JPH0642582B2 - 誘電体多層被覆膜 - Google Patents
誘電体多層被覆膜Info
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- JPH0642582B2 JPH0642582B2 JP15877388A JP15877388A JPH0642582B2 JP H0642582 B2 JPH0642582 B2 JP H0642582B2 JP 15877388 A JP15877388 A JP 15877388A JP 15877388 A JP15877388 A JP 15877388A JP H0642582 B2 JPH0642582 B2 JP H0642582B2
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- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、例えば内部に回折格子を有する分布帰還形や
分布反射形半導体レーザにおいて、劈開両端面によるフ
ァブリペロ共振での発振動作を極力制御し、内部回折格
子の帰還による共振での発振を得るための半導体レーザ
の端面コーティング膜としての誘電体多層被覆膜に関す
るものでありさらに、光通信や光ディスクなどに代表さ
れる特定波長を使用する光産業用の光学部品の端面ある
いは表面に光伝送効率の向上やゴースト防止などを目的
として被覆される誘電体多層保護膜に関するものであ
る。
分布反射形半導体レーザにおいて、劈開両端面によるフ
ァブリペロ共振での発振動作を極力制御し、内部回折格
子の帰還による共振での発振を得るための半導体レーザ
の端面コーティング膜としての誘電体多層被覆膜に関す
るものでありさらに、光通信や光ディスクなどに代表さ
れる特定波長を使用する光産業用の光学部品の端面ある
いは表面に光伝送効率の向上やゴースト防止などを目的
として被覆される誘電体多層保護膜に関するものであ
る。
<従来の技術> 従来、例えば半導体レーザの共振器端面に被覆される低
反射端面保護膜としては、Al2O3膜あるいはこの膜と他
の誘電体膜との多層誘電体膜が用いられている(例えば
特開昭61-207091号公報)。
反射端面保護膜としては、Al2O3膜あるいはこの膜と他
の誘電体膜との多層誘電体膜が用いられている(例えば
特開昭61-207091号公報)。
<発明が解決しようとする問題点> この従来より誘電体低反射コーティング膜としてよく用
いられているAl2O3の目的波長/4の厚さの膜は、ある
特定波長のみ反射率が理論的に0となるが、少しずれた
波長での反射率の立ち上がりが急峻であり、かつ、一本
のバーで波長のばらつきがある半導体レーザに適用した
場合、一本のバーの全ての素子で反射率1%以下を得る
ことは困難である。さらに、作製の際、膜厚が±10%
程度の誤差を生じた場合も上記と同様の結果となる。
いられているAl2O3の目的波長/4の厚さの膜は、ある
特定波長のみ反射率が理論的に0となるが、少しずれた
波長での反射率の立ち上がりが急峻であり、かつ、一本
のバーで波長のばらつきがある半導体レーザに適用した
場合、一本のバーの全ての素子で反射率1%以下を得る
ことは困難である。さらに、作製の際、膜厚が±10%
程度の誤差を生じた場合も上記と同様の結果となる。
また、従来の半導体レーザ等の光学部品に適用している
誘電体コーティング膜は制御性よく目的の屈折率を得る
ことが難しい。特にレーザバーなどへコーティングする
際、一本のバーで発振波長のばらつきがあるため、バー
全体にわたり、換言すれば広い波長範囲にわたり、同程
度の屈折率を得ることは困難であるという問題点を有し
ている。本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであ
り広い波長に対して使用可能な低反射,高反射誘電体多
数保護膜を提供することを目的としている。
誘電体コーティング膜は制御性よく目的の屈折率を得る
ことが難しい。特にレーザバーなどへコーティングする
際、一本のバーで発振波長のばらつきがあるため、バー
全体にわたり、換言すれば広い波長範囲にわたり、同程
度の屈折率を得ることは困難であるという問題点を有し
ている。本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであ
り広い波長に対して使用可能な低反射,高反射誘電体多
数保護膜を提供することを目的としている。
<問題点を解決するための手段> 上記の目的を達成するため、本発明は光学部品の端面あ
るいは表面に被覆される誘電体多層保護膜を、屈折率の
高い(n1)第1の誘電体膜であるTiO2膜あるいはZnS膜
と屈折率の低い(n2)第2の誘電体膜であるAl2O3膜の2
種類の誘電体膜を交互に積層してなるように構成してい
