JPH04296067A - スーパー・ルミネッセント・ダイオード - Google Patents
スーパー・ルミネッセント・ダイオードInfo
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- JPH04296067A JPH04296067A JP3060640A JP6064091A JPH04296067A JP H04296067 A JPH04296067 A JP H04296067A JP 3060640 A JP3060640 A JP 3060640A JP 6064091 A JP6064091 A JP 6064091A JP H04296067 A JPH04296067 A JP H04296067A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
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-
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
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- H01S5/1085—Oblique facets
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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- H01S5/2022—Absorbing region or layer parallel to the active layer, e.g. to influence transverse modes
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- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2072—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by vacancy induced diffusion
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はスーパー・ルミネッセ
ント・ダイオード（以下ＳＬＤと称す）に関し、特に高
歩留りで得られ、高光出力動作時にも安定に動作するＳ
ＬＤに関する。
ント・ダイオード（以下ＳＬＤと称す）に関し、特に高
歩留りで得られ、高光出力動作時にも安定に動作するＳ
ＬＤに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザと発光ダイオードの
中間に位置づけられるであろうＳＬＤが注目されている
。この発光デバイスは、発光ダイオードのようなブロー
ドなスペクトルの広がりを持ち、半導体レーザと同程度
の高い出力を持つ光を出射することが可能である。従っ
て、ＳＬＤは高出力で低コヒーレントな光を指向性よく
取り出すことができるという利点がある。この利点を生
かして現在、航空機や船舶の時々刻々の位置情報を取得
して目的地へ導くための慣性航法装置の構成要素である
ファイバー・ジャイロ用光源等に利用が進められている
。
中間に位置づけられるであろうＳＬＤが注目されている
。この発光デバイスは、発光ダイオードのようなブロー
ドなスペクトルの広がりを持ち、半導体レーザと同程度
の高い出力を持つ光を出射することが可能である。従っ
て、ＳＬＤは高出力で低コヒーレントな光を指向性よく
取り出すことができるという利点がある。この利点を生
かして現在、航空機や船舶の時々刻々の位置情報を取得
して目的地へ導くための慣性航法装置の構成要素である
ファイバー・ジャイロ用光源等に利用が進められている
。
【０００３】ＳＬＤの構造及び製造のポイントは、いか
にレーザ発振を抑え、自然放出光のスペクトル幅を広げ
、その光出力を高くするかにある。
にレーザ発振を抑え、自然放出光のスペクトル幅を広げ
、その光出力を高くするかにある。
【０００４】図６は従来の非励起吸収型ＳＬＤの斜視図
であり、図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板であり、ｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層２は基板１上に配置され、ア
ンドープＡｌＧａＡｓ活性層３はｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層２上に配置され、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４
はアンドープＡｌＧａＡｓ活性層３上に配置され、ｎ型
ＧａＡｓキャップ層５はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４
上に配置されている。また該ｎ型ＧａＡｓキャップ層５
にはｐ型電極６が、上記基板１にはｎ型電極７がそれぞ
れ配置されている。８は上記ｎ型ＧａＡｓキャップ層５
から上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４中まで達してい
る、上記アンドープＡｌＧａＡｓ活性層３に電流注入領
