JPH06104525A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH06104525A JPH06104525A JP24971992A JP24971992A JPH06104525A JP H06104525 A JPH06104525 A JP H06104525A JP 24971992 A JP24971992 A JP 24971992A JP 24971992 A JP24971992 A JP 24971992A JP H06104525 A JPH06104525 A JP H06104525A
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- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ガイド層を備えた半導体レーザの垂直放射
角の低減を実現するための半導体レーザの層構造に関す
るものである。 【構成】 半導体基板上に少なくとも第１クラッド層
（屈折率ｎ１）、活性層（屈折率ｎ５）、光ガイド層
（屈折率ｎ６）、第２クラッド層（屈折率ｎ２）を順次
形成し、屈折率の大小関係がｎ５＞ｎ６＞（ｎ１及びｎ
２）である光ガイド層付き半導体レーザ装置において、
第１のクラッド層と活性層の間に第３のクラッド層を、
光ガイド層と第２クラッド層の間に第４のクラッド層
を、一方又は両方に挿入し、第３のクラッド層の屈折率
ｎ３はｎ５＞ｎ１＞ｎ３であり、第４のクラッド層の屈
折率ｎ４はｎ６＞ｎ２＞ｎ４であることを特徴とする半
導体レーザ装置。
角の低減を実現するための半導体レーザの層構造に関す
るものである。 【構成】 半導体基板上に少なくとも第１クラッド層
（屈折率ｎ１）、活性層（屈折率ｎ５）、光ガイド層
（屈折率ｎ６）、第２クラッド層（屈折率ｎ２）を順次
形成し、屈折率の大小関係がｎ５＞ｎ６＞（ｎ１及びｎ
２）である光ガイド層付き半導体レーザ装置において、
第１のクラッド層と活性層の間に第３のクラッド層を、
光ガイド層と第２クラッド層の間に第４のクラッド層
を、一方又は両方に挿入し、第３のクラッド層の屈折率
ｎ３はｎ５＞ｎ１＞ｎ３であり、第４のクラッド層の屈
折率ｎ４はｎ６＞ｎ２＞ｎ４であることを特徴とする半
導体レーザ装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの層構造に
関し、特に光ガイド層を備えた半導体レーザの垂直放射
角の低減を実現するための層構造に係る。
関し、特に光ガイド層を備えた半導体レーザの垂直放射
角の低減を実現するための層構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、光通信、光情報処理、
光計測用の光源等として幅広く用いられている。半導体
レーザの出射ビームの形状は、光通信においてはファイ
バへの結合という点で、光情報処理や光計測においては
低ＮＡレンズの使用による光学系のシステムコストの低
減という点で重要であり、一般に出射ビーム放射角の小
さいものほど望ましい。
光計測用の光源等として幅広く用いられている。半導体
レーザの出射ビームの形状は、光通信においてはファイ
バへの結合という点で、光情報処理や光計測においては
低ＮＡレンズの使用による光学系のシステムコストの低
減という点で重要であり、一般に出射ビーム放射角の小
さいものほど望ましい。
【０００３】また、ホログラム等の光学部品を用いたレ
ーザビームプリンタ等の応用システムにおいては、基本
横モードで発振し、更に単一縦モード発振するレーザが
必要となる。単一縦モード発振を得るためには、回折格
子をダブルヘテロ構造内に作り込んだ分布帰還型（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ：略してＤＦ
Ｂ）レーザがあり、感光体の感度領域に発振波長のある
ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザの開発がなされている。
ーザビームプリンタ等の応用システムにおいては、基本
横モードで発振し、更に単一縦モード発振するレーザが
必要となる。単一縦モード発振を得るためには、回折格
子をダブルヘテロ構造内に作り込んだ分布帰還型（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ：略してＤＦ
Ｂ）レーザがあり、感光体の感度領域に発振波長のある
ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザの開発がなされている。
【０００４】ＤＦＢレーザにおいては、一般に回折格子
への光の結合が強いほど単一縦モード発振特性が向上す
るため、活性層のより近傍に回折格子を配置することが
望まれる。しかし、結晶品質の問題から活性層に直接回
折格子を形成することができないため、光ガイド層付き
