JPH06237045A - 半導体レーザ及びこれを用いた光学装置 - Google Patents
半導体レーザ及びこれを用いた光学装置Info
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- JPH06237045A JPH06237045A JP5177978A JP17797893A JPH06237045A JP H06237045 A JPH06237045 A JP H06237045A JP 5177978 A JP5177978 A JP 5177978A JP 17797893 A JP17797893 A JP 17797893A JP H06237045 A JPH06237045 A JP H06237045A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 戻り光量を考慮して半導体レーザの戻り光誘
起雑音を低減化すると共に、その共振器構造の最適化を
はかって、活性層内のキャリア密度を一定値以下にし、
低消費電力動作のもとで信頼性の確保をはかり、寿命の
長期化をはかる。 【構成】 相対的にエネルギーギャップの大きい材料に
よって２次元的に閉じ込められた活性層４を有し、且つ
この活性層４に直接接した電流ブロック層６〜８を有し
て成り、少なくとも光出射側の共振器端面１４Ａの反射
率を５％以下として共振器損失を１００ｃｍ-1以上と
し、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃｍ-3以下となる
ように活性層４の厚さ、幅及び共振器長を選定して構成
する。
起雑音を低減化すると共に、その共振器構造の最適化を
はかって、活性層内のキャリア密度を一定値以下にし、
低消費電力動作のもとで信頼性の確保をはかり、寿命の
長期化をはかる。 【構成】 相対的にエネルギーギャップの大きい材料に
よって２次元的に閉じ込められた活性層４を有し、且つ
この活性層４に直接接した電流ブロック層６〜８を有し
て成り、少なくとも光出射側の共振器端面１４Ａの反射
率を５％以下として共振器損失を１００ｃｍ-1以上と
し、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃｍ-3以下となる
ように活性層４の厚さ、幅及び共振器長を選定して構成
する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低消費電力、低ノイズ
及び高信頼性の半導体レーザ及びこれを用いた光学装置
に係わる。
及び高信頼性の半導体レーザ及びこれを用いた光学装置
に係わる。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク等の光源として半導体レーザ
が用いられているが、光ディスクからの反射光が半導体
レーザへ帰還されたとき、半導体レーザの外部に形成さ
れる光共振器と結合し、外部の不安定な共振器の影響を
受けてレーザの発振縦モードが変動していわゆるモード
ホッピングによりレーザ光の相対雑音強度ＲＩＮ（Rel-
ative Intensity Noise ）が大となってしまう。
が用いられているが、光ディスクからの反射光が半導体
レーザへ帰還されたとき、半導体レーザの外部に形成さ
れる光共振器と結合し、外部の不安定な共振器の影響を
受けてレーザの発振縦モードが変動していわゆるモード
ホッピングによりレーザ光の相対雑音強度ＲＩＮ（Rel-
ative Intensity Noise ）が大となってしまう。
【０００３】従来から使用されている半導体レーザには
導波機構として利得ガイド型、屈折率ガイド型がある。
利得ガイド型の半導体レーザの例としては、例えば図１
１に示すようなものがある。この図１１において、２１
はｎ型ＧａＡｓ等より成る基体、２２はＡｌＧａＡｓ等
より成るクラッド層、２３はアンドープのＡｌＧａＡｓ
等より成る活性層、２４はｐ型ＡｌＧａＡｓ等より成る
クラッド層、２５はｐ型ＧａＡｓ等より成るキャップ
層、２６はイオン注入による高抵抗領域、２７及び２８
はオーミック電極である。
導波機構として利得ガイド型、屈折率ガイド型がある。
利得ガイド型の半導体レーザの例としては、例えば図１
１に示すようなものがある。この図１１において、２１
はｎ型ＧａＡｓ等より成る基体、２２はＡｌＧａＡｓ等
より成るクラッド層、２３はアンドープのＡｌＧａＡｓ
等より成る活性層、２４はｐ型ＡｌＧａＡｓ等より成る
クラッド層、２５はｐ型ＧａＡｓ等より成るキャップ
層、２６はイオン注入による高抵抗領域、２７及び２８
はオーミック電極である。
【０００４】この場合の発振縦モードは図１２に示すよ
うに多モード発振となる。この多モード発振となること
によってレーザ光の可干渉性が低下し、外部共振器との
結合が弱くなって雑音が低減化される。しかし、この利
得ガイド型の半導体レーザは閾値が高く、このため消費
電力も大きくなってしまうことや、光の等位相面が曲面
であるため非点収差が生じて単一の球面レンズではレー
ザ光を光ディスク上に絞り込めないという欠点がある。
うに多モード発振となる。この多モード発振となること
によってレーザ光の可干渉性が低下し、外部共振器との
結合が弱くなって雑音が低減化される。しかし、この利
得ガイド型の半導体レーザは閾値が高く、このため消費
電力も大きくなってしまうことや、光の等位相面が曲面
であるため非点収差が生じて単一の球面レンズではレー
ザ光を光ディスク上に絞り込めないという欠点がある。
【０００５】一方、屈折率ガイド型の半導体レーザとし
ては、例えば図１３に示す如く、ｎ型のＧａＡｓ等より
成る半導体基体２１上に、ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成
るクラッド層２２、アンドープのＡｌＧａＡｓ等より成
る活性層２３、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成るクラッド
層２４Ａが積層され、この上にｎ型ＧａＡｓ等より成る
電流ストップ層２９が所定のパターンに形成されて、こ
れを覆うようにｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成るクラッド
層２４Ｂ、ｐ型のＧａＡｓ等より成るキャップ層２５が
全面的に被着されて構成される。発光領域の両側が電流
ストップ層２９により規制されて、低閾値化をはかられ
ているものである。２７及び２８は電極を示す。
ては、例えば図１３に示す如く、ｎ型のＧａＡｓ等より