域を形成するＺｎ拡散領域を示す。なおこのＺｎ拡散領
域は図８に示すように端面ａに対して垂直に、かつ端面
ａの始めから素子長に沿って端面ｂ至る中央で途切れて
いる。図７は図６の平面図である。
であり、図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板であり、ｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層２は基板１上に配置され、ア
ンドープＡｌＧａＡｓ活性層３はｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層２上に配置され、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４
はアンドープＡｌＧａＡｓ活性層３上に配置され、ｎ型
ＧａＡｓキャップ層５はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４
上に配置されている。また該ｎ型ＧａＡｓキャップ層５
にはｐ型電極６が、上記基板１にはｎ型電極７がそれぞ
れ配置されている。８は上記ｎ型ＧａＡｓキャップ層５
から上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４中まで達してい
る、上記アンドープＡｌＧａＡｓ活性層３に電流注入領
域を形成するＺｎ拡散領域を示す。なおこのＺｎ拡散領
域は図８に示すように端面ａに対して垂直に、かつ端面
ａの始めから素子長に沿って端面ｂ至る中央で途切れて
いる。図７は図６の平面図である。
【０００５】次に動作について説明する。ＳＬＤのｐｎ
接合に対して順方向に、つまりｐ型電極６に正、ｎ型電
極７に負の電圧を印加すると、Ｚｎ拡散領域８直下の活
性層３の領域に電子と正孔が注入され、活性層３内で両
者の発光再結合が生じ、素子端面より自然放出光及び誘
導放出光が出射される。
接合に対して順方向に、つまりｐ型電極６に正、ｎ型電
極７に負の電圧を印加すると、Ｚｎ拡散領域８直下の活
性層３の領域に電子と正孔が注入され、活性層３内で両
者の発光再結合が生じ、素子端面より自然放出光及び誘
導放出光が出射される。
【０００６】この非励起吸収型ＳＬＤにおいて、図８は
活性層３内の励起領域ｃに発生する光のようすを示す図
であり、例えば、素子内部のＺｎ拡散領域８直下の電流
注入領域、即ち励起領域ｃで生じた、端面ｂに対し垂直
の方向性を持つ光Ｃ１ は垂直方向Ｄへ進んで行き、端
面ｂで反射し、再び素子内部の励起領域ｃに戻ったとす
ると、ここで反対側の端面ａに対し垂直の方向性を持つ
光Ｃ２ と合成し、増幅されて反射側の端面に達し、こ
こで再び反射されて励起領域に戻り、さらに干渉され増
幅される。この反射，増幅を繰り返し、コヒーレントな
光が発生し、レーザ発振に至る。一旦、レーザ発振して
しまうと低コヒーレントな光を指向性よく取り出すこと
はできない。このようなレーザ発振を防ぐために、スト
ライプ状のＺｎ拡散領域８を短くし、励起領域ｃを除く
端面ｂに至る非励起領域ｄを形成している。いわゆる非
励起吸収型構造としている。これは励起領域ｃで発生し
た光（端面ａで反射され励起領域ｃで増幅された光を含
む）を非励起領域ｄにおいて吸収しようとするものであ
る。 同図に示すように端面ｂに対し垂直の方向性を持つ光Ａ
は垂直方向Ｂへ進んで行き、端面ｂで反射されるが、非
励起領域ｄにより吸収され、再び素子内部の励起領域ｃ
に戻ることはなく、素子端面より自然放出光及び誘導放
出光が出射される。図９（ａ） は図９（ｂ） に示す
共振器長ｌ１ ＝５００μｍ，Ｚｎ拡散領域長ｌ２ ＝
２５０μｍ， Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５μｍの非励起吸収
型ＳＬＤのスペクトル形状を示す。
活性層３内の励起領域ｃに発生する光のようすを示す図
であり、例えば、素子内部のＺｎ拡散領域８直下の電流
注入領域、即ち励起領域ｃで生じた、端面ｂに対し垂直
の方向性を持つ光Ｃ１ は垂直方向Ｄへ進んで行き、端
面ｂで反射し、再び素子内部の励起領域ｃに戻ったとす
ると、ここで反対側の端面ａに対し垂直の方向性を持つ
光Ｃ２ と合成し、増幅されて反射側の端面に達し、こ
こで再び反射されて励起領域に戻り、さらに干渉され増
幅される。この反射，増幅を繰り返し、コヒーレントな
光が発生し、レーザ発振に至る。一旦、レーザ発振して
しまうと低コヒーレントな光を指向性よく取り出すこと
はできない。このようなレーザ発振を防ぐために、スト
ライプ状のＺｎ拡散領域８を短くし、励起領域ｃを除く
端面ｂに至る非励起領域ｄを形成している。いわゆる非
励起吸収型構造としている。これは励起領域ｃで発生し
た光（端面ａで反射され励起領域ｃで増幅された光を含
む）を非励起領域ｄにおいて吸収しようとするものであ
る。 同図に示すように端面ｂに対し垂直の方向性を持つ光Ａ
は垂直方向Ｂへ進んで行き、端面ｂで反射されるが、非
励起領域ｄにより吸収され、再び素子内部の励起領域ｃ
に戻ることはなく、素子端面より自然放出光及び誘導放
出光が出射される。図９（ａ） は図９（ｂ） に示す
共振器長ｌ１ ＝５００μｍ，Ｚｎ拡散領域長ｌ２ ＝
２５０μｍ， Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５μｍの非励起吸収
型ＳＬＤのスペクトル形状を示す。
