JPH0697597A - 受光素子付き面発光型半導体レーザ装置 - Google Patents
受光素子付き面発光型半導体レーザ装置Info
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2222—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザ光出力を正確にモニタできる受光素子付
き面発光型半導体レーザ装置を提供すること。 【構成】n型InP半導体基板2上に形成されたn型半
導体多層膜反射鏡3と、このn型半導体多層膜反射鏡3
に形成された活性層6と、この活性層6上に形成された
p型半導体多層膜反射鏡9と、このp型半導体多層膜反
射鏡9に活性層6と同心的に形成されると共に、中心部
に活性層6の幅より狭い開口部を有し、且つ活性層6の
出射光のうち2次以上の共振モードの自然放出光が入射
されない幅を有すPINフォトダイオード24とを備え
ている。
き面発光型半導体レーザ装置を提供すること。 【構成】n型InP半導体基板2上に形成されたn型半
導体多層膜反射鏡3と、このn型半導体多層膜反射鏡3
に形成された活性層6と、この活性層6上に形成された
p型半導体多層膜反射鏡9と、このp型半導体多層膜反
射鏡9に活性層6と同心的に形成されると共に、中心部
に活性層6の幅より狭い開口部を有し、且つ活性層6の
出射光のうち2次以上の共振モードの自然放出光が入射
されない幅を有すPINフォトダイオード24とを備え
ている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の強度をモニ
ターできる受光素子付き面発光型半導体レーザ装置に関
する。
ターできる受光素子付き面発光型半導体レーザ装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】面発光型半導体レーザ装置は、二次元的
な集積化が可能であるため、高並列・高速化が求められ
ている光伝送や光情報処理技術等のキーデバイスとし
て、研究・開発が進められている。面発光型半導体レー
ザ装置をこのような技術に応用するには、レーザ光出力
を制御する必要がある。このため、従来より、レーザ光
を受光素子によりモニターし、その結果に基づいて面発
光型半導体レーザ装置の駆動回路にフィードバックをか
け、レーザ光出力を制御している。
な集積化が可能であるため、高並列・高速化が求められ
ている光伝送や光情報処理技術等のキーデバイスとし
て、研究・開発が進められている。面発光型半導体レー
ザ装置をこのような技術に応用するには、レーザ光出力
を制御する必要がある。このため、従来より、レーザ光
を受光素子によりモニターし、その結果に基づいて面発
光型半導体レーザ装置の駆動回路にフィードバックをか
け、レーザ光出力を制御している。
【0003】面発光型半導体レーザ装置と光モニター用
受光素子とを組み合わせる技術は、例えば、特開平3−
222384号公報に開示されている。この技術は、図
8に示すように、ステム91上に設置されたSi製の基
板(サブマウント)92に受光素子としてのフォトダイ
オード93を組み込み、このフォトダイオード93を面
発光型のレーザダイオード94とを結合し、これらをレ
ーザ光95の取り出し窓を有するキャップ96で覆うと
いうものである。なお、図中、97はリード線、98は
金線を示している。
受光素子とを組み合わせる技術は、例えば、特開平3−
222384号公報に開示されている。この技術は、図
8に示すように、ステム91上に設置されたSi製の基
板(サブマウント)92に受光素子としてのフォトダイ
オード93を組み込み、このフォトダイオード93を面
発光型のレーザダイオード94とを結合し、これらをレ
ーザ光95の取り出し窓を有するキャップ96で覆うと
いうものである。なお、図中、97はリード線、98は
金線を示している。
【0004】この技術では、熱応力緩和材としてのSi
製のサブマウント92上にフォトダイオード93とレー
ザダイオード94とを搭載して、良好な光結合を実現し
ている。また、フォトダイオード93とレーザダイオー
ド94とが平行平面上にあるため、ダイボンド工程やワ
イヤボンド工程を簡略化できるという利点がある。
製のサブマウント92上にフォトダイオード93とレー
ザダイオード94とを搭載して、良好な光結合を実現し
ている。また、フォトダイオード93とレーザダイオー