成る半導体基体２１上に、ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成
るクラッド層２２、アンドープのＡｌＧａＡｓ等より成
る活性層２３、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成るクラッド
層２４Ａが積層され、この上にｎ型ＧａＡｓ等より成る
電流ストップ層２９が所定のパターンに形成されて、こ
れを覆うようにｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成るクラッド
層２４Ｂ、ｐ型のＧａＡｓ等より成るキャップ層２５が
全面的に被着されて構成される。発光領域の両側が電流
ストップ層２９により規制されて、低閾値化をはかられ
ているものである。２７及び２８は電極を示す。
【０００６】このように屈折率ガイド型の半導体レーザ
は閾値が低く、低消費電力を可能にし、非点収差が小さ
いという特長がある。しかしながら発振縦モードが図１
４に示すように単一縦モードであるため戻り光誘起雑音
が大きくなってしまうという欠点がある。
は閾値が低く、低消費電力を可能にし、非点収差が小さ
いという特長がある。しかしながら発振縦モードが図１
４に示すように単一縦モードであるため戻り光誘起雑音
が大きくなってしまうという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
レーザの戻り光誘起雑音を低減させるには、光アイソレ
ーションを完全に行う必要があるが、これは現実的には
難しく、高価な光学部品を必要とする。このため半導体
レーザ自体として、戻り光があってもモードホッピング
しにくい特性が必要とされる。
レーザの戻り光誘起雑音を低減させるには、光アイソレ
ーションを完全に行う必要があるが、これは現実的には
難しく、高価な光学部品を必要とする。このため半導体
レーザ自体として、戻り光があってもモードホッピング
しにくい特性が必要とされる。
【０００８】一方、このような戻り光に対するノイズ特
性を満足させるために光出射側の端面反射率を比較的小
さくすると共振器損失が大きくなり、閾キャリア密度が
上昇して、この結果、活性層の劣化が急速に進み十分な
信頼性の確保が難しくなる恐れがある。
性を満足させるために光出射側の端面反射率を比較的小
さくすると共振器損失が大きくなり、閾キャリア密度が
上昇して、この結果、活性層の劣化が急速に進み十分な
信頼性の確保が難しくなる恐れがある。
【０００９】本発明は、戻り光量を考慮して半導体レー
ザの戻り光誘起雑音を低減化すると共に、その共振器構
造の最適化をはかって、活性層内のキャリア密度を一定
値以下にし、低消費電力動作のもとで十分な信頼性を有
する半導体レーザを高い歩留りで得られるようにする。
また更に、これを用いて良好なＳＮ比が得られる光学装
置を提供する。
ザの戻り光誘起雑音を低減化すると共に、その共振器構
造の最適化をはかって、活性層内のキャリア密度を一定
値以下にし、低消費電力動作のもとで十分な信頼性を有
する半導体レーザを高い歩留りで得られるようにする。
また更に、これを用いて良好なＳＮ比が得られる光学装
置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、その一例の略
線的拡大斜視図を図１に示すように、相対的にエネルギ
ーギャップの大きい材料によって２次元的に閉じ込めら
れた活性層４を有し、且つこの活性層４に直接接した電
流ブロック層６〜８を有して成り、少なくとも光出射側
の共振器端面１４Ａの反射率を５％以下として共振器損
失を１００ｃｍ -1以上とし、閾キャリア密度を２．５×
１０18ｃｍ-3以下となるように活性層４の厚さ、幅及び
共振器長を選定して構成する。
線的拡大斜視図を図１に示すように、相対的にエネルギ
ーギャップの大きい材料によって２次元的に閉じ込めら
れた活性層４を有し、且つこの活性層４に直接接した電
流ブロック層６〜８を有して成り、少なくとも光出射側
の共振器端面１４Ａの反射率を５％以下として共振器損
失を１００ｃｍ -1以上とし、閾キャリア密度を２．５×
１０18ｃｍ-3以下となるように活性層４の厚さ、幅及び
共振器長を選定して構成する。
【００１１】また本発明は、上述の構成において、共振
器幅を１．１μｍ以上１．６μｍ以下として構成する。
器幅を１．１μｍ以上１．６μｍ以下として構成する。
【００１２】更にまた本発明は、上述の構成において、
｛１００｝結晶面を主面とする基体１の上に、〈０１
１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち溝又はリッジ２
を設け、このリッジ２を覆って全面的に少なくとも第１
のクラッド層３と、活性層４と、第２のクラッド層５
と、電流ブロック層６、７、８とをエピタキシャル成長
して、少なくともリッジ２の上の活性層４が互いに他と
分断された構成とする。
｛１００｝結晶面を主面とする基体１の上に、〈０１
１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち溝又はリッジ２
を設け、このリッジ２を覆って全面的に少なくとも第１
のクラッド層３と、活性層４と、第２のクラッド層５
と、電流ブロック層６、７、８とをエピタキシャル成長
して、少なくともリッジ２の上の活性層４が互いに他と
分断された構成とする。
【００１３】また本発明は、少なくとも光出射側の端面
１４Ａに、反射率が５％以下とされた低反射率膜１１を
設けて成るレーザを、戻り光量が０．１％〜１％とされ
た光学系に組み込んで光学装置を構成する。
１４Ａに、反射率が５％以下とされた低反射率膜１１を
設けて成るレーザを、戻り光量が０．１％〜１％とされ
た光学系に組み込んで光学装置を構成する。
【００１４】また更に本発明は、上述の装置構成におい
て、共振器損失が１００ｃｍ-1以上とされ、閾キャリア
密度が２．５×１０18ｃｍ-3以下となるように活性層４
の厚さ、幅及び共振器長を選定した半導体レーザを用い
る。
て、共振器損失が１００ｃｍ-1以上とされ、閾キャリア
密度が２．５×１０18ｃｍ-3以下となるように活性層４
の厚さ、幅及び共振器長を選定した半導体レーザを用い
る。
【００１５】また本発明は、上述の装置構成において、
半導体レーザの共振器幅を１．１μｍ以上１．６μｍ以
下として構成する。
半導体レーザの共振器幅を１．１μｍ以上１．６μｍ以
下として構成する。
【００１６】更にまた本発明は、上述の装置構成におい
て、活性層４の体積をＶ、この活性層４への光の閉じ込
め率をΓとしたときに、 Γ／Ｖ≧１．５×１０15ｍ-3以上 として構成した半導体レーザを用いる。