【０００７】また図１０はクァンタムエレクトロニクス
（１９８８，ＩＥＥＥＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮ
ＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ）２４巻 ２４５４ 〜
２４５７ページに掲載されたＧ．Ａ．Ａｌｐｈｏｎｓｅ
らによる他の従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの
構造を示す。図において、９はＳｉＯ２ 膜である。図
１１は図１０の平面図である。
（１９８８，ＩＥＥＥＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮ
ＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ）２４巻 ２４５４ 〜
２４５７ページに掲載されたＧ．Ａ．Ａｌｐｈｏｎｓｅ
らによる他の従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの
構造を示す。図において、９はＳｉＯ２ 膜である。図
１１は図１０の平面図である。
【０００８】次に動作について説明する。上記同様に、
ＳＬＤのｐｎ接合に対して順方向に電圧を印加すると、
素子端面より自然放出光及び誘導放出光が出射される。
ＳＬＤのｐｎ接合に対して順方向に電圧を印加すると、
素子端面より自然放出光及び誘導放出光が出射される。
【０００９】このアングルド・ストライプ型ＳＬＤにお
いては、上記説明した素子内部の励起領域におけるレー
ザ発振を防ぎ、素子端面より自然放出光及び誘導放出光
を得ようとするために、ストライプ状のＺｎ拡散領域８
を素子端面に対して垂直方向から５°傾けた形状、いわ
ゆるアングルド・ストライプ構造とし、素子長（キャビ
ティ長）を上記従来例の２倍、即ち１０００μｍとして
いる。図１２は活性層３内の励起領域ｃに発生する光の
ようすを示す図であり、例えば光Ｅ１ は励起領域ｃ１
に沿ってＥ２ のように出射され取り出すことができ
る。この際に光Ｅ１ の反射成分としてＥ３が生じるが
、これはＺｎ拡散領域８が素子端面に対して垂直方向か
ら５°傾いているので、反射成分Ｅ３ は再び素子内部
の励起領域ｃ１ に戻ることはなく、非励起領域ｄ１
において吸収されるため、レーザ発振に寄与することは
ない。またレーザ発振に至る、即ち端面ａ１，ｂ２ に
対し垂直の方向性を持つ光Ｆ１，Ｆ３ は、素子長（キ
ャビティ長）が長いと端面ａ１，ｂ２ から反射して素
子内部の励起領域ｃ１ に戻る間に非励起領域ｄ１ に
おいて吸収されるため、レーザ発振に寄与することはな
い。図１４（ａ） 〜（ｃ） は図１４（ｄ） に示す
共振器長ｌ１ ＝１０００μｍ，Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５
μｍのアングルド・ストライプ型ＳＬＤのスペクトル形
状を示す。
いては、上記説明した素子内部の励起領域におけるレー
ザ発振を防ぎ、素子端面より自然放出光及び誘導放出光
を得ようとするために、ストライプ状のＺｎ拡散領域８
を素子端面に対して垂直方向から５°傾けた形状、いわ
ゆるアングルド・ストライプ構造とし、素子長（キャビ
ティ長）を上記従来例の２倍、即ち１０００μｍとして
いる。図１２は活性層３内の励起領域ｃに発生する光の
ようすを示す図であり、例えば光Ｅ１ は励起領域ｃ１
に沿ってＥ２ のように出射され取り出すことができ
る。この際に光Ｅ１ の反射成分としてＥ３が生じるが
、これはＺｎ拡散領域８が素子端面に対して垂直方向か
ら５°傾いているので、反射成分Ｅ３ は再び素子内部
の励起領域ｃ１ に戻ることはなく、非励起領域ｄ１
において吸収されるため、レーザ発振に寄与することは
ない。またレーザ発振に至る、即ち端面ａ１，ｂ２ に
対し垂直の方向性を持つ光Ｆ１，Ｆ３ は、素子長（キ
ャビティ長）が長いと端面ａ１，ｂ２ から反射して素
子内部の励起領域ｃ１ に戻る間に非励起領域ｄ１ に
おいて吸収されるため、レーザ発振に寄与することはな
い。図１４（ａ） 〜（ｃ） は図１４（ｄ） に示す
共振器長ｌ１ ＝１０００μｍ，Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５
μｍのアングルド・ストライプ型ＳＬＤのスペクトル形
状を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のＳＬＤは以上の
ように構成されており、まず非励起吸収型ＳＬＤは低光
出力動作時、即ち５ｍＷ時には図９に示すようなブロー
ドな波形が得られるが、高光出力動作時、即ち１０ｍＷ
時には励起領域で発生再結合により生じた光のエネルギ
ーが大きくなり、図８の端面ａで反射され励起領域ｃで
増幅される度合いが大きくなるため、非励起領域におい
て吸収されたとしても、十分に吸収できなくなり端面に
対し垂直の方向性を持つ光の反射，増幅が繰り返され、
同図に示すようにレーザ発振してしまうという問題点が
あった。
ように構成されており、まず非励起吸収型ＳＬＤは低光
出力動作時、即ち５ｍＷ時には図９に示すようなブロー
ドな波形が得られるが、高光出力動作時、即ち１０ｍＷ
時には励起領域で発生再結合により生じた光のエネルギ
ーが大きくなり、図８の端面ａで反射され励起領域ｃで