半導体レーザ（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅ
ｎｔ Ｈｅｔｅｒｏ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：略してＳＣ
Ｈ）構造が採用されている。このＳＣＨ構造において
は、発振に寄与する注入キャリャは活性層に閉じ込め、
光は活性層と光ガイド層の両層に閉じ込める構成のた
め、発振閾値を低く保ったままで、光ガイド層とクラッ
ド層の間に形成した回折格子への大きな光の結合が達成
できるものである。
への光の結合が強いほど単一縦モード発振特性が向上す
るため、活性層のより近傍に回折格子を配置することが
望まれる。しかし、結晶品質の問題から活性層に直接回
折格子を形成することができないため、光ガイド層付き
半導体レーザ（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅ
ｎｔ Ｈｅｔｅｒｏ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：略してＳＣ
Ｈ）構造が採用されている。このＳＣＨ構造において
は、発振に寄与する注入キャリャは活性層に閉じ込め、
光は活性層と光ガイド層の両層に閉じ込める構成のた
め、発振閾値を低く保ったままで、光ガイド層とクラッ
ド層の間に形成した回折格子への大きな光の結合が達成
できるものである。
【０００５】一般に、半導体レーザはダブルヘテロ構造
を有し、その構造による出射ビームの垂直放射角は活性
層及び光ガイド層で構成される光閉じ込め領域の厚さ
と、光閉じ込め領域とクラッド層の屈折率差によって決
まる。垂直放射角は光閉じ込め領域の厚さが薄いほど、
また、光閉じ込め領域とクラッド層の屈折率差が小さい
ほど小さくできる。
を有し、その構造による出射ビームの垂直放射角は活性
層及び光ガイド層で構成される光閉じ込め領域の厚さ
と、光閉じ込め領域とクラッド層の屈折率差によって決
まる。垂直放射角は光閉じ込め領域の厚さが薄いほど、
また、光閉じ込め領域とクラッド層の屈折率差が小さい
ほど小さくできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
の禁制帯幅と屈折率の関係においては、禁制帯幅が大き
くなるほど同一波長の光に対する屈折率が小さくなるた
め、活性層とクラッド層の禁制帯幅の差と、屈折率の差
を独立には制御できない。禁制帯幅の差は半導体レーザ
の発振閾値と密接に関連しており、屈折率差は半導体レ
ーザの垂直放射角と密接に結びついているため、発振閾
値を低減し温度特性（最大動作温度等）を向上させよう
とすれば禁制帯を大きくしなくてはならず、必然的に垂
直放射角が拡大してしまう。
の禁制帯幅と屈折率の関係においては、禁制帯幅が大き
くなるほど同一波長の光に対する屈折率が小さくなるた
め、活性層とクラッド層の禁制帯幅の差と、屈折率の差
を独立には制御できない。禁制帯幅の差は半導体レーザ
の発振閾値と密接に関連しており、屈折率差は半導体レ
ーザの垂直放射角と密接に結びついているため、発振閾
値を低減し温度特性（最大動作温度等）を向上させよう
とすれば禁制帯を大きくしなくてはならず、必然的に垂
直放射角が拡大してしまう。
【０００７】上記問題点を計算例によって説明する。図
５〜図７に従来の光ガイド層付き半導体レーザ構造にお
ける各々活性層厚、ガイド層厚、クラッド層混晶比に対
する垂直放射角、光閉じ込め係数、結合係数を示してい
る。ここで結合係数は光ガイド層とクラッド層の間に回
折格子を形成した場合を仮定したものである。
５〜図７に従来の光ガイド層付き半導体レーザ構造にお
ける各々活性層厚、ガイド層厚、クラッド層混晶比に対
する垂直放射角、光閉じ込め係数、結合係数を示してい
る。ここで結合係数は光ガイド層とクラッド層の間に回
折格子を形成した場合を仮定したものである。
【０００８】図５に示しているように、活性層厚を薄く
することにより垂直放射角の低減は行えるが、光閉じ込
め係数が大きく減少してしまい発振閾値の上昇を招く。
また、図７に示すように、クラッド層の混晶比を小さく
する（屈折率を大きくする）ことにより垂直放射角を減
少できるが、この場合も上述の場合と同様、光閉じ込め
係数が減少するうえ、結合係数が大幅に減少するため単
一軸モード発振特性も劣化することになる。即ち、従来
の構造において、各構成層の層厚や混晶比を最適化して
も、発振閾値等の発振特性や単一軸モード特性を良好に
保持したまま垂直放射角を低減することが不可能であ
る。
することにより垂直放射角の低減は行えるが、光閉じ込
め係数が大きく減少してしまい発振閾値の上昇を招く。
また、図７に示すように、クラッド層の混晶比を小さく
する（屈折率を大きくする）ことにより垂直放射角を減
少できるが、この場合も上述の場合と同様、光閉じ込め
係数が減少するうえ、結合係数が大幅に減少するため単
