
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剛司 川上
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大町　督郎
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏波面が制御できる垂
直キャビティの面発光形の半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板と垂直方向に共振器が形成された面
発光形の半導体レーザは、結晶軸で定まる互いに直交す
る２方向の直線偏波で発振する。例えば、（００１）基
板上の面発光形レーザでは、２つの〔１１０〕方向に沿
った偏波が観測されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発光面の形状が点対称
である場合、近接素子間でも偏波方向がばらついたり、
あるいは、単独素子でも通電電流を増加させてゆくと、
偏波面が変動することが、しばしば観測されている。偏
波面の安定化には、発光面の対称性をなくすことが有効
であり、発光面を楕円形状あるいは長方形にすることで
、１つの方向の直線偏波だけを選択的に発振させること
ができる。ただ、２つの偏波方向を任意に制御できる構
造の面発光形半導体レーザは未だ提案されていない。 本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、その目的は半導体発光装置における制御用電極へ流す
電流をオン、オフすることによって、出力光の偏波方向
を制御できる半導体発光装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は基板と垂直な方向に共振器が形成された面発
光形の半導体レーザにおいて、活性層を含むメサ領域の
発光面の形状がＬ字、Ｔ字あるいは十字形をしており、
ｐ側およびｎ側の何れかの電極が、電気的に独立に制御
できる少なくとも２つ以上の領域から形成されているこ
とを特徴とする半導体発光装置を発明の要旨とするもの
である。
【０００５】
【作用】本発明では、直交する２方向に沿って、同一基
板上に、並列に、２つの面発光形レーザ（レーザＡ、レ
ーザＢ）を配置し、レーザＡは蒸着金属の一部を除去し
た低反射率の領域を含んでおり、一方、レーザＢは全面
に電極金属を蒸着し、全面が高反射率な共振器領域で構
成されている。このため、レーザＡはレーザＢに比べて
、発振しきい値密度および出力光密度は劣るように作製
されている。最初、共振器の利得の小さいレーザだけに
通電し、レーザ発振（モード１）させておく。この場合
の出力光は、直線偏波である。ついで、レーザＢにレー
ザ発振させるに充分足る制御信号を印加させると、レー
ザ発振が起こる。この場合の発振モードは、レーザＢお
よびレーザＡの内、レーザＢの幅でレーザＡの領域に延
長させた領域を境界とした基本モード（モード２）とな
る。モード１とモード２とは互いに直交している。
【０００６】モード２はレーザＢおよびレーザＡの一部
に架けての高反射率の領域だけで構成されており、一部
に低反射率な領域を含むレーザＡ領域だけで発振してい
るモード１に比べて、共振器利得が大きい。したがって
、一旦モード２での発振が起こると、このモードでの光
子密度はモード１に比べて高くなり易く、レーザＡの共
振器内にモード２が存在すると、レーザＡの領域でのキ
ャリアは、モード１よりも共振器利得の大きいモード２
の光と相互作用が活発になり、モード１の光は光のクエ
ンチ現象（衰弱現象）が起こる。レーザＢへ供給する電
流値を大きくすると、モード１での発振を全く停止させ
、モード１と直交方向に偏波しているモード２だけの出
力光を得ることができる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云
うまでもない。
【０００８】図１は本発明の第１の実施例の発光面の配
置を示すものでレーザＡとレーザＢとはＬ字形に配置さ
れている。すなわち発光面は、〔１１０〕および、
【数
１】 に平行に形成された６μｍ×３μｍの長方形が２つ組み
合わされたＬ字形状である。斜線領域に蒸着金属１，１
ａが配置されている。この実施例で使用している基板は
（００１）のｎ形ＧａＡｓ基板であり、ＡｕＺｎ／Ａｕ
の薄膜で構成された蒸着金属１及び１ａがｐ側電極を兼
ねている。これらは、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓを１０層積層
した半導体多層膜上に蒸着されており、蒸着面の反射率
は約９８％で、半導体多層膜だけの領域の反射率より約
３０％高かった。レーザＡの領域には部分的に金属が蒸
着されていない領域１０が形成されている。また基板７
の下面に窓９が形成されている。
【０００９】図２は図１においてＸ−Ｙ線に沿った断面