増幅される度合いが大きくなるため、非励起領域におい
て吸収されたとしても、十分に吸収できなくなり端面に
対し垂直の方向性を持つ光の反射，増幅が繰り返され、
同図に示すようにレーザ発振してしまうという問題点が
あった。
【００１１】またアングルド・ストライプ型ＳＬＤは、
実際はストライプ状のＺｎ拡散領域の光の水平方向の閉
じ込めが弱いため、図１２に示すように両端面を垂直に
往復するモードＦ１，Ｆ３ が生じやすく、高光出力動
作時にはレーザ発振してしまう。また、これを防ぐため
には素子長（キャビティ長）をさらに長くすればよいが
、この場合素子サイズが大きくなり歩留りが下がる。ま
た上記Ｚｎ拡散領域の幅Ｗ＝５μｍとなっているが、電
流の水平方向への拡散により実効上およそ３０μｍ〜４
０μｍとなっており、図１３に示すように両端面を垂直
に往復するモードＨ１，Ｈ２ が生じやすくなっている
という問題点があった。
実際はストライプ状のＺｎ拡散領域の光の水平方向の閉
じ込めが弱いため、図１２に示すように両端面を垂直に
往復するモードＦ１，Ｆ３ が生じやすく、高光出力動
作時にはレーザ発振してしまう。また、これを防ぐため
には素子長（キャビティ長）をさらに長くすればよいが
、この場合素子サイズが大きくなり歩留りが下がる。ま
た上記Ｚｎ拡散領域の幅Ｗ＝５μｍとなっているが、電
流の水平方向への拡散により実効上およそ３０μｍ〜４
０μｍとなっており、図１３に示すように両端面を垂直
に往復するモードＨ１，Ｈ２ が生じやすくなっている
という問題点があった。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高光出力動作時にもレーザ発振
が起こらず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られるＳ
ＬＤを提供することを目的とする。
ためになされたもので、高光出力動作時にもレーザ発振
が起こらず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られるＳ
ＬＤを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＳＬＤは
、両端面に達していたアングルド・ストライプを前端面
から後端面に至る途中で途切れた、端面に垂直な方向に
対して３°以上２０°以下傾いているアングルド・スト
ライプ形状としたものである。
、両端面に達していたアングルド・ストライプを前端面
から後端面に至る途中で途切れた、端面に垂直な方向に
対して３°以上２０°以下傾いているアングルド・スト
ライプ形状としたものである。
【００１４】
【作用】この発明においては、アングルド・ストライプ
が途中で途切れているため、ストライプの途切れた所か
ら後端面に至るまでの領域は非励起領域となり、励起領
域で生じた光を吸収する作用が生じる結果、後端面から
の実効的な反射は減少するので、高光出力時でもレーザ
発振が起こらず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られ
るＳＬＤを得ることができる。
が途中で途切れているため、ストライプの途切れた所か
ら後端面に至るまでの領域は非励起領域となり、励起領
域で生じた光を吸収する作用が生じる結果、後端面から
の実効的な反射は減少するので、高光出力時でもレーザ
発振が起こらず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られ
るＳＬＤを得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本発明の一実施例によるアングルド・スト
ライプ型ＳＬＤの斜視図であり、図において、１はｎ型
ＧａＡｓ基板であり、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２は
基板１上に配置され、アンドープＡｌＧａＡｓ活性層３
はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２上に配置され、ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層４はアンドープＡｌＧａＡｓ活性
層３上に配置され、ｎ型ＧａＡｓキャップ層５はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層４上に配置されている。また該ｎ
型ＧａＡｓキャップ層５にはｐ型電極６が、上記ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１にはｎ型電極７がそれぞれ配置されている
。８は上記ｎ型ＧａＡｓキャップ層５から上記ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層４中まで達している、上記アンドー
プＡｌＧａＡｓ活性層３に電流注入領域を形成するＺｎ
拡散領域を示す。なお、このＺｎ拡散領域は図８に示す
ように端面ａに対して垂直方向から５°傾き、かつ端面
ａの始めから素子長に沿って端面ｂの半分以上に至る途
中で途切れている。図２は図１の平面図である。
する。図１は本発明の一実施例によるアングルド・スト
ライプ型ＳＬＤの斜視図であり、図において、１はｎ型
ＧａＡｓ基板であり、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２は