一軸モード発振特性も劣化することになる。即ち、従来
の構造において、各構成層の層厚や混晶比を最適化して
も、発振閾値等の発振特性や単一軸モード特性を良好に
保持したまま垂直放射角を低減することが不可能であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決すべく本発明の半導体レーザでは、半導体基板上に少
なくとも第１のクラッド層、活性層、光ガイド層、第２
のクラッド層を順次積層してなる光ガイド層付き半導体
レーザ装置において、第１のクラッド層と活性層との
間、または光ガイド層と第２のクラッド層との間の少な
くとも一方に第３または第４のクラッド層を挿入するこ
とを特徴とする。
決すべく本発明の半導体レーザでは、半導体基板上に少
なくとも第１のクラッド層、活性層、光ガイド層、第２
のクラッド層を順次積層してなる光ガイド層付き半導体
レーザ装置において、第１のクラッド層と活性層との
間、または光ガイド層と第２のクラッド層との間の少な
くとも一方に第３または第４のクラッド層を挿入するこ
とを特徴とする。
【００１０】更に、半導体基板上に少なくとも第１のク
ラッド層（屈折率ｎ１）、活性層（屈折率ｎ５）、光ガ
イド層（屈折率ｎ６）、第２のクラッド層（屈折率ｎ
２）を順次形成し、屈折率の大小関係がｎ５＞ｎ６＞
（ｎ１及びｎ２）である光ガイド層付き半導体レーザ装
置において、少なくとも第１のクラッド層と活性層の間
に第３のクラッド層を有するか、または光ガイド層と第
２のクラッド層の間に第４のクラッド層を有し、第３の
クラッド層の屈折率ｎ３はｎ５＞ｎ１＞ｎ３であり、第
４のクラッド層の屈折率ｎ４はｎ６＞ｎ２＞ｎ４である
ことを特徴とする。
ラッド層（屈折率ｎ１）、活性層（屈折率ｎ５）、光ガ
イド層（屈折率ｎ６）、第２のクラッド層（屈折率ｎ
２）を順次形成し、屈折率の大小関係がｎ５＞ｎ６＞
（ｎ１及びｎ２）である光ガイド層付き半導体レーザ装
置において、少なくとも第１のクラッド層と活性層の間
に第３のクラッド層を有するか、または光ガイド層と第
２のクラッド層の間に第４のクラッド層を有し、第３の
クラッド層の屈折率ｎ３はｎ５＞ｎ１＞ｎ３であり、第
４のクラッド層の屈折率ｎ４はｎ６＞ｎ２＞ｎ４である
ことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、活性層とクラッド層との禁制
帯幅の差と、屈折率の差を独立に制御できるため、光ガ
イド層を備えた半導体レーザ（特に分布帰還型半導体レ
ーザ）の発振特性（発振閾値・最大光出力・最大動作温
度・単一軸モード発振特性等）を劣化させることなく、
垂直放射角の小さな（楕円率の小さい）半導体レーザ素
子が実現できる。
帯幅の差と、屈折率の差を独立に制御できるため、光ガ
イド層を備えた半導体レーザ（特に分布帰還型半導体レ
ーザ）の発振特性（発振閾値・最大光出力・最大動作温
度・単一軸モード発振特性等）を劣化させることなく、
垂直放射角の小さな（楕円率の小さい）半導体レーザ素
子が実現できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】まず、本発明の構造の設計に関連した計算
例を用いて説明する。図２〜図４に本発明の光ガイド層
付き半導体レーザ構造における、各々第３、第４クラッ
ド層厚、第３、第４クラッド層混晶比、第１、第２クラ
ッド層混晶比に対する垂直放射角、光閉じ込め係数、結
合係数を示している。
例を用いて説明する。図２〜図４に本発明の光ガイド層
付き半導体レーザ構造における、各々第３、第４クラッ
ド層厚、第３、第４クラッド層混晶比、第１、第２クラ
ッド層混晶比に対する垂直放射角、光閉じ込め係数、結
合係数を示している。
【００１４】図２の計算においては、図３、図４クラッ
ド層混晶比をＡｌｘ＝０．７５、活性層厚＝０．０８μ
ｍ、ガイド層厚＝０．１μｍ、第１、第２クラッド層混
晶比をＡｌｘ＝０．５としたときのものである。図２に
示しているように、第３、第４クラッド層厚を厚くする
ことにより垂直放射角の低減が行え、光閉じ込め係数の
変化がないため発振閾値の上昇は生じず、第３、第４ク
ラッド層を付加することで結合係数が増加するため単一
軸モード発振特性も改善できる。
ド層混晶比をＡｌｘ＝０．７５、活性層厚＝０．０８μ
ｍ、ガイド層厚＝０．１μｍ、第１、第２クラッド層混
晶比をＡｌｘ＝０．５としたときのものである。図２に
示しているように、第３、第４クラッド層厚を厚くする
ことにより垂直放射角の低減が行え、光閉じ込め係数の
変化がないため発振閾値の上昇は生じず、第３、第４ク
ラッド層を付加することで結合係数が増加するため単一
軸モード発振特性も改善できる。
【００１５】図３の計算においては、第３、第４クラッ
ド層厚＝０．１５μｍ、活性層厚＝０．０８μｍ、ガイ
ド層厚＝０．１μｍ、第１、第２クラッド層混晶比をＡ
ｌｘ＝０．５としたときのものである。図３に示すよう
に、第３、第４クラッド層混晶比を大きくする（屈折率