る。
るいは表面に被覆される誘電体多層保護膜を、屈折率の
高い(n1)第1の誘電体膜であるTiO2膜あるいはZnS膜
と屈折率の低い(n2)第2の誘電体膜であるAl2O3膜の2
種類の誘電体膜を交互に積層してなるように構成してい
る。
また、本発明の好ましい実施例にあっては、半導体レー
ザにおいて、劈開で形成された端面に屈折率の高い(n1)
第1の誘電体膜であるTiO2膜あるいはZnS膜と屈折率
の低い(n2)第2の誘電体膜であるAl2O3膜の2種類の誘
電体膜を交互に積層した誘電体膜多層保護膜を被覆する
ように成しており、このような構成により屈折率の制御
性に優れ、かつ広い発振波長範囲にわたって適用可能な
誘電体多層被覆膜が得られることになる。
ザにおいて、劈開で形成された端面に屈折率の高い(n1)
第1の誘電体膜であるTiO2膜あるいはZnS膜と屈折率
の低い(n2)第2の誘電体膜であるAl2O3膜の2種類の誘
電体膜を交互に積層した誘電体膜多層保護膜を被覆する
ように成しており、このような構成により屈折率の制御
性に優れ、かつ広い発振波長範囲にわたって適用可能な
誘電体多層被覆膜が得られることになる。
<実施例> 以下、本発明による誘電体多層被覆膜を低反射コーティ
ング膜として用いた場合の実施例を図面を参照しながら
説明する。
ング膜として用いた場合の実施例を図面を参照しながら
説明する。
第1図は本発明による誘電体多層被覆膜を半導体レーザ
の一方の劈開面に低反射膜として適用した例である。第
1図は7800Å帯の半導体レーザチップ1の一方の劈
開面にTiO2あるいはZnSの高屈折率膜2とAl2O3の低
屈折率膜3を目的波長/4の膜厚で交互に積層して誘電
体多層被覆膜Fを構成した例を示している。また、膜の
形成は電子ビーム加熱式真空蒸着法にて行なうが、スパ
ッタ法,イオンプレーティング法などを用いてもよい。
の一方の劈開面に低反射膜として適用した例である。第
1図は7800Å帯の半導体レーザチップ1の一方の劈
開面にTiO2あるいはZnSの高屈折率膜2とAl2O3の低
屈折率膜3を目的波長/4の膜厚で交互に積層して誘電
体多層被覆膜Fを構成した例を示している。また、膜の
形成は電子ビーム加熱式真空蒸着法にて行なうが、スパ
ッタ法,イオンプレーティング法などを用いてもよい。
本発明者等はまず発振波長λ=7800Å、端面での等
価屈折率3.4の半導体レーザチップ1に適用した。屈折
率が2.2になるように制御したTiO2膜2を劈開面に対し
てλ/4厚 即ち、886Å蒸着し、次に屈折率1.6のA
l2O3膜3を同じくλ/4厚、即ち1219Å蒸着する。
同様この組み合わせでTiO2膜4及びAl2O3膜5を蒸着し
て、合計として2回くり返して蒸着した。膜厚の制御は
水晶振動子式膜厚モニターを使用し、各々Al2O3,TiO2の
蒸発ターゲットを入れた蒸着源のシャッターの開閉時間
を制御することにより行なった。ここで、TiO2膜の蒸着
には高純度のO2を導入し、その酸素分圧を制御するこ
こと及び蒸着速度制御により屈折率の制御を行なった。
価屈折率3.4の半導体レーザチップ1に適用した。屈折
率が2.2になるように制御したTiO2膜2を劈開面に対し
てλ/4厚 即ち、886Å蒸着し、次に屈折率1.6のA
l2O3膜3を同じくλ/4厚、即ち1219Å蒸着する。
同様この組み合わせでTiO2膜4及びAl2O3膜5を蒸着し
て、合計として2回くり返して蒸着した。膜厚の制御は
水晶振動子式膜厚モニターを使用し、各々Al2O3,TiO2の
蒸発ターゲットを入れた蒸着源のシャッターの開閉時間
を制御することにより行なった。ここで、TiO2膜の蒸着
には高純度のO2を導入し、その酸素分圧を制御するこ
こと及び蒸着速度制御により屈折率の制御を行なった。
このようにして作製した低反射コーティング膜の分光特
性を第2図に示す。第2図に示す分光特性は7000〜
8800Åの広い波長範囲にわたって、反射率が1%以
下となっていることを示している。第3図に前記蒸着膜
厚が設定より±10%ずれた場合の低反射コーティング
膜の分光特性を示す。第3図において(a)が+10%の
膜厚、即ち前記TiO2)が975Å、Al2O3が1340Å蒸
着された場合、(b)が−10%の膜厚、即ち前記TiO2が
797Å、Al2O3が1096Å蒸着された場合である。
第3図の分光特性でも7000〜8800Åの広い波長
範囲にわたって反射率が1%以下となる。
性を第2図に示す。第2図に示す分光特性は7000〜
8800Åの広い波長範囲にわたって、反射率が1%以
下となっていることを示している。第3図に前記蒸着膜
厚が設定より±10%ずれた場合の低反射コーティング
膜の分光特性を示す。第3図において(a)が+10%の
膜厚、即ち前記TiO2)が975Å、Al2O3が1340Å蒸
着された場合、(b)が−10%の膜厚、即ち前記TiO2が