て、活性層４の体積をＶ、この活性層４への光の閉じ込
め率をΓとしたときに、 Γ／Ｖ≧１．５×１０15ｍ-3以上 として構成した半導体レーザを用いる。
【００１７】また更に本発明は、上述の装置構成におい
て、｛１００｝結晶面を主面とする基体１上に、〈０１
１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち溝又はリッジ２
を設け、このリッジ２上を覆って全面的に少なくとも第
１のクラッド層３と、活性層４と、第２のクラッド層５
と、電流ブロック層６、７、８とをエピタキシャル成長
して、少なくともリッジ２上の活性層４が互いに他と分
断された構成の半導体レーザを用いる。
て、｛１００｝結晶面を主面とする基体１上に、〈０１
１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち溝又はリッジ２
を設け、このリッジ２上を覆って全面的に少なくとも第
１のクラッド層３と、活性層４と、第２のクラッド層５
と、電流ブロック層６、７、８とをエピタキシャル成長
して、少なくともリッジ２上の活性層４が互いに他と分
断された構成の半導体レーザを用いる。
【００１８】また本発明は、上述の装置構成において、
レーザの後方側の端面１４Ｂの反射率を、光出射側の端
面１４Ａの反射率と同等以上として構成する。
レーザの後方側の端面１４Ｂの反射率を、光出射側の端
面１４Ａの反射率と同等以上として構成する。
【００１９】
【作用】共振器端面に低反射率コートを施した場合のよ
うに、活性層内のキャリア密度が上昇する条件のもとで
発振している半導体レーザにおいては、閾キャリア密度
と寿命に対して図２に示すように強い相関があり、キャ
リア密度が高いほど活性層の劣化を助長し、信頼性確保
を妨げることが明らかになった。
うに、活性層内のキャリア密度が上昇する条件のもとで
発振している半導体レーザにおいては、閾キャリア密度
と寿命に対して図２に示すように強い相関があり、キャ
リア密度が高いほど活性層の劣化を助長し、信頼性確保
を妨げることが明らかになった。
【００２０】これに対して、戻り光に対するノイズ特性
は、図３に示すように、共振器端面の反射率、即ちミラ
ーロスに大きく依存する。また端面反射率とキャリア密
度は図４に示すように逆の相関関係にあるため、信頼性
確保とノイズ特性確保はトレードオフとなる。この場
合、ノイズ特性の確保は自然放出光係数βSPの増大、お
よび共振器内のキャリア密度上昇と光密度低下の相乗効
果によって達成されている。
は、図３に示すように、共振器端面の反射率、即ちミラ
ーロスに大きく依存する。また端面反射率とキャリア密
度は図４に示すように逆の相関関係にあるため、信頼性
確保とノイズ特性確保はトレードオフとなる。この場
合、ノイズ特性の確保は自然放出光係数βSPの増大、お
よび共振器内のキャリア密度上昇と光密度低下の相乗効
果によって達成されている。
【００２１】このうち、キャリア密度上昇と光密度低下
は端面反射率を下げ、ミラーロスを増大させることと一
意的に対応するが、自然放出光係数βSPは構造パラメー
タ、即ちストライプ幅、活性層厚、共振器長、またこれ
らと屈折率分布により定まる光閉じ込め率に依存する量
である。
は端面反射率を下げ、ミラーロスを増大させることと一
意的に対応するが、自然放出光係数βSPは構造パラメー
タ、即ちストライプ幅、活性層厚、共振器長、またこれ
らと屈折率分布により定まる光閉じ込め率に依存する量
である。
【００２２】ここで、あるパラメータを変化させた場合
の相対強度雑音と寿命の振る舞いに対して、活性層厚を
例にとって考えてみる。図５において実線Ａは活性層厚
が薄い、例えば５０ｎｍ程度の厚さとした場合である。
この構造における閾キャリア密度は一意的に定まり、こ
れに対応する寿命しか得られない。
の相対強度雑音と寿命の振る舞いに対して、活性層厚を
例にとって考えてみる。図５において実線Ａは活性層厚
が薄い、例えば５０ｎｍ程度の厚さとした場合である。
この構造における閾キャリア密度は一意的に定まり、こ
れに対応する寿命しか得られない。
【００２３】これに対して例えば活性層４を厚くして例
えば１００ｎｍ程度に厚くする方向にパラメータを変化
させることによって、光閉じ込め率は増大する方向に変
化する。この効果によって、自然放出光係数の増大、閾
キャリア密度の減少が同時に達成されて、この場合図５
中の実線Ｂで示すように、相対強度雑音を十分に低減化
しつつ閾キャリア密度を小とすることが可能となり、こ
の結果として寿命が大となる。
えば１００ｎｍ程度に厚くする方向にパラメータを変化
させることによって、光閉じ込め率は増大する方向に変
化する。この効果によって、自然放出光係数の増大、閾
キャリア密度の減少が同時に達成されて、この場合図５
中の実線Ｂで示すように、相対強度雑音を十分に低減化
しつつ閾キャリア密度を小とすることが可能となり、こ
の結果として寿命が大となる。
【００２４】従って上述したように、本発明において
は、少なくとも光出射側の共振器端面１４Ａの反射率を
５％以下として共振器損失を１００ｃｍ-1以上とすると
共に、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃｍ-3以下とな
るように活性層４の厚さ、幅及び共振器長を選定するこ
とによって、相対雑音強度を十分に低減化することがで
き、寿命の長期化をはかることができた。
は、少なくとも光出射側の共振器端面１４Ａの反射率を
５％以下として共振器損失を１００ｃｍ-1以上とすると
共に、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃｍ-3以下とな
るように活性層４の厚さ、幅及び共振器長を選定するこ
とによって、相対雑音強度を十分に低減化することがで
き、寿命の長期化をはかることができた。
【００２５】また、特にその共振器幅、例えば活性層を
ストライプ状に構成する場合はそのストライプ幅、その
他例えば共振器端面部でその幅を徐々に広げるいわゆる
テーパ型、或いはフレアー型等の構成とする場合におい
ては、その発光が支配的となる部分の共振器幅を、１．
１μｍ以上１．６μｍ以下として構成することによっ
て、上述したように相対雑音強度を低減化しつつ寿命の
長期化をはかることができた。
ストライプ状に構成する場合はそのストライプ幅、その
他例えば共振器端面部でその幅を徐々に広げるいわゆる
テーパ型、或いはフレアー型等の構成とする場合におい
ては、その発光が支配的となる部分の共振器幅を、１．
１μｍ以上１．６μｍ以下として構成することによっ