を小さくする）事により垂直放射角を更に減少でき、こ
の場合も上述の場合と同様、光閉じ込め係数の変化がな
いため発振閾値の上昇は生じず、第３、第４クラッド層
を付加することで結合係数が増加するため単一軸モード
発振係数も更に改善できる。
ド層厚＝０．１５μｍ、活性層厚＝０．０８μｍ、ガイ
ド層厚＝０．１μｍ、第１、第２クラッド層混晶比をＡ
ｌｘ＝０．５としたときのものである。図３に示すよう
に、第３、第４クラッド層混晶比を大きくする（屈折率
を小さくする）事により垂直放射角を更に減少でき、こ
の場合も上述の場合と同様、光閉じ込め係数の変化がな
いため発振閾値の上昇は生じず、第３、第４クラッド層
を付加することで結合係数が増加するため単一軸モード
発振係数も更に改善できる。
【００１６】また、図４の計算においては、第３、第４
クラッド層厚＝０．１５μｍ、第３、第４クラッド層混
晶比をＡ＝０．７５、活性層厚＝０．０８μｍ、ガイド
層厚＝０．１μｍとしたときのものである。図４に示す
ように、第１、第２クラッド層の混晶比を小さくする
（屈折率を大きくする）事により垂直放射角を更に減少
でき、光閉じ込め係数及び結合係数が多少減少するが、
発振閾値・単一軸モード発振特性に影響を及ぼすもので
はない。
クラッド層厚＝０．１５μｍ、第３、第４クラッド層混
晶比をＡ＝０．７５、活性層厚＝０．０８μｍ、ガイド
層厚＝０．１μｍとしたときのものである。図４に示す
ように、第１、第２クラッド層の混晶比を小さくする
（屈折率を大きくする）事により垂直放射角を更に減少
でき、光閉じ込め係数及び結合係数が多少減少するが、
発振閾値・単一軸モード発振特性に影響を及ぼすもので
はない。
【００１７】即ち、上述のように本発明の構造において
は、第３、第４クラッド層の層厚・混晶比を最適化する
ことにより、発振閾値等の発振特性や単一軸モード特性
を良好に保持したまま垂直放射角を大幅に低減すること
が可能である。
は、第３、第４クラッド層の層厚・混晶比を最適化する
ことにより、発振閾値等の発振特性や単一軸モード特性
を良好に保持したまま垂直放射角を大幅に低減すること
が可能である。
【００１８】図１は、上記の計算例において検討した結
果に基づき作製した、本発明の実施例にかかわる半導体
レーザの断面構造の概略と屈折率分布を示す図である。
図中１１はｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層、１
５はｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第３クラッド層、１２は
ノンドープＡ１0.13Ｇａ0.87Ａｓ活性層、１４はｐ−Ａ
１0.25Ｇａ0.75Ａｓガイド層、１６はｎ−Ａ１0.75Ｇａ
0.25Ａｓ第４クラッド層、１７はｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層、１９はｐ−Ａ１0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層
をそれぞれ示している。このレーザでは、ストライプ外
でｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１７が活性層１２に近接
しておかれており、このｎ−ＧａＡｓ層１７が光吸収層
として働くため、ストライプ内部とストライプ外部とで
複素屈折率の差が生じ、これにより水平方向の光閉じ込
めが実現される。また、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１
７により漏れ電流なく電流狭窄が行われるため、低閾値
での発振が実現できる。
果に基づき作製した、本発明の実施例にかかわる半導体
レーザの断面構造の概略と屈折率分布を示す図である。
図中１１はｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層、１
５はｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第３クラッド層、１２は
ノンドープＡ１0.13Ｇａ0.87Ａｓ活性層、１４はｐ−Ａ
１0.25Ｇａ0.75Ａｓガイド層、１６はｎ−Ａ１0.75Ｇａ
0.25Ａｓ第４クラッド層、１７はｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層、１９はｐ−Ａ１0.7Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層
をそれぞれ示している。このレーザでは、ストライプ外
でｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１７が活性層１２に近接
しておかれており、このｎ−ＧａＡｓ層１７が光吸収層
として働くため、ストライプ内部とストライプ外部とで
複素屈折率の差が生じ、これにより水平方向の光閉じ込