基板１上に配置され、アンドープＡｌＧａＡｓ活性層３
はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２上に配置され、ｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層４はアンドープＡｌＧａＡｓ活性
層３上に配置され、ｎ型ＧａＡｓキャップ層５はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層４上に配置されている。また該ｎ
型ＧａＡｓキャップ層５にはｐ型電極６が、上記ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１にはｎ型電極７がそれぞれ配置されている
。８は上記ｎ型ＧａＡｓキャップ層５から上記ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層４中まで達している、上記アンドー
プＡｌＧａＡｓ活性層３に電流注入領域を形成するＺｎ
拡散領域を示す。なお、このＺｎ拡散領域は図８に示す
ように端面ａに対して垂直方向から５°傾き、かつ端面
ａの始めから素子長に沿って端面ｂの半分以上に至る途
中で途切れている。図２は図１の平面図である。
【００１６】次に動作について説明する。ＳＬＤのｐｎ
接合に対して順方向に、つまりｐ型電極６に正、ｎ型電
極７に負の電圧を印加すると、Ｚｎ拡散領域８直下の活
性層３の領域に電子と正孔が注入され、活性層３内で両
者の発光再結合が生じ、素子端面より自然放出光及び誘
導放出光が出射される。
接合に対して順方向に、つまりｐ型電極６に正、ｎ型電
極７に負の電圧を印加すると、Ｚｎ拡散領域８直下の活
性層３の領域に電子と正孔が注入され、活性層３内で両
者の発光再結合が生じ、素子端面より自然放出光及び誘
導放出光が出射される。
【００１７】本発明によるＳＬＤにおいて、図３は活性
層３内の励起領域ｃ２ に発生する光のようすを示す図
であり、上記励起領域ｃ２ を除く領域は電流が注入さ
れない領域、即ち吸収作用を有する非励起領域ｄ２であ
る。 この非励起領域ｄ２ の吸収作用により垂直の方向性を
持つ光Ｌ１ の反射光Ｌ２ は吸収され、反射，増幅の
繰り返しが少なくなる。この結果、例えばＺｎ拡散領域
８の幅が拡散により実効上およそ３０μｍ〜４０μｍと
なったとしても、あるいは高光出力動作時においてもレ
ーザ発振が起こらない。また素子長（キャビティ長）の
短いＳＬＤを得ることができる。
層３内の励起領域ｃ２ に発生する光のようすを示す図
であり、上記励起領域ｃ２ を除く領域は電流が注入さ
れない領域、即ち吸収作用を有する非励起領域ｄ２であ
る。 この非励起領域ｄ２ の吸収作用により垂直の方向性を
持つ光Ｌ１ の反射光Ｌ２ は吸収され、反射，増幅の
繰り返しが少なくなる。この結果、例えばＺｎ拡散領域
８の幅が拡散により実効上およそ３０μｍ〜４０μｍと
なったとしても、あるいは高光出力動作時においてもレ
ーザ発振が起こらない。また素子長（キャビティ長）の
短いＳＬＤを得ることができる。
【００１８】ここで非励起領域ｄ２ が励起領域ｃ２
の光を吸収する機構について説明する。図４はそれぞれ
励起領域ｃ２ ，非励起領域ｄ２ の活性層３のエネル
ギーバンドダイアグラムを示している。図において、Ｅ
ｃは伝導帯１０底のエネルギーを示し、Ｅｖは価電子帯
１１底のエネルギーを示す。λは励起領域ｃ２ で生じ
る発光再結合で生成された光の波長であり、λ′は非励
起領域ｄ２ で生じる光の吸収において吸収される光の
波長である。
の光を吸収する機構について説明する。図４はそれぞれ
励起領域ｃ２ ，非励起領域ｄ２ の活性層３のエネル
ギーバンドダイアグラムを示している。図において、Ｅ
ｃは伝導帯１０底のエネルギーを示し、Ｅｖは価電子帯
１１底のエネルギーを示す。λは励起領域ｃ２ で生じ
る発光再結合で生成された光の波長であり、λ′は非励
起領域ｄ２ で生じる光の吸収において吸収される光の
波長である。
【００１９】励起領域ｃ２ では電流が注入されている
ため、伝導帯１０には電子１２が価電子帯１１にはホー
ル１３が蓄積される。蓄積された電子１２，ホール１３
は図中の斜線で示されている。励起領域ｃ２ における
発光再結合は伝導帯１０における電子１２の分布のピー
クから価電子帯１１におけるホール１３の分布のピーク
間で生じる遷移、すなわちλの波長を有する光の発光再
結合が最も支配的で、λを中心にブロードな波長広がり
を有する発光再結合が生じる。
ため、伝導帯１０には電子１２が価電子帯１１にはホー
ル１３が蓄積される。蓄積された電子１２，ホール１３
は図中の斜線で示されている。励起領域ｃ２ における
発光再結合は伝導帯１０における電子１２の分布のピー
クから価電子帯１１におけるホール１３の分布のピーク
間で生じる遷移、すなわちλの波長を有する光の発光再
結合が最も支配的で、λを中心にブロードな波長広がり
を有する発光再結合が生じる。
【００２０】一方、非励起領域ｄ２ では電流が注入さ
れないため、同図に示すように伝導帯１０，価電子帯１
１に電子１２，ホール１３は殆どたまっていない。即ち
価電子帯１１には電子１２が詰まっており、伝導帯１０
には電子１２は殆どない。光の吸収は光によって価電子
帯１１の電子１２が伝導帯１０に上がる現象である。従
って伝導帯１０に電子１２が少ないほど、価電子帯１１