て、上述したように相対雑音強度を低減化しつつ寿命の
長期化をはかることができた。
【００２６】また、本出願人の出願に係る例えば特願平
３−９０８１６号出願等において提案されているＳＤＨ
（Separated Double Hetero)型半導体レーザを用いて構
成する場合、即ち｛１００｝結晶面を主面とする基体１
の上に、〈０１１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち
溝又はリッジ２を設け、このリッジ２を覆って全面的に
少なくとも第１のクラッド層３と、活性層４と、第２の
クラッド層５と、電流ブロック層６、７、８とをエピタ
キシャル成長して、少なくともリッジ２の上の活性層４
が互いに他と分断されて成るレーザを用いることによっ
て、低閾値で且つ相対雑音強度が低く、寿命の長い半導
体レーザを得ることができる。
３−９０８１６号出願等において提案されているＳＤＨ
（Separated Double Hetero)型半導体レーザを用いて構
成する場合、即ち｛１００｝結晶面を主面とする基体１
の上に、〈０１１〉結晶軸方向に延長する段差部、即ち
溝又はリッジ２を設け、このリッジ２を覆って全面的に
少なくとも第１のクラッド層３と、活性層４と、第２の
クラッド層５と、電流ブロック層６、７、８とをエピタ
キシャル成長して、少なくともリッジ２の上の活性層４
が互いに他と分断されて成るレーザを用いることによっ
て、低閾値で且つ相対雑音強度が低く、寿命の長い半導
体レーザを得ることができる。
【００２７】一方、上述の相対雑音強度と端面反射率と
の関係は、レーザへの戻り光量に依存する。本発明によ
れば、上述したように、光出射端面の反射率が５％以下
とされたレーザを、特にこのレーザへの戻り光量が０．
１〜１％とされた光学系に組み込むことによって、戻り
光誘起雑音を格段に低減化することができる。つまり、
光出射端面を低反射率化することによって共振器損失い
わゆるミラーロスをむしろ大とし、これにより発振波長
が多モード化されることが予想されるが、後段の実施例
において詳細に説明するように、戻り光量が１％を越え
る場合はその影響を受けて戻り光誘起雑音は悪化し、ま
た戻り光量が０．１％未満の場合においても、むしろ良
好な影響を得られないことが明らかとなり、即ち光学系
の戻り光量を考慮して低反射率膜を設ける必要があるこ
とが本発明者等の鋭意考察研究の結果判明した。
の関係は、レーザへの戻り光量に依存する。本発明によ
れば、上述したように、光出射端面の反射率が５％以下
とされたレーザを、特にこのレーザへの戻り光量が０．
１〜１％とされた光学系に組み込むことによって、戻り
光誘起雑音を格段に低減化することができる。つまり、
光出射端面を低反射率化することによって共振器損失い
わゆるミラーロスをむしろ大とし、これにより発振波長
が多モード化されることが予想されるが、後段の実施例
において詳細に説明するように、戻り光量が１％を越え
る場合はその影響を受けて戻り光誘起雑音は悪化し、ま
た戻り光量が０．１％未満の場合においても、むしろ良
好な影響を得られないことが明らかとなり、即ち光学系
の戻り光量を考慮して低反射率膜を設ける必要があるこ
とが本発明者等の鋭意考察研究の結果判明した。
【００２８】そして更に、活性層の体積Ｖと光閉じ込め
率Γとの関係を、 Γ／Ｖ≧１．５×１０15ｍ-3 とすることによって、確実にその戻り光による誘起雑音
を低減化することができた。これは以下の理由に因るも
のと思われる。
率Γとの関係を、 Γ／Ｖ≧１．５×１０15ｍ-3 とすることによって、確実にその戻り光による誘起雑音
を低減化することができた。これは以下の理由に因るも
のと思われる。
【００２９】レーザ発振は自然放出光が種になって選択
的に増幅されたものであり、この自然放出光は広い波長
範囲にわたってランダムに発生するものである。自然放
出光の大きさを示す自然放出光係数βSPが大きいといろ
いろな波長で発振することとなり、即ち多モードで発振
し易くなる。βSPは次式で表される。 βSP＝Γλ4 Ｋ／（４π2 ｎ3 Ｖδλ）
的に増幅されたものであり、この自然放出光は広い波長
範囲にわたってランダムに発生するものである。自然放
出光の大きさを示す自然放出光係数βSPが大きいといろ
いろな波長で発振することとなり、即ち多モードで発振
し易くなる。βSPは次式で表される。 βSP＝Γλ4 Ｋ／（４π2 ｎ3 Ｖδλ）
【００３０】ここでΓは活性層への光の閉じ込め率、Ｖ
は活性層の体積、λは中心波長、δλは自然放出光スペ
クトルの波長広がり、ｎは活性層の屈折率、Ｋは横モー
ドの複素性の効果を反映する因子で、屈折率ガイド型の
レーザの場合Ｋ＝１となる。
は活性層の体積、λは中心波長、δλは自然放出光スペ
クトルの波長広がり、ｎは活性層の屈折率、Ｋは横モー
ドの複素性の効果を反映する因子で、屈折率ガイド型の
レーザの場合Ｋ＝１となる。
【００３１】従って、光閉じ込め率Γが大きく、活性層
体積Ｖが小さいと当然自然放出光係数βSPは大となり、
多モード発振し易くなる。その上に光出射側の共振器端
面の反射率を５％以下とすることにより、ミラーロスが
大きくなってキャリア密度及び利得スペクトルが増大
し、縦多モード発振となり利得ガイド型のレーザに近づ
く。
体積Ｖが小さいと当然自然放出光係数βSPは大となり、
多モード発振し易くなる。その上に光出射側の共振器端
面の反射率を５％以下とすることにより、ミラーロスが
大きくなってキャリア密度及び利得スペクトルが増大
し、縦多モード発振となり利得ガイド型のレーザに近づ
く。
【００３２】即ち、上述したように光ディスク等からの
戻り光量が０．１％以上１％以下になるような光学系
に、光出射端面の反射率を５％以下とするレーザを、特
にその活性層の光閉じ込め率と体積との割合Γ／Ｖを
１．５×１０15ｍ-3以上として組み込むことにより、レ
ーザ自体の自然光放出係数βSPを約１０-5以上程度に大
として縦多モード化を促進し、戻り光誘起雑音をより低
減化することができるものである。
戻り光量が０．１％以上１％以下になるような光学系
に、光出射端面の反射率を５％以下とするレーザを、特
にその活性層の光閉じ込め率と体積との割合Γ／Ｖを
１．５×１０15ｍ-3以上として組み込むことにより、レ
ーザ自体の自然光放出係数βSPを約１０-5以上程度に大
として縦多モード化を促進し、戻り光誘起雑音をより低
減化することができるものである。
【００３３】一方、このようにβSPを１０-5以上とする
ためには、活性層の体積が小となることが望ましいが、
上述の本出願人が提案したＳＤＨ型半導体レーザを用い