ド94とが平行平面上にあるため、ダイボンド工程やワ
イヤボンド工程を簡略化できるという利点がある。
【0005】しかしながら、フォトダイオード93とレ
ーザダイオード94とをサブマウント92上で接着する
ため、光軸の調整が必要であり、また、金線98の取り
付けなどが必要であるので、このような技術では本質的
に微細化・高集積化が困難であるという問題がある。ま
た、このようにフォトダイオード93とレーザダイオー
ド94とが一体化された装置には次のような問題もあ
る。
ーザダイオード94とをサブマウント92上で接着する
ため、光軸の調整が必要であり、また、金線98の取り
付けなどが必要であるので、このような技術では本質的
に微細化・高集積化が困難であるという問題がある。ま
た、このようにフォトダイオード93とレーザダイオー
ド94とが一体化された装置には次のような問題もあ
る。
【0006】即ち、図9に示すように、レーザダイオー
ド94は、レーザ光と自然放出光とを出射するため、フ
ォトダイオード93は、レーザ光のみならず増幅された
自然放出光も受光することになる。
ド94は、レーザ光と自然放出光とを出射するため、フ
ォトダイオード93は、レーザ光のみならず増幅された
自然放出光も受光することになる。
【0007】この結果、図10(a)に示すように、レ
ーザダイオード94に注入する電流とレーザダイオード
94が出射するレーザ光の強度との関係と、レーザダイ
オード94に注入する電流とフォトダイオード93がモ
ニターする光(モニター光)の強度との関係とが一致し
なくなり、図10(b)に示すように、フォトダイオー
ド93の出力(モニター光出力)とレーザダイオード9
4のレーザ光の出力(レーザ光出力)とが比例しなくな
り、正確にレーザ光をモニターできなくなるという問題
が生じる。
ーザダイオード94に注入する電流とレーザダイオード
94が出射するレーザ光の強度との関係と、レーザダイ
オード94に注入する電流とフォトダイオード93がモ
ニターする光(モニター光)の強度との関係とが一致し
なくなり、図10(b)に示すように、フォトダイオー
ド93の出力(モニター光出力)とレーザダイオード9
4のレーザ光の出力(レーザ光出力)とが比例しなくな
り、正確にレーザ光をモニターできなくなるという問題
が生じる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の受
光素子付き面発光型半導体レーザ装置では、受光素子と
してのフォトダイオードと面発光型半導体レーザ素子と
してのレーザダイオードとをサブマウント上で接着する
ため、光軸の調整が必要であり、また、金線の取り付け
などが必要であるので、微細化・高集積化が困難である
という問題があった。また、受光素子がレーザ光のみな
らず増幅された自然放出光も受光するため、レーザ光出
力を正確にモニタできないという問題があった。
光素子付き面発光型半導体レーザ装置では、受光素子と
してのフォトダイオードと面発光型半導体レーザ素子と
してのレーザダイオードとをサブマウント上で接着する
ため、光軸の調整が必要であり、また、金線の取り付け
などが必要であるので、微細化・高集積化が困難である
という問題があった。また、受光素子がレーザ光のみな
らず増幅された自然放出光も受光するため、レーザ光出
力を正確にモニタできないという問題があった。
【0009】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、微細化・高集積化が容
易で、レーザ光出力を正確にモニタできる受光素子付き
面発光型半導体レーザ装置を提供することにある。
ので、その目的とするところは、微細化・高集積化が容
易で、レーザ光出力を正確にモニタできる受光素子付き
面発光型半導体レーザ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
は、半導体基板上に形成された第1の反射鏡と、この第
1の反射鏡上に形成された活性層と、この活性層上に形
成された第2の反射鏡と、この第2の反射鏡上に前記活
性層と同心的に形成されると共に、中心部に前記活性層
の幅より狭い開口部を有し、且つ前記活性層の出射光の
うち2次以上の共振モードの自然放出光が入射されない
幅を有する受光素子とを備えたことを特徴とする。
めに、本発明の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