に電子１２が多いほど光の吸収の度合いは大きくなる。 非励起領域ｄ２ ではバンドギャップエネルギー、即ち
伝導帯１０底と価電子帯１１底のエネルギーの差以上の
エネルギーの光を効率よく吸収し、エネルギーが大きく
なるほど吸収の度合いも大きくなる。λ′はλより必ず
長い、すなわち励起領域ｃ２ で発光再結合により生じ
た光のエネルギーは、バンドギャップエネルギーより必
ず大きいので、光が非励起領域ｄ２ を通る場合は吸収
される。このように非励起領域ｄ２ では、励起領域ｃ
２ で生じた光がこの領域ｄ２ を通り、後端面ｂ２
で反射し、再びこの領域ｄ２ を通り、励起領域ｃ２
に戻る割合は非励起領域ｄ２ のない場合に比べて格段
に小さくなる。図５（ａ） は図５（ｂ） に示す共振
器長ｌ１ ＝５００μｍ，Ｚｎ拡散領域長ｌ２ ＝３２
０μｍ， Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５μｍのアングルド・ス
トライプ型ＳＬＤのスペクトル形状を示す。
れないため、同図に示すように伝導帯１０，価電子帯１
１に電子１２，ホール１３は殆どたまっていない。即ち
価電子帯１１には電子１２が詰まっており、伝導帯１０
には電子１２は殆どない。光の吸収は光によって価電子
帯１１の電子１２が伝導帯１０に上がる現象である。従
って伝導帯１０に電子１２が少ないほど、価電子帯１１
に電子１２が多いほど光の吸収の度合いは大きくなる。 非励起領域ｄ２ ではバンドギャップエネルギー、即ち
伝導帯１０底と価電子帯１１底のエネルギーの差以上の
エネルギーの光を効率よく吸収し、エネルギーが大きく
なるほど吸収の度合いも大きくなる。λ′はλより必ず
長い、すなわち励起領域ｃ２ で発光再結合により生じ
た光のエネルギーは、バンドギャップエネルギーより必
ず大きいので、光が非励起領域ｄ２ を通る場合は吸収
される。このように非励起領域ｄ２ では、励起領域ｃ
２ で生じた光がこの領域ｄ２ を通り、後端面ｂ２
で反射し、再びこの領域ｄ２ を通り、励起領域ｃ２
に戻る割合は非励起領域ｄ２ のない場合に比べて格段
に小さくなる。図５（ａ） は図５（ｂ） に示す共振
器長ｌ１ ＝５００μｍ，Ｚｎ拡散領域長ｌ２ ＝３２
０μｍ， Ｚｎ拡散領域幅Ｗ＝５μｍのアングルド・ス
トライプ型ＳＬＤのスペクトル形状を示す。
【００２１】このように上記実施例では、前端面ａ２
から後端面ｂ２ に至る途中で途切れた、端面ａ２ ，
ｂ２ に垂直な方向に対して５°傾いているアングルド
・ストライプを設け、後端面ｂ２ 側に非励起領域ｄ２
を設けたので、端面ａ２ ，ｂ２ に対し垂直の方向
性を持つ光の反射，増幅の繰り返しが少なくなり、両端
面側からの光の実効的な反射を減少され、高光出力動作
時においてもレーザ発振が起こらず、安定に動作し、か
つ高歩留りで得られるＳＬＤを得ることができる。
から後端面ｂ２ に至る途中で途切れた、端面ａ２ ，
ｂ２ に垂直な方向に対して５°傾いているアングルド
・ストライプを設け、後端面ｂ２ 側に非励起領域ｄ２
を設けたので、端面ａ２ ，ｂ２ に対し垂直の方向
性を持つ光の反射，増幅の繰り返しが少なくなり、両端
面側からの光の実効的な反射を減少され、高光出力動作
時においてもレーザ発振が起こらず、安定に動作し、か
つ高歩留りで得られるＳＬＤを得ることができる。
【００２２】なお上記実施例では、上記拡散領域ｃ２
のｐ型の不純物としてＺｎを例にとって説明したが、上
記各層の導電型を反転させて上記拡散領域ｃ２ にｎ型
の不純物としてシリコンを用いてもよく、上記実施例と
同様の効果を奏する。
のｐ型の不純物としてＺｎを例にとって説明したが、上
記各層の導電型を反転させて上記拡散領域ｃ２ にｎ型
の不純物としてシリコンを用いてもよく、上記実施例と
同様の効果を奏する。
【００２３】また、上記ｎ型，ｐ型クラッド層２，４の
組成比はＡｌ０．４８Ｇａ０．５２Ａｓであり、アンド
ープ活性層３の組成比はＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ａｓ
である。
組成比はＡｌ０．４８Ｇａ０．５２Ａｓであり、アンド
ープ活性層３の組成比はＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ａｓ
である。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るＳＬＤに
よれば、前端面から後端面に至る途中で途切れた、端面
に垂直な方向に対して５°傾いているアングルド・スト
ライプを設け、後端面側に非励起領域を設けたので、端
面に対し垂直の方向性を持つ光の反射，増幅の繰り返し
をなくすことができ、両端面側からの光の実効的な反射
が減少され、高光出力動作時においてもレーザ発振が生
じず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られるＳＬＤを
得ることができる効果がある。
よれば、前端面から後端面に至る途中で途切れた、端面
に垂直な方向に対して５°傾いているアングルド・スト
ライプを設け、後端面側に非励起領域を設けたので、端
面に対し垂直の方向性を持つ光の反射，増幅の繰り返し
をなくすことができ、両端面側からの光の実効的な反射
が減少され、高光出力動作時においてもレーザ発振が生
じず、安定に動作し、かつ高歩留りで得られるＳＬＤを
