JPH0510374Y2 - - Google Patents

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JPH0510374Y2
JPH0510374Y2 JP19641286U JP19641286U JPH0510374Y2 JP H0510374 Y2 JPH0510374 Y2 JP H0510374Y2 JP 19641286 U JP19641286 U JP 19641286U JP 19641286 U JP19641286 U JP 19641286U JP H0510374 Y2 JPH0510374 Y2 JP H0510374Y2
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【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は半導体レーザに関する。[Detailed explanation of the idea] (b) Industrial application fields The present invention relates to semiconductor lasers.

(ロ) 従来の技術 現在、CD(コンパクトデイスク)、DAD(デジ
タル・オーデイオ・デイスク)、VD(ビデオ・デ
イスク)、LBP(レーザ・ビーム・プリンタ)等
の光源として可視光半導体レーザが使用されてい
る。
(b) Conventional technology Currently, visible light semiconductor lasers are used as light sources for CDs (compact discs), DADs (digital audio discs), VDs (video discs), LBPs (laser beam printers), etc. There is.

この種半導体レーザとしては、Aplied
Physics Letter40(5)、1March 1982,pp372−
pp374に開示されたVSIS型の半導体レーザがあ
る。
As this type of semiconductor laser, Applied
Physics Letter 40(5), 1March 1982, pp372−
There is a VSIS type semiconductor laser disclosed in pp374.

図は斯る半導体レーザを示し、1はp型GaAs
からなる基板、2は該基板の一主面上に積層され
n型GaAsからなる電流狭窄層であり、該電流狭
窄層表面略中央には紙面垂直方向に延在し、基板
1に達する深さの溝が形成されている。3は上記
狭窄層2上に積層された発振層であり、該発振層
は狭窄層側より第1クラツド層4、活性層5、第
2クラツド層6を順次積層してなる。また上記第
1、第2クラツド層4,6及び活性層5は夫々p
型Ga1-xAlxAs(0<x<1)、n型Ga1-xAlxAs、
ノンドープGa1-yAlyAs(0≦y<1,y<x)か
らなる。7は上記第2クラツド層6上に積層され
たキヤツプ層であり、該キヤツプ層はn型GaAs
からなる。8,9は夫々基板1の他主面及びキヤ
ツプ層7上に積層されたオーミツク接触をとるp
電極及びn電極である。
The figure shows such a semiconductor laser, where 1 is a p-type GaAs
2 is a current confinement layer made of n-type GaAs that is laminated on one main surface of the substrate, and a current confinement layer that extends in the direction perpendicular to the plane of the paper approximately in the center of the surface of the current confinement layer and has a depth that reaches the substrate 1. grooves are formed. Reference numeral 3 denotes an oscillation layer laminated on the constriction layer 2, and the oscillation layer is formed by laminating a first cladding layer 4, an active layer 5, and a second cladding layer 6 in this order from the constriction layer side. Further, the first and second cladding layers 4 and 6 and the active layer 5 each have p
Type Ga 1-x Al x As (0<x<1), n-type Ga 1-x Al x As,
It consists of non-doped Ga 1-y Al y As (0≦y<1, y<x). 7 is a cap layer laminated on the second cladding layer 6, and the cap layer is made of n-type GaAs.
Consisting of 8 and 9 are ps laminated on the other main surface of the substrate 1 and the cap layer 7, respectively, and are in ohmic contact.
They are an electrode and an n-electrode.

斯る半導体レーザでは、p電極8とn電極9と
の間に順方向バイアスを印加すると、電流は電流
狭窄層2により狭窄されて溝直上の発振層3を限
定的に流れることとなる。また、第1、第2クラ
ツド層4,6は活性層5に較べてバンドギヤツプ
エネルギーが大でかつ光屈折率が小であるため、
溝直上の活性層5に電子及び正孔が集中し、斯る
活性層5においてレーザ光が生じ、溝の延在方向
と直交する共振器端面より出力される。更に斯る
構成では電流狭窄層2上の第1クラツド層4は活
性層5で生じるレーザ光を透過可能な薄さとさ
れ、かつ上記電流狭窄層2は上記レーザ光を吸収
可能な層となつているため、活性層5において溝
直上部とそれ以外の部分とで実効的な屈折率差が
生じる(屈折率導波型)。従つて、活性層5にお
いてレーザ光の水平方向の閉じ込めができ、活性
層5より発振するレーザ光は縦、横両モード共に
単一となる。
In such a semiconductor laser, when a forward bias is applied between the p-electrode 8 and the n-electrode 9, the current is constricted by the current confinement layer 2 and flows in a limited manner through the oscillation layer 3 directly above the groove. Furthermore, since the first and second cladding layers 4 and 6 have a larger band gap energy and a smaller optical refractive index than the active layer 5,
Electrons and holes are concentrated in the active layer 5 directly above the groove, and a laser beam is generated in the active layer 5, which is output from the resonator end face perpendicular to the extending direction of the groove. Further, in such a configuration, the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is made thin enough to transmit the laser light generated in the active layer 5, and the current confinement layer 2 is a layer capable of absorbing the laser light. Therefore, an effective refractive index difference occurs between the active layer 5 directly above the groove and the other portion (refractive index waveguide type). Therefore, the laser light can be confined in the horizontal direction in the active layer 5, and the laser light emitted from the active layer 5 has a single longitudinal and transverse mode.