る場合、活性層の体積は極めて小となって自然放出光係
数βSPを大とすることができ、より効果的に多モード化
をはかって戻り光誘起雑音を低減化することができるこ
ととなる。
ためには、活性層の体積が小となることが望ましいが、
上述の本出願人が提案したＳＤＨ型半導体レーザを用い
る場合、活性層の体積は極めて小となって自然放出光係
数βSPを大とすることができ、より効果的に多モード化
をはかって戻り光誘起雑音を低減化することができるこ
ととなる。
【００３４】更にまた、光出射側端面１４Ａとは反対側
の端面１４Ｂの反射率を出射側端面１４Ａと同等以上と
することにより、効率良く前方にレーザ光を発射させ、
且つ上述したように戻り光誘起雑音の低減化をはかるこ
とができる。
の端面１４Ｂの反射率を出射側端面１４Ａと同等以上と
することにより、効率良く前方にレーザ光を発射させ、
且つ上述したように戻り光誘起雑音の低減化をはかるこ
とができる。
【００３５】
【実施例】以下本発明の一例を図面を参照しながら詳細
に説明する。この例においては、上述のＳＤＨ型半導体
レーザに本発明を適用し、更にこれを用いて光学装置を
構成した場合を示す。先ずこのレーザの構成を説明す
る。
に説明する。この例においては、上述のＳＤＨ型半導体
レーザに本発明を適用し、更にこれを用いて光学装置を
構成した場合を示す。先ずこのレーザの構成を説明す
る。
【００３６】この場合、図６にその略線的拡大断面図を
示すように、第１導電型の例えばｐ型ＧａＡｓ等の化合
物半導体より成る基体１の｛１００｝結晶面の例えば
（１００）結晶面より成る主面１Ｓ上に、〈０１１〉結
晶軸方向の例えば〔０１１〕結晶軸方向に延長する例え
ばストライプ状の段差部、この場合例えばリッジ２を、
その幅Ｗを例えば３μｍ、深さ２μｍとしてウェットエ
ッチング等により形成する。図６においては、〔０１
１〕結晶軸方向を図６の紙面と直交する方向として示
す。
示すように、第１導電型の例えばｐ型ＧａＡｓ等の化合
物半導体より成る基体１の｛１００｝結晶面の例えば
（１００）結晶面より成る主面１Ｓ上に、〈０１１〉結
晶軸方向の例えば〔０１１〕結晶軸方向に延長する例え
ばストライプ状の段差部、この場合例えばリッジ２を、
その幅Ｗを例えば３μｍ、深さ２μｍとしてウェットエ
ッチング等により形成する。図６においては、〔０１
１〕結晶軸方向を図６の紙面と直交する方向として示
す。
【００３７】このときリッジ２の形状をフレアー型或い
はテーパー型とする場合には、その発光が支配的となる
部分、例えば共振器中央においてその幅を３μｍ程度と
する。
はテーパー型とする場合には、その発光が支配的となる
部分、例えば共振器中央においてその幅を３μｍ程度と
する。
【００３８】そしてこのリッジ２上を覆って全面的に順
次例えばｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第１導電
型のクラッド層３を厚さ例えば１．２μｍ、アンドープ
のＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ等より成る活性層４を厚さ例え
ば０．１μｍ、ｎ型のＡｌ0. 45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る
第２導電型の第１のクラッド層５を厚さ例えば１μｍ、
ｐ型のＡｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第１導電型の電
流ブロック層６を厚さ例えば０．２μｍ、ｎ型のＡｌ
0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第２導電型の電流ブロック
層７を厚さ例えば０．１μｍ、更にｐ型Ａｌ0.45Ｇａ
0.55Ａｓ等より成る第１導電型の電流ブロック層８を厚
さ例えば０．２μｍ、更にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ 0.55Ａｓ等
より成る第２導電型の第２のクラッド層９を厚さ例えば
１μｍ、ｎ型ＧａＡｓ等より成るキャップ層１０を厚さ
例えば３μｍとして、順次エピタキシャル成長して形成
する。
次例えばｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第１導電
型のクラッド層３を厚さ例えば１．２μｍ、アンドープ
のＡｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓ等より成る活性層４を厚さ例え
ば０．１μｍ、ｎ型のＡｌ0. 45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る
第２導電型の第１のクラッド層５を厚さ例えば１μｍ、
ｐ型のＡｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第１導電型の電
流ブロック層６を厚さ例えば０．２μｍ、ｎ型のＡｌ
0.45Ｇａ0.55Ａｓ等より成る第２導電型の電流ブロック
層７を厚さ例えば０．１μｍ、更にｐ型Ａｌ0.45Ｇａ
0.55Ａｓ等より成る第１導電型の電流ブロック層８を厚
さ例えば０．２μｍ、更にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ 0.55Ａｓ等
より成る第２導電型の第２のクラッド層９を厚さ例えば
１μｍ、ｎ型ＧａＡｓ等より成るキャップ層１０を厚さ
例えば３μｍとして、順次エピタキシャル成長して形成
する。
【００３９】そしてこのキャップ層１０の上面と基体１
の裏面とに電極１２、１３がそれぞれ真空蒸着、スパッ
タリング等によりオーミックに被着形成される。
の裏面とに電極１２、１３がそれぞれ真空蒸着、スパッ
タリング等によりオーミックに被着形成される。
【００４０】このとき、ＭＯＣＶＤ（有機金属による化
学的気相成長法）等によってメチル系材料、即ち例えば
トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム等を用い
てエピタキシャル成長を行う場合、〔００１〕結晶軸方
向に延長するリッジ２の側部から一旦｛１１１｝Ｂ結晶
面が生じると、この｛１１１｝Ｂ結晶面上においてはエ
ピタキシャル成長が生じにくいことから、リッジ２上に
おいては各層３、４、５の両側面は基体１の主面に対し
ほぼ５４．７°を成す｛１１１｝Ｂ結晶面により構成さ
れて三角形状に成長し、断面三角形領域２０が構成さ
れ、リッジ２上の特に活性層４が両側溝内に成長するエ
ピタキシャル層とは互いに他と分断して形成される。
学的気相成長法）等によってメチル系材料、即ち例えば
トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム等を用い
てエピタキシャル成長を行う場合、〔００１〕結晶軸方
向に延長するリッジ２の側部から一旦｛１１１｝Ｂ結晶
面が生じると、この｛１１１｝Ｂ結晶面上においてはエ
ピタキシャル成長が生じにくいことから、リッジ２上に
おいては各層３、４、５の両側面は基体１の主面に対し
ほぼ５４．７°を成す｛１１１｝Ｂ結晶面により構成さ
れて三角形状に成長し、断面三角形領域２０が構成さ
れ、リッジ２上の特に活性層４が両側溝内に成長するエ
ピタキシャル層とは互いに他と分断して形成される。
【００４１】従ってこのリッジ２上の活性層４の両側に
第１導電型及び第２導電型の電流ブロック層６、７、８
が分断されて順次積層形成され、電流は断面三角形領域
２０の活性層４のみに有効に流れ、また電流ブロック層
６、７、８のバンドギャップを活性層４に比し大と選定
することによって、光は活性層４の横方向に対しても閉
じ込められ、これによって低閾値、低動作電流化をはか
るようになされている。
第１導電型及び第２導電型の電流ブロック層６、７、８
が分断されて順次積層形成され、電流は断面三角形領域
２０の活性層４のみに有効に流れ、また電流ブロック層
６、７、８のバンドギャップを活性層４に比し大と選定
することによって、光は活性層４の横方向に対しても閉
じ込められ、これによって低閾値、低動作電流化をはか
るようになされている。
【００４２】またこのＳＤＨ型構成の半導体レーザは、
活性層４が屈折率の小さい電流ブロック層６、７、８に
挟まれているため埋込み構造になっており、屈折率ガイ
ド型の半導体レーザとなり、単一縦モード性に優れてい
る。
活性層４が屈折率の小さい電流ブロック層６、７、８に
挟まれているため埋込み構造になっており、屈折率ガイ
ド型の半導体レーザとなり、単一縦モード性に優れてい
る。
【００４３】この場合、上述したようにリッジ２の幅を
３μｍ程度とし、また各層の厚さを上述の如く選定する
ことによって、活性層４の幅は１．４μｍ程度となる。
３μｍ程度とし、また各層の厚さを上述の如く選定する
ことによって、活性層４の幅は１．４μｍ程度となる。
【００４４】そしてこの後、図１に示すように、この半
導体レーザを例えば共振器長２００μｍとなるように劈
開を行う。このレーザの出射側の端面１４Ａには、Ｓｉ
Ｏ2、ＳｉＮX 、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等
の例えばＡｌ2 Ｏ3 より成る例えば反射率１％の低反射
率膜１１を、また後方の端面１４Ｂにも同様にこの場合
例えば反射率１０％の低反射率膜をスパッタリング、電
子ビーム蒸着等によりそれぞれその厚さを制御すること
により反射膜を制御して被着形成する。
導体レーザを例えば共振器長２００μｍとなるように劈
開を行う。このレーザの出射側の端面１４Ａには、Ｓｉ
Ｏ2、ＳｉＮX 、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等
の例えばＡｌ2 Ｏ3 より成る例えば反射率１％の低反射
率膜１１を、また後方の端面１４Ｂにも同様にこの場合
例えば反射率１０％の低反射率膜をスパッタリング、電
子ビーム蒸着等によりそれぞれその厚さを制御すること
により反射膜を制御して被着形成する。
【００４５】このとき、共振器損失αは、 α＝（１／２Ｌ）・ｌｎ〔１／（Ｒf ・Ｒr ）〕 ≒１７０〔ｃｍ-1〕 程度となる。
【００４６】このように共振器損失が１００ｃｍ-1以上
となる場合においても、活性層４の幅を上述したように
選定することによって、発振中のキャリア密度を制御す
ることができて、これにより活性層４の劣化を抑制する
ことができた。上述の例においては、７０℃、５ｍＷ、
連続ＣＷ（直流）動作における平均故障時間（ＭＴＴ
Ｆ）が２５００時間程度となり、信頼性の確保をはかる
ことができた。
となる場合においても、活性層４の幅を上述したように
選定することによって、発振中のキャリア密度を制御す
ることができて、これにより活性層４の劣化を抑制する
ことができた。上述の例においては、７０℃、５ｍＷ、
連続ＣＷ（直流）動作における平均故障時間（ＭＴＴ
Ｆ）が２５００時間程度となり、信頼性の確保をはかる
ことができた。
【００４７】次に、このような半導体レーザを光学装置
に組み込み、その動作について測定した結果を示す。
に組み込み、その動作について測定した結果を示す。
【００４８】上述したように、半導体レーザをＳＤＨ型
構成とする場合は活性層４の幅Ｗをリッジ２の幅及びこ
の上の第１導電型のクラッド層３の厚さによって制御
し、容易に１．１〜１．６μｍ程度の狭小な幅として形
成することができて、その体積Ｖを小とすることがで
き、これにより自然放出光係数βSPを増大化することが
できる。
構成とする場合は活性層４の幅Ｗをリッジ２の幅及びこ
の上の第１導電型のクラッド層３の厚さによって制御
し、容易に１．１〜１．６μｍ程度の狭小な幅として形
成することができて、その体積Ｖを小とすることがで
き、これにより自然放出光係数βSPを増大化することが
できる。
【００４９】この場合、幅Ｗを１．１μｍ〜１．６μｍ
の例えば１．４μｍ、活性層４の厚さを０．１μｍ、共
振器長を２００μｍ、発振光の波長の広がりδλを３０
ｎｍ、波長λを０．７８μｍとすると、自然放出光係数
βSPは１０-4程度となり、縦多モード性を強くすること
ができる。
の例えば１．４μｍ、活性層４の厚さを０．１μｍ、共
振器長を２００μｍ、発振光の波長の広がりδλを３０
ｎｍ、波長λを０．７８μｍとすると、自然放出光係数
βSPは１０-4程度となり、縦多モード性を強くすること
ができる。
【００５０】また上述したように、この場合レーザの光
出射側の端面１４Ａには、例えば反射率５％以下のＳｉ
Ｏ2 、ＳｉＮX 、Ａｌ2 Ｏ3 、ａ−Ｓｉ等より成る低反
射率膜１１をスパッタリング、或いは電子ビーム蒸着等
により被着形成され、同様に後方の端面１４Ｂにも光出
射側端面１４Ａにおける反射率と同等程度以上の反射率
を有する反射膜１５を形成した。
出射側の端面１４Ａには、例えば反射率５％以下のＳｉ
Ｏ2 、ＳｉＮX 、Ａｌ2 Ｏ3 、ａ−Ｓｉ等より成る低反
射率膜１１をスパッタリング、或いは電子ビーム蒸着等
により被着形成され、同様に後方の端面１４Ｂにも光出
射側端面１４Ａにおける反射率と同等程度以上の反射率
を有する反射膜１５を形成した。
【００５１】そしてこのレーザを図７に示す光学系を有
する光学装置に組み込んで、戻り光量を変化させて相対