図を示す。図において１，１ａはｐ側電極、２はｐ側高
反射半導体層、３はｐ形ＧａＡｓクラッド層、４はＩｎ
ＧａＡｓＳＱＷ層、５はｎ形ＧａＡｓクラッド層、６は
ｎ形高反射半導体層、７はｎ形ＧａＡｓ基板、８はｎ側
電極、９は出力窓を示す。活性層にはＩｎＧａＡｓの歪
超格子を用いた構造であり、ＡｌＧａＡｓクラッド層３
をふくめた共振器長を発振波長（０．９８μｍ）と等し
く選んだ構造である。基板側の反射鏡は、ＡｌＡｓ／Ｇ
ａＡｓを２８．５層堆積させた構造であり、反射率は約
９５％である。レーザＡだけに通電した時のしきい値電
流は３ｍＡであった。レーザＡを全面電極で形成した構
造のレーザは１．２ｍＡのしきい値であり、金属蒸着が
一部分欠削していることによって、反射損失が増大して
いることが分かる。
【００１０】この実施例のレーザＡの光出力は、６ｍＡ
通電時で約１ｍＷで、〔１１０〕方向の直線偏波による
基本モード発振であった。レーザＡに４ｍＡ通電してい
る状態で、レーザＢにも３ｍＡの電流を供給すると、レ
ーザＡの光強度は約３ｍＷに増加するとともに、
【数１
】に直線偏光した基本モード発振の光出力が得られた。 したがって、アナライザーを通して観測した光出力は、
レーザＢへの電流供給によって、２０ｄＢ以上の消光比
で強度変調されている。
【００１１】レーザＢの領域をレーザＡに比べて充分に
大きくすると、どちらも全面電極を形成した素子でも同
様なクエンチ現象が起こる。したがって、制御電力が大
きくなる欠点を無視すれば、より簡単な構造で、電流注
入による偏波面のスイッチングが実現できる。レーザＢ
に注入する電流は、高周波信号を供給しても、基本的な
スイッチング動作には何等問題はない。アナライザーあ
るいは偏波保持ファイバと組み合わせることで、１０Ｇ
ｂ／ｓの変調が実現できる。
【００１２】本実施例では、蒸着金属を電極として用い
た場合について説明したが、電極形成と切り放して、発
光面上の蒸着金属を単なる反射鏡として用いることがで
きる。したがって、本実施例は、誘導体多層膜を反射鏡
とした構造にも充分に適用できる。
【００１３】図３は本発明の第２の実施例を示すもので
、レーザＡの両側に夫々レーザＢが配置されている十字
形の場合を示し、第１の実施例と同様の効果を有する。
【００１４】図４は本発明の第３の実施例を示すもので
、メサ領域の発光面の形状がＴ字形を出す場合で、第１
の実施例と同様の効果を有する。
【００１５】この実施例は、半導体レーザの波形には無
関係であり、長波長帯系でもＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系
でも全く同様な効果が期待できる。また、使用基板の導
電形にも依存しない。ｐ形基板、半絶縁性基板等にも構
造の最適化によって基本的には適用てできる。なお上記
の実施例はメサ型の場合について説明したが、本発明は
これに限定されることなく、活性層は電流狭窄層によっ
て埋め込まれた構造であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、共振器内の発振横モードの
クエンチ現象を利用して、制御用電極（レーザＢ）へ流
す電流をオン・オフ制御することによって、出力光の偏
波方向を９０度回転させることができる。したがって、
本発明の半導体発光装置からのレーザー出力を、偏波依
存性を有する適当な検出器を通すことに依って、電流制
御の強度変調に変換させることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光面の第１の実施例の配置図を示す
。
【図２】本発明の第１実施例の断面構造図を示す。
【図３及び４】本発明の他の実施例を示す。
【符号の説明】
１，１ａ　　ｐ側電極 ２　　ｐ側高反射半導体層 ３　　ｐ形ＧａＡｓクラッド層 ４　　ＩｎＧａＡｓＳＱＷ層 ５　　ｎ形ＧａＡｓクラッド層 ６　　ｎ形高反射半導体層 ７　　ｎ形ＧａＡｓ基板 ８　　ｎ側電極 ９　　出力窓 １０　　金属電極の欠除部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　基板と垂直な方向に共振器が形成され
    た面発光形の半導体レーザにおいて、活性層を含むメサ
    領域の発光面の形状がＬ字、Ｔ字あるいは十字形をして
    おり、ｐ側およびｎ側の何れかの電極が、電気的に独立
    に制御できる少なくとも２つ以上の領域から形成されて
    いることを特徴とする半導体発光装置。
  2. 【請求項２】　　メサ領域の上下面の少なくとも一つの
    面には、空間的に蒸着金属の一部に欠除部が配置されて
    いることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
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