797Å、Al2O3が1096Å蒸着された場合である。
第3図の分光特性でも7000〜8800Åの広い波長
範囲にわたって反射率が1%以下となる。
従来の低反射コーティング膜では各膜厚の制御は厳密に
行なわなければ、分光特性の波長に対するずれが大きか
ったのに対し、本発明による低反射膜として適用したコ
ーティング膜は、途中の膜厚のばらつきが多少存在して
も、かつレーザバーに発振波長のばらつきが多少存在し
ても、均一に反射率1%以下の低反射コーティング膜が
再現性よく得られることがわかった。
行なわなければ、分光特性の波長に対するずれが大きか
ったのに対し、本発明による低反射膜として適用したコ
ーティング膜は、途中の膜厚のばらつきが多少存在して
も、かつレーザバーに発振波長のばらつきが多少存在し
ても、均一に反射率1%以下の低反射コーティング膜が
再現性よく得られることがわかった。
さらに本発明による前記TiO2膜の蒸着にはO2を導入し、
その分圧を変化させることにより広い範囲の屈折率を制
御よく得られるという利点を有している。そのため、各
種の発振波長の半導体レーザの劈開面に蒸着する際に
も、前記TiO2の膜厚と前記Al2O2の膜厚の組み合わせが
いろいろ得られ、低反射コーティング膜としてレーザの
等価屈折率範囲を広くカバーすることがわかった。
その分圧を変化させることにより広い範囲の屈折率を制
御よく得られるという利点を有している。そのため、各
種の発振波長の半導体レーザの劈開面に蒸着する際に
も、前記TiO2の膜厚と前記Al2O2の膜厚の組み合わせが
いろいろ得られ、低反射コーティング膜としてレーザの
等価屈折率範囲を広くカバーすることがわかった。
また、他の実施例として本発明者等は、ZnS膜とAl2O
3膜を発振波長7800Åの半導体レーザ劈開面に対し
て、λ/4厚でZnS−Al2O3−ZnS−Al2O3の順序で
蒸着したところ、第2図とほぼ同じ分光特性が得られ、
かつ膜厚のばらつきも±10%程度では、反射率1%以
下を得るのに問題ないことがわかった。また、低屈折率
−高屈折率誘電体膜の順序で積層し、膜厚と積層数を最
適化することにより高反射コーティング膜としても広い
発振波長範囲にわたって適用できることもわかった。
3膜を発振波長7800Åの半導体レーザ劈開面に対し
て、λ/4厚でZnS−Al2O3−ZnS−Al2O3の順序で
蒸着したところ、第2図とほぼ同じ分光特性が得られ、
かつ膜厚のばらつきも±10%程度では、反射率1%以
下を得るのに問題ないことがわかった。また、低屈折率
−高屈折率誘電体膜の順序で積層し、膜厚と積層数を最
適化することにより高反射コーティング膜としても広い
発振波長範囲にわたって適用できることもわかった。
なお、上記実施例にあっては半導体レーザの端面のコー
ティング膜に用いた場合について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されることなく特定波長を使用する光
学部品の端面あるいは表面に形成する低反射もしくは高
反射コーティング膜として用いても良いことは言うまで
もない。
ティング膜に用いた場合について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されることなく特定波長を使用する光
学部品の端面あるいは表面に形成する低反射もしくは高
反射コーティング膜として用いても良いことは言うまで
もない。
<発明の効果> 以上述べたように本発明による誘電体多層被覆膜はn1>
n2として屈折率n1の誘電体膜としてのTiO2膜あるいはZ
nS膜と屈折率n2の誘電体膜としてのAl2O3膜を半導体
レーザなどの発振波長の1/4の膜厚で高屈折率膜,低屈
折率膜を組み合わせることにより、広い発振波長にわた
って反射率1%以下の低反射コーティング膜を得ること
ができるという効果を有する。また、高反射コーテンィ
グ膜としても使用できるという効果も有する。
n2として屈折率n1の誘電体膜としてのTiO2膜あるいはZ
nS膜と屈折率n2の誘電体膜としてのAl2O3膜を半導体
レーザなどの発振波長の1/4の膜厚で高屈折率膜,低屈
折率膜を組み合わせることにより、広い発振波長にわた
って反射率1%以下の低反射コーティング膜を得ること
ができるという効果を有する。また、高反射コーテンィ
グ膜としても使用できるという効果も有する。
また、目的とする膜厚からの蒸着膜厚のばらつき、半導
体レーザなどの被蒸着物へ発振波長のばらつきを広い範
囲で許容することができる効果も有する。
体レーザなどの被蒸着物へ発振波長のばらつきを広い範
囲で許容することができる効果も有する。
さらに、前記TiO2膜を高屈折率膜として用いた場合、導
入O2分圧を制御することにより、、広い範囲の屈折率が
得られるため、広い範囲の発振波長の素子に適用できる
効果も有する。