雑音強度を測定した。レーザ３１からの出射光は、コリ
メータレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、λ／４
板３５及び対物レンズ３６を介して被照射体、この場合
光記録媒体、光磁気記録媒体等のディスク３７に照射さ
れる。そしてここからの反射光は、対物レンズ３６、λ
／４板３５を介して、偏光ビームスプリッタ３３によっ
て殆ど反射されてディテクタ３４により検出され、例え
ば記録信号の読出が行われる。
する光学装置に組み込んで、戻り光量を変化させて相対
雑音強度を測定した。レーザ３１からの出射光は、コリ
メータレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、λ／４
板３５及び対物レンズ３６を介して被照射体、この場合
光記録媒体、光磁気記録媒体等のディスク３７に照射さ
れる。そしてここからの反射光は、対物レンズ３６、λ
／４板３５を介して、偏光ビームスプリッタ３３によっ
て殆ど反射されてディテクタ３４により検出され、例え
ば記録信号の読出が行われる。
【００５２】このような構成において、偏光ビームスプ
リッタ３３、λ／４板３５の間隔、配置等を調整するこ
とによって、レーザ３１への戻り光量を０．００１％程
度〜１００％まで変調させることができる。
リッタ３３、λ／４板３５の間隔、配置等を調整するこ
とによって、レーザ３１への戻り光量を０．００１％程
度〜１００％まで変調させることができる。
【００５３】図８及び図９に、上述の低反射率膜１１を
設けたＳＤＨ型構成の半導体レーザの相対雑音強度ＲＩ
Ｎを、図７に示す光学装置によってその戻り光量を変化
させて測定した結果を示す。図８に示す例では、前方の
低反射率膜１１の反射率を５％、後方の反射膜１５の反
射率を２０％、図９に示す例では、低反射率膜１１の反
射率を１％、後方の反射膜１５の反射率を５％として構
成した。また、図１０に比較例として低反射率膜１１及
び反射膜１５を設けない場合を示す。
設けたＳＤＨ型構成の半導体レーザの相対雑音強度ＲＩ
Ｎを、図７に示す光学装置によってその戻り光量を変化
させて測定した結果を示す。図８に示す例では、前方の
低反射率膜１１の反射率を５％、後方の反射膜１５の反
射率を２０％、図９に示す例では、低反射率膜１１の反
射率を１％、後方の反射膜１５の反射率を５％として構
成した。また、図１０に比較例として低反射率膜１１及
び反射膜１５を設けない場合を示す。
【００５４】この結果からわかるように、反射率を変化
させることによって戻り光量に対する相対雑音強度は大
幅に変化し、相対雑音強度を低減化するためには、戻り
光量を考慮してレーザの光出射端面の反射率を選定する
必要があることがわかる。
させることによって戻り光量に対する相対雑音強度は大
幅に変化し、相対雑音強度を低減化するためには、戻り
光量を考慮してレーザの光出射端面の反射率を選定する
必要があることがわかる。
【００５５】そしてこの場合、戻り光量が０．１〜１％
の光学系において、少なくとも光出射端面の反射率を５
％以下とすることによって−１２０ｄＢ／Ｈｚ程度以下
の低相対雑音強度を実現することができる。従って本発
明においては低反射率膜１１の反射率を５％以下に限定
するものである。
の光学系において、少なくとも光出射端面の反射率を５
％以下とすることによって−１２０ｄＢ／Ｈｚ程度以下
の低相対雑音強度を実現することができる。従って本発
明においては低反射率膜１１の反射率を５％以下に限定
するものである。
【００５６】このように、活性層体積Ｖの比較的小さい
ＳＤＨ型等の半導体レーザに５％以下の低反射率層を設
け、０．１〜１％程度の戻り光量とされた光学系に組み
込むことによってレーザ光を縦多モード発振とし、多モ
ード化によってスペクトルの広がり可干渉性が低減する
ため、戻り光があっても影響を受けにくく、安定に発振
し、低消費電力でしかも非点収差がなく、光ディスクや
光通信ファイバ等の光源として好適となる。
ＳＤＨ型等の半導体レーザに５％以下の低反射率層を設
け、０．１〜１％程度の戻り光量とされた光学系に組み
込むことによってレーザ光を縦多モード発振とし、多モ
ード化によってスペクトルの広がり可干渉性が低減する
ため、戻り光があっても影響を受けにくく、安定に発振
し、低消費電力でしかも非点収差がなく、光ディスクや
光通信ファイバ等の光源として好適となる。
【００５７】尚、本発明は上述の実施例に限定されるこ
となく、その他例えばレーザの材料構成、光学装置の各
部構成配置等において種々の変形変更が可能であること
はいうまでもない。
となく、その他例えばレーザの材料構成、光学装置の各
部構成配置等において種々の変形変更が可能であること
はいうまでもない。
【００５８】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、共振器
損失が１００ｃｍ-1以上と比較的高く設定された半導体
レーザにおいても、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃ
ｍ-3以下となるように活性層４の厚さ、幅及び共振器長
を選定して構成することにより、寿命の長期化をはか
り、信頼性の確保をはかることができる。
損失が１００ｃｍ-1以上と比較的高く設定された半導体
レーザにおいても、閾キャリア密度を２．５×１０18ｃ
ｍ-3以下となるように活性層４の厚さ、幅及び共振器長
を選定して構成することにより、寿命の長期化をはか
り、信頼性の確保をはかることができる。
【００５９】特に共振器幅を１．１μｍ以上１．６μｍ
以下として構成することにより、確実且つ簡単に活性層
の劣化を抑制することができる。
以下として構成することにより、確実且つ簡単に活性層
の劣化を抑制することができる。
【００６０】また、ＳＤＨ型構成の半導体レーザを用い
ることによって、その共振器幅等の制御をより簡単且つ
精度良く行うことができる。
ることによって、その共振器幅等の制御をより簡単且つ
精度良く行うことができる。
【００６１】更にまた、光出射端面が反射率５％以下と
された半導体レーザを、戻り光量が０．１〜１％とされ
た光学系にレーザを組み込むことによって、低閾値で高
出力化をはかると共に、その発振光を多モード化するこ
とができて、戻り光誘起雑音を低減化することができ
て、良好なＳＮ比をもって光学系を構成することができ
る。
された半導体レーザを、戻り光量が０．１〜１％とされ
た光学系にレーザを組み込むことによって、低閾値で高
出力化をはかると共に、その発振光を多モード化するこ
とができて、戻り光誘起雑音を低減化することができ