は、半導体基板上に形成された第1の反射鏡と、この第
1の反射鏡上に形成された活性層と、この活性層上に形
成された第2の反射鏡と、この第2の反射鏡上に前記活
性層と同心的に形成されると共に、中心部に前記活性層
の幅より狭い開口部を有し、且つ前記活性層の出射光の
うち2次以上の共振モードの自然放出光が入射されない
幅を有する受光素子とを備えたことを特徴とする。
【0011】ここで、第1及び第2の反射鏡は、多層膜
を用いたもの以外に、光を反射する働きのあるものなら
良く、例えば、他に出射光の光軸に対して同心円状の凹
凸パターンを持った回折格子でも良い。
を用いたもの以外に、光を反射する働きのあるものなら
良く、例えば、他に出射光の光軸に対して同心円状の凹
凸パターンを持った回折格子でも良い。
【0012】
【作用】本発明の受光素子付き面発光型半導体レーザ装
置では、中心部に活性層の幅より狭い開口部を有し、前
記活性層の出射光のうち2次以上の共振モードの自然放
出光が入射されない幅を有する受光素子を用いている。
置では、中心部に活性層の幅より狭い開口部を有し、前
記活性層の出射光のうち2次以上の共振モードの自然放
出光が入射されない幅を有する受光素子を用いている。
【0013】このため、レーザ光は前記開口部から取り
出され、しかも、前記開口部の幅が前記活性層の幅より
狭いので、2次以上の共振モードの光が前記レーザ光と
一緒に前記開口部から取り出されることはない。したが
って、位相等の乱れが少ないレーザ光が得られる。
出され、しかも、前記開口部の幅が前記活性層の幅より
狭いので、2次以上の共振モードの光が前記レーザ光と
一緒に前記開口部から取り出されることはない。したが
って、位相等の乱れが少ないレーザ光が得られる。
【0014】また、受光素子の幅を2次以上の共振モー
ドの自然放出光が入射されない大きさにしているので、
従来に比べて受光素子に入射される光のうち、自然放出
光の成分を低減でき、レーザ光出力を正確にモニタでき
るようになる。また、同一半導体基板上にレーザ部と受
光部とを積層形成できるので、微細化・高集積化が容易
になる。
ドの自然放出光が入射されない大きさにしているので、
従来に比べて受光素子に入射される光のうち、自然放出
光の成分を低減でき、レーザ光出力を正確にモニタでき
るようになる。また、同一半導体基板上にレーザ部と受
光部とを積層形成できるので、微細化・高集積化が容易
になる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。
る。
【0016】図1は、本発明の第1の実施例に係る受光
素子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断
面図であり、図2は、図1の受光素子付き面発光型半導
体レーザ装置を上から見た平面図である。
素子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断
面図であり、図2は、図1の受光素子付き面発光型半導
体レーザ装置を上から見た平面図である。
【0017】n型InP半導体基板2上には、n型In
GaAsP層とn型InP層との積層膜からなるn型半
導体多層膜反射鏡3が設けれ、このn型半導体多層膜反
射鏡3上には、n型InPクラッド層4が設けられてい
る。このn型InPクラッド層4上には、図2に示すよ
うに、半径R1の活性層6が設けられている。この活性
層6はMQW構造になっており、このMQW構造は、I
nGaAsP層とInP層との多層積層膜で構成されて
いる。また、活性層6の側面は、p型InP電流ブロッ
ク層5及びこのp型InP電流ブロック層5の上に設け
られたn型InP電流ブロック層7で覆われている。こ
れらp型InP電流ブロック層5,n型InP電流ブロ
ック層7の膜厚を足したInP電流ブロック層の全体の
膜厚は、活性層6の膜厚と等しくなっている。
GaAsP層とn型InP層との積層膜からなるn型半
導体多層膜反射鏡3が設けれ、このn型半導体多層膜反
射鏡3上には、n型InPクラッド層4が設けられてい
る。このn型InPクラッド層4上には、図2に示すよ
うに、半径R1の活性層6が設けられている。この活性
層6はMQW構造になっており、このMQW構造は、I
nGaAsP層とInP層との多層積層膜で構成されて
いる。また、活性層6の側面は、p型InP電流ブロッ
ク層5及びこのp型InP電流ブロック層5の上に設け