入O2分圧を制御することにより、、広い範囲の屈折率が
得られるため、広い範囲の発振波長の素子に適用できる
効果も有する。
第1図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第2図
及び第3図は共に多層誘電体膜の波長−反射率特性を示
す図である。 1…半導体レーザチップ、2…高屈折率の多層誘電体
膜、3…低屈折率の多層誘電体膜、4…高屈折率の多層
誘電体膜、5…低屈折率の多層誘電体膜。
及び第3図は共に多層誘電体膜の波長−反射率特性を示
す図である。 1…半導体レーザチップ、2…高屈折率の多層誘電体
膜、3…低屈折率の多層誘電体膜、4…高屈折率の多層
誘電体膜、5…低屈折率の多層誘電体膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 聡 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−107782(JP,A) 特開 昭60−32385(JP,A) 特開 昭59−16973(JP,A) 実開 昭55−84972(JP,U)
Claims (1)
- 【請求項1】光学部品の端面あるいは表面に被覆される
誘電体多層被覆膜であって、 屈折率の高い(n1)第1の誘電体膜であるTiO2膜あるいは
ZnS膜と屈折率の低い(n2)第2の誘電体膜であるA
2O3膜の2種類の誘電体膜を交互に積層してなること
を特徴とする誘電体多層被覆膜。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15877388A JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
US07/368,274 US4975922A (en) | 1988-06-27 | 1989-06-19 | Multi-layered dielectric film |
EP89306309A EP0349193A3 (en) | 1988-06-27 | 1989-06-22 | A multi-layered dielectric film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15877388A JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH027589A JPH027589A (ja) | 1990-01-11 |
JPH0642582B2 true JPH0642582B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=15679026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15877388A Expired - Lifetime JPH0642582B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 誘電体多層被覆膜 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4975922A (ja) |
EP (1) | EP0349193A3 (ja) |
JP (1) | JPH0642582B2 (ja) |
Families Citing this family (25)
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---|---|---|---|---|
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1988
- 1988-06-27 JP JP15877388A patent/JPH0642582B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-06-19 US US07/368,274 patent/US4975922A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-22 EP EP89306309A patent/EP0349193A3/en not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
---|---|
US4975922A (en) | 1990-12-04 |
JPH027589A (ja) | 1990-01-11 |
EP0349193A3 (en) | 1990-05-02 |
EP0349193A2 (en) | 1990-01-03 |
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