JPH045879A - 半導体レーザ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、高密度光ディスク、分析用励起光源、印刷分
野などの超小型レーザ光源として用いることができる半
導体レーザ装置に関するものである従来の技術 ＧａＡｓ糸半導体レーザの発振波長は近赤外の７８０ｎ
ｍ〜８６０ｎｍで、１、コンパクトディスクを始めとす
る光メモリディスクの再生／記録用光源や、レーザプリ
ンタの光源などの光情報処理装置に広く用いられている
。波長を短くし、可視領域に持って行くことにより光メ
モリの高密度化やプリンタの高速化（感光膜の感度が上
がるため）などの光情報処理装置の高性能化を実現でき
るため、近年短波長化への努力がなされている。現在、
単体の半導体レーザ素子としては、波長６７０ｎｍの赤
色レーザが実用化されており、バーコードリーダなどの
応用を中心に、従来Ｈｅ−Ｎｅレーザが用いられていた
分野に進出しつつある。さらに波長の短い緑〜青の領域
では、単体の半導体レーザでは実現の目処が立っていな
いが、ＧａＡｓ糸半導体レーザ光を波長変換技術によっ
て高調波変換し、３９Ｑｎｍ〜４３０ｎＩ′ｒ］帯の青
〜紫外域のレーザ光を得る方法がある、第３図に示す従
来の方法は、非線形光学定数の大キイＬｉＮｂＯ５に、
レーザ光を閉じ込めて導波させるための光導波路を形成
し、光導波路に半導体レーザ光を入射させることにより
高周波（ＳＨＧ　）レーザ光を取り出す方法である。第
３図において、１は半導体レーザチップで、この半導体
レーザチップ１から出射するレーザ光はレンズ２を通っ
て光導波路３に入射し、導波路型ＳＨＧ素子４より高周
波レーザ光として取り出される。この方法では光導波路
３中でのレーザ光の光密度を極めて大きくできるため、
１憾程度の変換効率が得られる。

発明が解決しようとする課題 レーザ光のＳＨＧを行なう゛には、基本波と高周波の位
相整合がとれることが必要である。第３図に示す従来例
では、光導波路３内を伝搬する基本波に対し、その高調
波が位相整合のとれた角度で放射される（チェレンコフ
放射）ことでＳＨＧを行なっている。この場合、ＳＨＧ
光は波面収差が大きくレンズで完全に収差を取ることは
不可能であり、レーザ光の集光特性が悪くなる。即ち、
光ディスクなどのレーザ光を回折限界まで絞り込んで用
いる応用には使えない。光ディスクに用いるには基本モ
ードのレーザ光が必要である。高密度光ディスク用の半
導体レーザＳＨＧ光源を実現するためには以下の条件が
必要となる。

（１）非線形光学結晶による高調波変換効率は、入射レ
ーザ光の光パワー密度の２乗に比例するため、結晶内に
おけるパワー密度を高くする。

（２）基本モードのＳＨＧレーザ光を得るために、基本
モードが維持される光共振器構造にする。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、光ディスク
などのレーザ光を回折限界まで集光でき、光情報処理装
置の高性能化に大きく貢献できるようにすることを目的
とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、両端面絶縁体薄膜
からなる低反射率コーテイング膜を有する半導体レーザ
チップと、この半導体レーザチップの両端面から出射す
るレーザ光を集束するレンズと、このレンズを通った光
束を反射させるミラーと、このミラーにより反射された
レーザ光が入７射するように設けられた非線形光学結晶
とからリング共振器を構成し、このリング共振器を構成
するミラーの一部の反射率が半導体レーザチップから出
射するレーザ光の波長の半分の波長に対し低反射率とな
っており、さらに前記リング共振器を構成するミラーの
全ての反射率が半導体レーザチップから出射するレーザ
光の波長に対して高反射率となっているものである。

作用 上Ωの構成により、共振器内での基本波は基本モードで
、その光密度は極めて高くなり、非線形光学結晶内で発
生した高調波も基本モードで取り出せることになる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。

第１図に訃いて、１１はＧａＡｓ半導体レーザチップで
、この半導体レーザチップ１１の両結晶端面には５ｉＯ
１Ｚｒ０３などの絶縁材料を用いて４分の１波長膜によ
り低反射率（ＡＲ）コーティングが施されており、レー
ザ結晶内で発生したレーザ光は全て両端面より出射する
。その出射したレーザ光はセルフォックレンズ１２で収
束され、ＫＮｂＯ３などの非線形光学結晶１４内で焦点
を結ぶようにして、結晶１４内での光密度が高くなるよ
うにしである。１３および１５はセルフォックレンズ１
２と非線形光学結晶１４との間に介在された全反射ミラ
ーおよび部分透過ミラーである。そして、前記半導体レ
ーザチップ１１、セルフォックスレンズ１２、非線形光
学結晶１４およびミラー１３．１５によりリング共振器
全構成している。ところで、前記ミラー１３．１５の反
射率は半導体レーザ光の波長に対して９９憾以上にして
あり、部分透過ミラー１５のみ半導体レーザチップ１１
から出射するレーザ光の波長の半分の波長に対して低反
射率となっており、このミラー１５を介して高調波レー
ザ光のみを外部に取り出すことができる。

１６は前記半導体レーザチップ１１の両端面のコーテイ
ング膜である。また、非線形光学結晶１４の両端面のう
ち、全反射ミラー１３側の端面の反射率を高調波光に対
して高くし、部分透過ミラー１５側の端面の反射率は低
くなるようにコーティングしである。また、非線形光学
結晶１４の両端面とも半導体レーザ光に対しては低反射
率となるようコーティングされている。

第２図に半導体レーザチップ１１に注入する電流とブル
ーレーザ光出力の関係を示す。注入電流１００ｎ１Ａに
対しｓ　１０ｒｒＷのブルーレーザ光が得られている。

発明の効果 以上のように本発明によれば、注入電流１００ｍＡで３
９０　ｎｍ　〜４３０　ｎｍのブルーレーザ光１０ｍＷ
が得られ、空間モードが基本モードであるため、回折限
界まで集光でき、高密度光ディスクなどの光情報処理装
置の高性能化に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
構成図、第２図は同半導体レーザ装置における半導体レ
ーザチップ注入電流とブルーレーザ光出力との関係を示
すグラフ、第３図は従来の半導体レーザ装置の構成図で
ある。 １１・・・半導体レーザチップ、１２・・・セルフォッ
クレンズ、１３・・・全反射ミラー、１４・・・非線形
光学結晶、１５・・・部分透過ミラー、１６・・・コー
テイング膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．両端面に絶縁体薄膜からなる低反射率コーテイング
   膜を有する半導体レーザチツプと、この半導体レーザチ
   ツプの両端面から出射するレーザ光を集束するレンズと
   、このレンズを通つた光束を反射させるミラーと、この
   ミラーにより反射されたレーザ光が入射するように設け
   られた非線形光学結晶とからリング共振器を構成し、こ
   のリング共振器を構成するミラーの一部の反射率が半導
   体レーザチツプから出射するレーザ光の波長の半分の波
   長に対し低反射率となつており、さらに前記リング共振
   器を構成するミラーの全ての反射率が半導体レーザチツ
   プから出射するレーザ光の波長に対して高反射率となつ
   ていることを特徴とする半導体レーザ装置。