られたn型InP電流ブロック層7で覆われている。こ
れらp型InP電流ブロック層5,n型InP電流ブロ
ック層7の膜厚を足したInP電流ブロック層の全体の
膜厚は、活性層6の膜厚と等しくなっている。
【0018】活性層6,n型InP電流ブロック層7上
には、p型InPクラッド層8,p型InGaAsP層
とp型InP層との積層膜からなるp型半導体多層膜反
射鏡9,p+ 型InPコンタクト層10が順次設けられ
ている。
には、p型InPクラッド層8,p型InGaAsP層
とp型InP層との積層膜からなるp型半導体多層膜反
射鏡9,p+ 型InPコンタクト層10が順次設けられ
ている。
【0019】p+ 型InPコンタクト層10上には、中
心部に開口部を有し、活性層6と同心的なPINフォト
ダイオード24が設けられている。このPINフォトダ
イオード24は、p型InP層12,GaInAsP層
13,n型InP層14,n側電極15で構成されてい
る。
心部に開口部を有し、活性層6と同心的なPINフォト
ダイオード24が設けられている。このPINフォトダ
イオード24は、p型InP層12,GaInAsP層
13,n型InP層14,n側電極15で構成されてい
る。
【0020】PINフォトダイオード24の開口部の半
径R2は、図2に示すように、活性層6の半径R1より
小さくなっており、また、上記開口部はレーザ光16の
取りだし窓の役割も果たし、レーザ光16の光軸とレー
ザ光16の取り出し窓とは垂直な関係にある。なお、モ
ニタ光はp型半導体多層膜反射鏡9を通ってPINフォ
トダイオード24に入射される。
径R2は、図2に示すように、活性層6の半径R1より
小さくなっており、また、上記開口部はレーザ光16の
取りだし窓の役割も果たし、レーザ光16の光軸とレー
ザ光16の取り出し窓とは垂直な関係にある。なお、モ
ニタ光はp型半導体多層膜反射鏡9を通ってPINフォ
トダイオード24に入射される。
【0021】また、PINフォトダイオード24の半径
R3は、2次以上の共振モードの自然放出光がPINフ
ォトダイオード24に入射されないように次のように選
ばれている。
R3は、2次以上の共振モードの自然放出光がPINフ
ォトダイオード24に入射されないように次のように選
ばれている。
【0022】n型,p型半導体多層膜反射鏡3,9のよ
うな垂直光共振器を有する面発光型半導体レーザの場
合、発振波長をλ,ヘテロ半導体からなる多層膜の平均
屈折率をnとすると、mλ/4n(m=1,2,…)を
満たす光路長で共振モードが存在する。この結果、等方
的に放射された自然放出光は、mλ/4n(m=1,
2,…)を満たす方向に定在波分布を有する。
うな垂直光共振器を有する面発光型半導体レーザの場
合、発振波長をλ,ヘテロ半導体からなる多層膜の平均
屈折率をnとすると、mλ/4n(m=1,2,…)を
満たす光路長で共振モードが存在する。この結果、等方
的に放射された自然放出光は、mλ/4n(m=1,
2,…)を満たす方向に定在波分布を有する。
【0023】したがって、PINフォトダイオード24
がこのような自然放出光を受光しないためには、図3に
示すように、活性層6の両端から光軸に対し60°(m
=2)の範囲に収まるようにPINフォトダイオード2
4の半径R3を選べば、換言すれば、活性層6の両端か
ら光軸に対し60°の方向より内側にPINフォトダイ
オード24を配置すれば、2次の共振モード以上の自然
放出光が、PINフォトダイオード24に入射するのを
防止できる。
がこのような自然放出光を受光しないためには、図3に
示すように、活性層6の両端から光軸に対し60°(m
=2)の範囲に収まるようにPINフォトダイオード2
4の半径R3を選べば、換言すれば、活性層6の両端か
ら光軸に対し60°の方向より内側にPINフォトダイ
オード24を配置すれば、2次の共振モード以上の自然
放出光が、PINフォトダイオード24に入射するのを
防止できる。
【0024】PINフォトダイオード24の周りのp+
型InPコンタクト層10上には、活性層6と同心的な
p側電極11が設けられている。このp側電極11は、
面発光レーザ素子とPINフォトダイオード24との共
通のp側電極として用いられる。n型InP半導体基板
2の裏面には、n側電極1が設けられている。このn側
電極1には負電圧が印加され、PINフォトダイオード
24のn側電極15には正電圧が印加され、そして、p