めが実現される。また、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１
７により漏れ電流なく電流狭窄が行われるため、低閾値
での発振が実現できる。
【００１９】図１にその構造の主要部分を示した半導体
レーザの製造工程は以下の通りである。
レーザの製造工程は以下の通りである。
【００２０】まず、原料としてＩＩＩ族有機金属（トリ
メチルガリウム・トリメチルアルミニウム）と、Ｖ族水
素化物（アルシン・ホスフィン）とを使用した減圧（１
００ｔｏｒｒ）有機金属化学析出（ＭＯＣＶＤ）法によ
り、面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板上に厚さ１．
０μｍのｎ−Ａ１0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層１１、
厚さ０．１μｍのｎ−Ａ１0.8Ｇａ0.2Ａｓ第３クラッド
層１５、厚さ０．０８μｍのノンドープＡ１0.13Ｇａ
0.87Ａｓ活性層１２、厚さ０．１μｍのｐ−Ａｌ0.25Ｇ
ａ0.75Ａｓガイド層１４を連続成長させる。このように
成長を行ったウエハに、２光束干渉露光装置を用いて周
期３４６８Åの３次回折格子を形成する。次に、再度Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて厚さ０．１μｍのｎ−Ａ１0.8Ｇａ
0.2Ａｓ第４クラッド層１６、厚さ０．５μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層１７を成長した後ＭＯＣＶＤ装置
から取り出し、アンモニア系のエッチャントを用いた化
学エッチングによりｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１７を
ｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第４クラッド層１６が露出す
るまでエッチングし、底部の幅が３μｍのストライプ状
の溝を形成する。
メチルガリウム・トリメチルアルミニウム）と、Ｖ族水
素化物（アルシン・ホスフィン）とを使用した減圧（１
００ｔｏｒｒ）有機金属化学析出（ＭＯＣＶＤ）法によ
り、面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板上に厚さ１．
０μｍのｎ−Ａ１0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層１１、
厚さ０．１μｍのｎ−Ａ１0.8Ｇａ0.2Ａｓ第３クラッド
層１５、厚さ０．０８μｍのノンドープＡ１0.13Ｇａ
0.87Ａｓ活性層１２、厚さ０．１μｍのｐ−Ａｌ0.25Ｇ
ａ0.75Ａｓガイド層１４を連続成長させる。このように
成長を行ったウエハに、２光束干渉露光装置を用いて周
期３４６８Åの３次回折格子を形成する。次に、再度Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて厚さ０．１μｍのｎ−Ａ１0.8Ｇａ
0.2Ａｓ第４クラッド層１６、厚さ０．５μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層１７を成長した後ＭＯＣＶＤ装置
から取り出し、アンモニア系のエッチャントを用いた化
学エッチングによりｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１７を
ｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第４クラッド層１６が露出す
るまでエッチングし、底部の幅が３μｍのストライプ状
の溝を形成する。
【００２１】次に、３回目のＭＯＣＶＤによる成長で、
厚さ２μｍのｐ−Ａ１0.7Ｇａ0.3Ａｓクラッド層１９、
厚さ１μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層を連続して形成
した後、通常の電極工程により、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層上にｐ型電極を、ｎ−ＧａＡｓ基板の下面にｎ型電
極を被着することによって、前記図１に示したような構
造を主要部分とする半導体レーザ用ウエハが得られる。
厚さ２μｍのｐ−Ａ１0.7Ｇａ0.3Ａｓクラッド層１９、
厚さ１μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層を連続して形成
した後、通常の電極工程により、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層上にｐ型電極を、ｎ−ＧａＡｓ基板の下面にｎ型電
極を被着することによって、前記図１に示したような構
造を主要部分とする半導体レーザ用ウエハが得られる。