また、現在CD等の光源として半導体レーザを
用いる場合、戻り光雑音を考慮して縦モードにお
いてマルチモード発振(自励発振)が可能な半導
体レーザを用いることが提案されている。
Furthermore, when using a semiconductor laser as a light source for a CD or the like, it is currently proposed to use a semiconductor laser capable of multi-mode oscillation (self-sustained oscillation) in the longitudinal mode, taking into consideration return optical noise.

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 図に示した半導体レーザにおいても電流狭窄層
2上の第1クラツド層4の層厚を従来に比して厚
くし、電流狭窄層2におけるレーザ光の吸収率を
低くすれば、縦マルチモード発振は理論的には可
能である。
(c) Problems to be solved by the invention Also in the semiconductor laser shown in the figure, the thickness of the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is made thicker than in the past, and the laser light in the current confinement layer 2 is increased. Longitudinal multimode oscillation is theoretically possible if the absorption rate is lowered.

しかし乍ら、その層厚調整は10-2μm以下の精
度で制御されなければならないため、現在広く用
いられている液相エピタキシヤル成長法では製造
上の再現性が不十分であつた。
However, since the layer thickness adjustment must be controlled with an accuracy of 10 -2 μm or less, the currently widely used liquid phase epitaxial growth method has insufficient reproducibility in manufacturing.

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は斯る点に鑑みてなされたもので、その
構成的特徴は、一主面に溝が形成されたp型もし
くはn型GaAsからなる基板、該基板の一主面上
に積層され、表面が平坦なp型もしくはn型
Ga1-xAlxAs(0<x<1)からなる第1クラツド
層、該クラツド層上に積層され、ノンドープ
Ga1-yAlyAs(0≦y<1,y<x)からなる活性
層、該活性層上に積層され、n型もしくはp型
Ga1-zAlzAs(1<z<0,z>y)からなる第2
クラツド層を備えた半導体レーザにおいて、上記
第1クラツド層の上記溝直上を除く部分での層厚
を0.24〜0.35μmとし、かつ第1クラツド層と第2
クラツド層のAl組成比を第2クラツド層のAl組
成比に比べて0.01〜0.03大きくし、発振するレー
ザ光を横モードが単一でかつ縦モードがマルチと
したことにある。
(d) Means for solving the problems The present invention was made in view of the above points, and its structural features include a substrate made of p-type or n-type GaAs with grooves formed on one main surface; Laminated on one main surface of the substrate, p-type or n-type with a flat surface
A first cladding layer made of Ga 1-x Al x As (0<x<1), laminated on the cladding layer and non-doped.
An active layer consisting of Ga 1-y Al y As (0≦y<1, y<x), which is laminated on the active layer and is n-type or p-type
The second layer consisting of Ga 1-z Al z As (1<z<0, z>y)
In a semiconductor laser equipped with a cladding layer, the thickness of the first cladding layer at a portion other than directly above the groove is 0.24 to 0.35 μm, and the first cladding layer and the second cladding layer have a thickness of 0.24 to 0.35 μm.
The Al composition ratio of the cladding layer is increased by 0.01 to 0.03 compared to the Al composition ratio of the second cladding layer, and the oscillated laser beam has a single transverse mode and multiple longitudinal modes.

(ホ) 作用 このような半導体レーザでは80%以上の確率で
マルチモード発振となる。
(e) Effect In such a semiconductor laser, multimode oscillation occurs with a probability of over 80%.

(ヘ) 実施例 本考案の一実施例としては、第1図に示した半
導体レーザにおいて第1クラツド層4の電流狭窄
層2上での層厚を0.25μmとし、かつ第1クラツ
ド層4、活性層5及び第2クラツド層6のAl組
成比x,y,zを夫々0.445,0.15,0.430とした
ものが挙げられる。
(f) Example As an example of the present invention, in the semiconductor laser shown in FIG. 1, the layer thickness of the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is set to 0.25 μm, and The active layer 5 and the second cladding layer 6 may have Al composition ratios x, y, and z of 0.445, 0.15, and 0.430, respectively.

尚、このような第1、第2クラツド層4,6の
Al組成比は、夫々の成長用メルト中のGaとAlAs
との比を1g:1.55mg及び1g:1.45mgとすれば良
い。
It should be noted that if the first and second cladding layers 4 and 6 are
The Al composition ratio is the Ga and AlAs in each growth melt.
The ratio may be set to 1g: 1.55mg and 1g: 1.45mg.