側電極11は接地されている。また、n側電極1とn側
電極15との間には、PINフォトダイオード24の光
出力を取り出すための出力端子23が設けられている。
型InPコンタクト層10上には、活性層6と同心的な
p側電極11が設けられている。このp側電極11は、
面発光レーザ素子とPINフォトダイオード24との共
通のp側電極として用いられる。n型InP半導体基板
2の裏面には、n側電極1が設けられている。このn側
電極1には負電圧が印加され、PINフォトダイオード
24のn側電極15には正電圧が印加され、そして、p
側電極11は接地されている。また、n側電極1とn側
電極15との間には、PINフォトダイオード24の光
出力を取り出すための出力端子23が設けられている。
【0025】本実施例の受光素子付き面発光型半導体レ
ーザ装置は、n型半導体多層膜反射鏡3,p型半導体多
層膜反射鏡9からなる光共振器構造を有する面発光レー
ザ素子とPINフォトダイオード24とがn型In半導
体基板2上に積層された構成をしている。このため、面
発光レーザ素子とPINフォトダイオード24とを一回
のエピタキシャル成長によって、連続的に形成できるの
で、従来のように接合のためのサブマウントや接着剤が
不要になり、しかも、面発光レーザ素子とPINフォト
ダイオード24との光結合のための位置合わせが不要と
なる。
ーザ装置は、n型半導体多層膜反射鏡3,p型半導体多
層膜反射鏡9からなる光共振器構造を有する面発光レー
ザ素子とPINフォトダイオード24とがn型In半導
体基板2上に積層された構成をしている。このため、面
発光レーザ素子とPINフォトダイオード24とを一回
のエピタキシャル成長によって、連続的に形成できるの
で、従来のように接合のためのサブマウントや接着剤が
不要になり、しかも、面発光レーザ素子とPINフォト
ダイオード24との光結合のための位置合わせが不要と
なる。
【0026】したがって、製作工程が大幅に簡略化さ
れ、均質で微細な面発光レーザ素子とPINフォトダイ
オード24とを形成できる。また、エッチングにより一
つ一つの素子を分離できるので基板面内での高密度な二
次元集積化が可能となる。
れ、均質で微細な面発光レーザ素子とPINフォトダイ
オード24とを形成できる。また、エッチングにより一
つ一つの素子を分離できるので基板面内での高密度な二
次元集積化が可能となる。
【0027】また、本実施例によれば、上述したよう
に、2次以上の共振モードの自然放出光がPINフォト
ダイオード24に入射しないように、PINフォトダイ
オード24の半径R3が選ばれているので、従来に比べ
て、PINフォトダイオード24に入射される光のう
ち、自然放出光の成分を低減できる。
に、2次以上の共振モードの自然放出光がPINフォト
ダイオード24に入射しないように、PINフォトダイ
オード24の半径R3が選ばれているので、従来に比べ
て、PINフォトダイオード24に入射される光のう
ち、自然放出光の成分を低減できる。
【0028】したがって、図4(a)に示すように、P
INフォトダイオード24が受光する光の強度とレーザ
光の強度とが略一致するようになり、図4(b)に示す
ように、モニター光出力とレーザ光出力とが比例するよ
うになり、正確にレーザ出力光をモニターできるように
なる。
INフォトダイオード24が受光する光の強度とレーザ
光の強度とが略一致するようになり、図4(b)に示す
ように、モニター光出力とレーザ光出力とが比例するよ
うになり、正確にレーザ出力光をモニターできるように
なる。
【0029】また、PINフォトダイオード24の開口
部から取り出される光にも2次以上の共振モードの自然
放出光が含まれていないので、位相等の乱れが少ないレ
ーザ光が得られる。
部から取り出される光にも2次以上の共振モードの自然
放出光が含まれていないので、位相等の乱れが少ないレ
ーザ光が得られる。
【0030】なお、本実施例では、光共振器を2枚のn
型半導体多層膜反射鏡3,p型半導体多層膜反射鏡9で
構成したが、n型半導体多層膜反射鏡3の代わりに、誘
電体多層膜反射鏡を用いても良い。
型半導体多層膜反射鏡3,p型半導体多層膜反射鏡9で
構成したが、n型半導体多層膜反射鏡3の代わりに、誘
電体多層膜反射鏡を用いても良い。
【0031】図5は、本発明の第2の実施例に係る受光
素子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断