【００２２】このようにして得られたウエハを劈開し
て、共振器長２５０μｍのＤＦＢレーザ素子を作製した
ところ、垂直放射角が３０°、水平放射角１５°（楕円
率１：２）の優れた放射ビーム形状が得られ、かつ、発
振閾値電流４０ｍＡ、７０°までの温度範囲において１
０ｍＷ以上まで安定でかつ単一縦モード発振可能であっ
た。
て、共振器長２５０μｍのＤＦＢレーザ素子を作製した
ところ、垂直放射角が３０°、水平放射角１５°（楕円
率１：２）の優れた放射ビーム形状が得られ、かつ、発
振閾値電流４０ｍＡ、７０°までの温度範囲において１
０ｍＷ以上まで安定でかつ単一縦モード発振可能であっ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光ガイド層を備えた半導体レーザの発振特性（発振閾値
・最大光出力・最大動作温度等）を従来通り良好に保っ
たまま、垂直放射角の小さな（楕円率の小さい）半導体
レーザ素子が実現できるようになり、低ＮＡのレンズに
も効率よく光を結合できるため、システムコストの減少
にも繋がる。
光ガイド層を備えた半導体レーザの発振特性（発振閾値
・最大光出力・最大動作温度等）を従来通り良好に保っ
たまま、垂直放射角の小さな（楕円率の小さい）半導体
レーザ素子が実現できるようになり、低ＮＡのレンズに
も効率よく光を結合できるため、システムコストの減少
にも繋がる。
【図１】本発明の実施例を示す半導体レーザ構造断面図
及び屈折率分布を示す図である。
及び屈折率分布を示す図である。
【図２】本発明の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造にお
ける第３、第４クラッド層厚に対する垂直放射角・光閉
じ込め係数・結合係数を示す図である。
ける第３、第４クラッド層厚に対する垂直放射角・光閉
じ込め係数・結合係数を示す図である。
【図３】本発明の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造にお
ける第３、第４クラッド層混晶比に対する垂直放射角・
光閉じ込め係数・結合係数を示す図である。
ける第３、第４クラッド層混晶比に対する垂直放射角・
光閉じ込め係数・結合係数を示す図である。
【図４】本発明の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造にお
ける第１、第２クラッド層混晶比に対する垂直放射角・
光閉じ込め係数・結合係数を示す図である。
ける第１、第２クラッド層混晶比に対する垂直放射角・
光閉じ込め係数・結合係数を示す図である。
【図５】従来の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造におけ
る活性層に対する垂直放射角・光閉じ込め係数・結合係
数を示す図である。
る活性層に対する垂直放射角・光閉じ込め係数・結合係
数を示す図である。
【図６】従来の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造におけ
るガイド層厚に対する垂直放射角・光閉じ込め係数・結
合係数を示す図である。
るガイド層厚に対する垂直放射角・光閉じ込め係数・結
合係数を示す図である。
【図７】従来の光ガイド層付きＤＦＢレーザ構造におけ
るクラッド層混晶比に対する垂直放射角・光閉じ込め係
数・結合係数を示す図である。
るクラッド層混晶比に対する垂直放射角・光閉じ込め係
数・結合係数を示す図である。
【図８】従来例を示す断面図及び屈折率分布を示す図で
ある。
ある。
１１ ｎ−Ａ１0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層 １５ ｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第２クラッド層 １２ ノンドープＡ１0.13Ｇａ0.87Ａｓ活性層層 １４ ｐ−Ａ１0.25Ｇａ0.75Ａｓガイド層 １６ ｎ−Ａ１0.75Ｇａ0.25Ａｓ第４クラッド層 １７ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １９ ｐ−Ａ１0.75Ｇａ0.3Ａｓ第２クラッド層
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上に少なくとも第１のクラッ
ド層、活性層、光ガイド層、第２のクラッド層を順次積
層してなる光ガイド層付き半導体レーザ装置において、
第１のクラッド層と活性層との間、または光ガイド層と
第２のクラッド層との間の少なくとも一方に第３または
第４のクラッド層を挿入することを特徴とする半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項２】 半導体基板上に少なくとも第１のクラッ
ド層（屈折率ｎ１）、活性層（屈折率ｎ５）、光ガイド
層（屈折率ｎ６）、第２のクラッド層（屈折率ｎ２）を