て、良好なＳＮ比をもって光学系を構成することができ
る。
【００６２】また、レーザの活性層の体積Ｖを低減化
し、光閉じ込め率Γとの比Γ／Ｖを１．５×１０15ｍ-3
以上として光学装置に組み込むことにより、レーザ自体
の自然光放出係数βSPを約１０-5以上程度に大として縦
多モード化を促進し、戻り光誘起雑音をより低減化する
ことができる。
し、光閉じ込め率Γとの比Γ／Ｖを１．５×１０15ｍ-3
以上として光学装置に組み込むことにより、レーザ自体
の自然光放出係数βSPを約１０-5以上程度に大として縦
多モード化を促進し、戻り光誘起雑音をより低減化する
ことができる。
【００６３】また、特に活性層体積Ｖを低減化する構成
として、ＳＤＨ型構成の半導体レーザを上述の光学装置
に組み込むことにより、自然放出光係数βSPを格段に大
とすることができ、より効果的に多モード化をはかって
戻り光誘起雑音を低減化することができる。
として、ＳＤＨ型構成の半導体レーザを上述の光学装置
に組み込むことにより、自然放出光係数βSPを格段に大
とすることができ、より効果的に多モード化をはかって
戻り光誘起雑音を低減化することができる。
【００６４】更にまた、光出射側端面１４Ａとは反対側
の端面１４Ｂの反射率を出射側端面１４Ａと同等以上と
することにより、効率良く前方にレーザ光を発射させ、
且つ上述したように戻り光誘起雑音の低減化をはかるこ
とができる。
の端面１４Ｂの反射率を出射側端面１４Ａと同等以上と
することにより、効率良く前方にレーザ光を発射させ、
且つ上述したように戻り光誘起雑音の低減化をはかるこ
とができる。
【図１】本発明実施例の略線的拡大斜視図である。
【図２】推定寿命の閾キャリア密度依存性を示す図であ
る。
る。
【図３】相対雑音強度の端面反射率依存性を示す図であ
る。
る。
【図４】閾キャリア密度の端面反射率依存性を示す図で
ある。
ある。
【図５】寿命及び相対雑音強度の閾キャリア密度依存性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明実施例の要部の略線的拡大断面図であ
る。
る。
【図７】光学装置の一例の略線的構成図である。
【図８】本発明実施例の戻り光量に対する相対雑音強度
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図９】本発明実施例の戻り光量に対する相対雑音強度
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１０】比較例の戻り光量に対する相対雑音強度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図１１】利得ガイド型半導体レーザの一例の略線的拡
大断面図である。
大断面図である。
【図１２】利得ガイド型半導体レーザの一例の縦モード
スペクトル特性を示す図である。
スペクトル特性を示す図である。
【図１３】屈折率ガイド型半導体レーザの一例の略線的
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図１４】屈折率ガイド型半導体レーザの一例の縦モー
ドスペクトル特性を示す図である。
ドスペクトル特性を示す図である。
１ 基体 ２ リッジ ３ 第１導電型のクラッド層 ４ 活性層 ５ 第２導電型のクラッド層 ６ 第１導電型の電流ブロック層 ７ 第２導電型の電流ブロック層 ８ 第１導電型の電流ブロック層 ９ 第２導電型のクラッド層 １０ キャップ層 １１ 低反射率膜 １２ 電極 １３ 電極 １４Ａ 端面 １４Ｂ 端面 １５ 反射膜 ３１ レーザ ３２ コリメータレンズ ３３ 変更ビームスプリッタ ３４ ディテクタ ３５ λ／４板 ３６ 対物レンズ ３７ ディスク
フロントページの続き (72)発明者 松田 修 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 相対的にエネルギーギャップの大きい材
料によって２次元的に閉じ込められた活性層を有し、且
つ上記活性層に直接接した電流ブロック層を有して成
り、 少なくとも光出射側の共振器端面の反射率が５％以下と
されて共振器損失が１００ｃｍ-1以上とされ、 閾キャリア密度が２．５×１０18ｃｍ-3以下となるよう
に上記活性層の厚さ、幅及び共振器長が選定されて成る
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 共振器幅が１．１μｍ以上１．６μｍ以
下とされて成ることを特徴とする上記請求項１に記載の
半導体レーザ。 - 【請求項３】 上記半導体レーザが、｛１００｝結晶面
を主面とする基体上に、〈０１１〉結晶軸方向に延長す
る段差部が設けられ、上記段差部を覆って全面的に少な
くとも第１のクラッド層と、活性層と、第２のクラッド
層と、電流ブロック層とがエピタキシャル成長され、少
なくとも上記段差部上の上記活性層が互いに他と分断さ
れて成ることを特徴とする上記請求項１又は２に記載の
半導体レーザ。 - 【請求項４】 少なくとも光出射側の端面に反射率が５
％以下とされた低反射率膜を設けて成る半導体レーザ
が、戻り光量を０．１％〜１％とする光学系に組み込ま
れて成ることを特徴とする光学装置。 - 【請求項５】 共振器損失が１００ｃｍ-1以上とされ、
閾キャリア密度が２．５×１０18ｃｍ-3以下となるよう
に上記活性層の厚さ、幅及び共振器長が選定された半導
体レーザを用いることを特徴とする上記請求項４に記載
の光学装置。 - 【請求項６】 上記半導体レーザの共振器幅が１．１μ
ｍ以上１．６μｍ以下とされて成ることを特徴とする上
記請求項５に記載の光学装置。 - 【請求項７】 活性層の体積をＶ、上記活性層への光の
閉じ込め率をΓとしたときに、 Γ／Ｖ≧１．５×１０15ｍ-3 とされて成る半導体レーザを用いることを特徴とする上
記請求項４に記載の光学装置。 - 【請求項８】 ｛１００｝結晶面を主面とする基体上
に、〈０１１〉結晶軸方向に延長する段差部が設けら
れ、上記段差部上を覆って全面的に少なくとも第１のク
ラッド層と、活性層と、第２のクラッド層と、電流ブロ
ック層とがエピタキシャル成長され、少なくとも上記段
差部上の上記活性層が互いに他と分断されて成るレーザ
を用いることを特徴とする上記請求項４又は５又は６又
は７に記載の光学装置。 - 【請求項９】 上記半導体レーザの後方側の端面の反射
率が、上記光出射側の端面の反射率と同等以上とされた
ことを特徴とする上記請求項７に記載の光学装置。
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