得ることができる効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるアングルド・ストラ
イプ型ＳＬＤの構造を示す構造図である。
イプ型ＳＬＤの構造を示す構造図である。
【図２】この発明の一実施例によるアングルド・ストラ
イプ型ＳＬＤの平面を示す平面図である。
イプ型ＳＬＤの平面を示す平面図である。
【図３】この発明の一実施例によるアングルド・ストラ
イプ型ＳＬＤの活性層内の励起領域に発生する光のよう
すを説明する説明図である。
イプ型ＳＬＤの活性層内の励起領域に発生する光のよう
すを説明する説明図である。
【図４】励起，非励起領域における活性層のエネルギー
バンドダイアグラム図である。
バンドダイアグラム図である。
【図５】この発明の一実施例によるアングルド・ストラ
イプ型ＳＬＤのスペクトル図である。
イプ型ＳＬＤのスペクトル図である。
【図６】従来の非励起吸収型ＳＬＤの構造を示す構造図
である。
である。
【図７】従来の非励起吸収型ＳＬＤの平面を示す平面図
である。
である。
【図８】従来の非励起吸収型ＳＬＤの活性層内の励起領
域に発生する光のようすを説明する説明図である。
域に発生する光のようすを説明する説明図である。
【図９】従来の非励起吸収型ＳＬＤのスペクトル図であ
る。
る。
【図１０】従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの構
造を示す構造図である。
造を示す構造図である。
【図１１】従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの平
面を示す平面図である。
面を示す平面図である。
【図１２】従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの活
性層内の励起領域に発生する光のようすを説明する説明
図である。
性層内の励起領域に発生する光のようすを説明する説明
図である。
【図１３】従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤの活
性層内の励起領域に発生する光のようすを説明する説明
図である。
性層内の励起領域に発生する光のようすを説明する説明
図である。
【図１４】従来のアングルド・ストライプ型ＳＬＤのス
ペクトル図である。
ペクトル図である。
【符号の説明】
１ ｎ型ＧａＡｓ基板
２ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３ アン
ドープＡｌＧａＡｓ活性層４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層５ ｎ型ＧａＡｓキャップ層 ６ ｐ型電極 ７ ｎ型電極 ８ Ｚｎ拡散領域 ９ ＳｉＯ２ 膜 １０ 伝導帯 １１ 価電子帯 １２ 電子 １３ ホール ａ２，ｂ２ 端面 ｃ２ 励起領域 ｄ２ 非励起領域
ドープＡｌＧａＡｓ活性層４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層５ ｎ型ＧａＡｓキャップ層 ６ ｐ型電極 ７ ｎ型電極 ８ Ｚｎ拡散領域 ９ ＳｉＯ２ 膜 １０ 伝導帯 １１ 価電子帯 １２ 電子 １３ ホール ａ２，ｂ２ 端面 ｃ２ 励起領域 ｄ２ 非励起領域
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に配置された第１導電型のクラ
ッド層，該第１導電型と反対導電型の第２導電型のクラ
ッド層及びこれらに挟まれたアンドープ，第１あるいは
第２導電型の活性層からなるダブルヘテロ構造と、上記
第２導電型のクラッド層上に配置された第１導電型のキ
ャップ層と、該第１導電型キャップ層中に上記第２導電
型クラッド層に達して形成されたストライプ状の第２導
電型の拡散領域とを有し、該拡散領域を介して上記活性
層内に電流を注入するスーパー・ルミネッセント・ダイ
オードにおいて、上記ストライプ状の拡散領域は前端面
を始端として端面に対して垂直方向から３°以上２０°
以下の角度で傾いて配置されており、かつ後端面に達し
ない長さを有するものであることを特徴とするスーパー
・ルミネッセント・ダイオード。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060640A JPH04296067A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | スーパー・ルミネッセント・ダイオード |
| US07/850,273 US5223722A (en) | 1991-03-26 | 1992-03-12 | Superluminescent diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060640A JPH04296067A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | スーパー・ルミネッセント・ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296067A true JPH04296067A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13148123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3060640A Pending JPH04296067A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | スーパー・ルミネッセント・ダイオード |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5223722A (ja) |