順次形成し、屈折率の大小関係がｎ５＞ｎ６＞（ｎ１及
びｎ２）である光ガイド層付き半導体レーザ装置におい
て、少なくとも第１のクラッド層と活性層の間に第３の
クラッド層を有するか、または光ガイド層と第２のクラ
ッド層の間に第４のクラッド層を有し、第３のクラッド
層の屈折率ｎ３はｎ５＞ｎ１＞ｎ３であり、第４のクラ
ッド層の屈折率ｎ４はｎ６＞ｎ２＞ｎ４であることを特
徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24971992A JPH06104525A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24971992A JPH06104525A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104525A true JPH06104525A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17197184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24971992A Pending JPH06104525A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104525A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059941A (ja) * | 2000-12-28 | 2007-03-08 | Sony Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2008219051A (ja) * | 2008-06-13 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP2010245559A (ja) * | 2000-12-28 | 2010-10-28 | Sony Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
| US7964419B2 (en) | 2000-12-28 | 2011-06-21 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device, its manufacturing method, semiconductor device and its manufacturing method |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24971992A patent/JPH06104525A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059941A (ja) * | 2000-12-28 | 2007-03-08 | Sony Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2010245559A (ja) * | 2000-12-28 | 2010-10-28 | Sony Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
| US7964419B2 (en) | 2000-12-28 | 2011-06-21 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device, its manufacturing method, semiconductor device and its manufacturing method |
| US8460958B2 (en) | 2000-12-28 | 2013-06-11 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device, its manufacturing method, semiconductor device and its manufacturing method |
| US8587004B2 (en) | 2000-12-28 | 2013-11-19 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device, its manufacturing method, semiconductor device and its manufacturing method |
| JP2008219051A (ja) * | 2008-06-13 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
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