斯る本実施例装置では液相エピタキシヤル成長
法で製造した場合であつて90%以上の確率で横モ
ードが単一でかつ縦モードがマルチとなる。
In the device of this embodiment, when manufactured by the liquid phase epitaxial growth method, there is a probability of more than 90% that the transverse mode will be single and the longitudinal mode will be multiple.

尚、実験によれば、第1クラツド層4の電流狭
窄層2上での層厚を0.24〜0.35μmとした場合、第
1クラツド層4と第2クラツド層6とのAl組成
比の差を0.01〜0.03とすれば液相エピタキシヤル
成長法で製造した際でも80%以上の確率で横モー
ドが単一でかつ、縦モードがマルチとなる半導体
レーザが得られることが判明した。また、上記
Al組成比の差が0.01〜0.03である場合、電流狭窄
層2上の第1クラツド層4の層厚を0.24μm未満
とすると、縦モードが単一となり、0.5μm以上で
は横モードがマルチとなり、0.24〜0.5μmとした
ときのみ横モードが単一でかつ縦モードがマルチ
なることが判明した。更に、上記層厚が0.35μm
以上0.5μm以下では利得導波型となり、発振しき
い値電流が上昇することが判明した。
According to experiments, when the layer thickness of the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is set to 0.24 to 0.35 μm, the difference in Al composition ratio between the first cladding layer 4 and the second cladding layer 6 is It has been found that if the value is 0.01 to 0.03, a semiconductor laser having a single transverse mode and multiple longitudinal modes can be obtained with a probability of 80% or more even when manufactured by liquid phase epitaxial growth. Also, above
When the difference in Al composition ratio is 0.01 to 0.03, if the thickness of the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is less than 0.24 μm, the longitudinal mode will be single, and if it is 0.5 μm or more, the transverse mode will be multiple. It was found that the transverse mode is single and the longitudinal mode is multiple only when the thickness is 0.24 to 0.5 μm. Furthermore, the above layer thickness is 0.35μm
It was found that when the thickness is 0.5 μm or less, the gain waveguide type is used, and the oscillation threshold current increases.

従つて、本考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、電流狭窄層2上の第1クラツド層4の
層厚が0.24〜0.35μmでかつ、第1,第2クラツド
層4,6のAl組成比の差が0.01〜0.03であれば良
い。
Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the thickness of the first cladding layer 4 on the current confinement layer 2 is 0.24 to 0.35 μm, and the thickness of the first cladding layer 4 and the second cladding layer 6 are 0.24 to 0.35 μm. It is sufficient if the difference in Al composition ratio is 0.01 to 0.03.

(ト) 考案の効果 本考案の半導体レーザでは、その製造にあたつ
て、第1クラツド層の層厚を10-2μm以上の精度
で制御すれば良いので、液相エピタキシヤル成長
法を用いた場合でも再現性良く量産できる。
(g) Effects of the invention In manufacturing the semiconductor laser of the invention, the thickness of the first cladding layer only needs to be controlled with an accuracy of 10 -2 μm or more, so the liquid phase epitaxial growth method is used. It can be mass-produced with good reproducibility even when

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本考案が対象とする半導体レーザを示す断
面図である。 1……基板、4……第1クラツド層、6……第
2クラツド層。
The figure is a sectional view showing a semiconductor laser to which the present invention is applied. 1...Substrate, 4...First cladding layer, 6... Second cladding layer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 一主面に溝が形成されたp型もしくn型GaAs
からなる基板、該基板の一主面上に積層され、表
面が平坦なp型もしくはn型Ga1-xAlxAs(0<x
<1)からなる第1クラツド層、該クラツド層上
に積層され、ノンドープGa1-yAlyAs(0≦y<
1,y<x)からなる活性層、該活性層上に積層
されn型もしくはp型Ga1-zAlzAs(0<z<1,
z>y)からなる第2クラツド層を備えた半導体
レーザにおいて、 上記第1クラツド層の上記溝直上を除く部分で
の層厚を0.24〜0.35μmとし、かつ第1クラツド層
のAl組成比を第2クラツド層のAl組成比に比べ
て0.01〜0.03大きくし、発振するレーザ光を横モ
ードが単一でかつ縦モードがマルチとしたことを
特徴とする半導体レーザ。
[Claims for Utility Model Registration] P-type or n-type GaAs with grooves formed on one main surface
A substrate consisting of p-type or n-type Ga 1-x Al x As (0<x
A first cladding layer consisting of <1) is laminated on the cladding layer and is non-doped Ga 1-y Al y As (0≦y<
1, y<x), an active layer laminated on the active layer and consisting of n-type or p-type Ga 1-z Al z As (0<z<1,
z>y), the thickness of the first cladding layer in a portion excluding the area directly above the groove is 0.24 to 0.35 μm, and the Al composition ratio of the first cladding layer is 0.24 to 0.35 μm. A semiconductor laser characterized in that the Al composition ratio is 0.01 to 0.03 greater than the Al composition ratio of the second cladding layer, and the laser beam oscillated has a single transverse mode and multiple longitudinal modes.
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