| JP (1) | JPH04296067A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645642A (ja) * | 1992-07-22 | 1994-02-18 | Mitsubishi Precision Co Ltd | スーパールミネッセントダイオード及びその製造方法 |
| JP3761240B2 (ja) * | 1996-02-28 | 2006-03-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| US6091755A (en) * | 1997-11-21 | 2000-07-18 | Sdl, Inc. | Optically amplifying semiconductor diodes with curved waveguides for external cavities |
| US6339606B1 (en) * | 1998-06-16 | 2002-01-15 | Princeton Lightwave, Inc. | High power semiconductor light source |
| US6184542B1 (en) | 1998-06-16 | 2001-02-06 | Princeton Lightwave | Superluminescent diode and optical amplifier with extended bandwidth |
| US6430207B1 (en) | 1998-09-23 | 2002-08-06 | Sarnoff Corporation | High-power laser with transverse mode filter |
| SE521023C2 (sv) * | 2000-07-07 | 2003-09-23 | Ericsson Telefon Ab L M | Optisk anordning samt framställning därav |
| US7050222B2 (en) * | 2003-05-23 | 2006-05-23 | Covega, Inc. | Methods and devices for high power, depolarized superluminescent diodes |
| JP4634081B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2011-02-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子アレイ |
| KR100670830B1 (ko) * | 2005-12-12 | 2007-01-19 | 한국전자통신연구원 | 수퍼루미네슨트 다이오드 및 그 제조 방법 |
| JP2013510431A (ja) * | 2009-11-03 | 2013-03-21 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 結晶学的エッチングによるスーパールミネセントダイオード |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4821277A (en) * | 1987-04-20 | 1989-04-11 | General Electric Company | Super-luminescent diode |
| JPH0682863B2 (ja) * | 1987-12-02 | 1994-10-19 | 日本電信電話株式会社 | 発光ダイオード |
| JPH02205365A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スーパールミネッセントダイオード |
| JP2759275B2 (ja) * | 1989-02-17 | 1998-05-28 | アンリツ株式会社 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| JPH02249283A (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スーパールミネッセントダイオード |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3060640A patent/JPH04296067A/ja active Pending
-
1992
- 1992-03-12 US US07/850,273 patent/US5223722A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5223722A (en) | 1993-06-29 |
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