面図である。なお、以下の実施例において、図1の受光
素子付き面発光型半導体レーザ装置と対応する部分には
図1と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施
例の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置が先の実施
例のそれと異なる点は、レーザ光16の取り出し窓を反
対側に形成したことにある。
素子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断
面図である。なお、以下の実施例において、図1の受光
素子付き面発光型半導体レーザ装置と対応する部分には
図1と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施
例の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置が先の実施
例のそれと異なる点は、レーザ光16の取り出し窓を反
対側に形成したことにある。
【0032】即ち、n型InP半導体基板2をn型In
Pクラッド層4が露出するまでエッチングし、その露出
したn型InPクラッド層4の表面に誘電体多層膜反射
鏡17を形成したことにある。また、レーザ光16の取
り出し窓の変更に伴って、PINフォトダイオード24
の開口部がなくなり、また、2次以上の共振モードの自
然放出光を受光しないように、PINフォトダイオード
24の半径を活性層6の半径より小さくしている。この
ように構成された受光素子付き面発光型半導体レーザ装
置でも、先の実施例と同様に、正確にレーザ光をモニタ
ーできるなどの効果が得られる。なお、本実施例では、
誘電体多層膜反射鏡17を用いたが、その代わりに、p
型又はn型にドーピングした半導体多層膜反射鏡を用い
ても良い。図6は、本発明の第3の実施例に係る受光素
子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面
図である。
Pクラッド層4が露出するまでエッチングし、その露出
したn型InPクラッド層4の表面に誘電体多層膜反射
鏡17を形成したことにある。また、レーザ光16の取
り出し窓の変更に伴って、PINフォトダイオード24
の開口部がなくなり、また、2次以上の共振モードの自
然放出光を受光しないように、PINフォトダイオード
24の半径を活性層6の半径より小さくしている。この
ように構成された受光素子付き面発光型半導体レーザ装
置でも、先の実施例と同様に、正確にレーザ光をモニタ
ーできるなどの効果が得られる。なお、本実施例では、
誘電体多層膜反射鏡17を用いたが、その代わりに、p
型又はn型にドーピングした半導体多層膜反射鏡を用い
ても良い。図6は、本発明の第3の実施例に係る受光素
子付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面
図である。
【0033】本実施例の受光素子付き面発光型半導体レ
ーザ装置が第2の実施例のそれと異なる点は、PINフ
ォトダイオード24と面発光型レーザ素子とが直流に対
して電気的に略分離されていることにある。
ーザ装置が第2の実施例のそれと異なる点は、PINフ
ォトダイオード24と面発光型レーザ素子とが直流に対
して電気的に略分離されていることにある。
【0034】即ち、p+ 型InPコンタクト層10上に
は、n型InP層18とp型InP層19とで構成され
たpn接合部が設けられ、この上にPINフォトダイオ
ード24が設けれている。また、p側電極21とp型I
nP層19とのオーミックコンタクトを良好にするため
に、p型InP層19には、例えば,Zn等のp型ドー
パントからなる拡散領域20が形成されている。このよ
うに構成された受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
でも先の実施例と同様な効果が得られる。なお、本実施
例の場合も、誘電体多層膜反射鏡17の代わりに、p型
又はn型にドーピングした半導体多層膜反射鏡を用いて
も良い。図7は、本発明の第4の実施例に係る受光素子
付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図
である。
は、n型InP層18とp型InP層19とで構成され
たpn接合部が設けられ、この上にPINフォトダイオ
ード24が設けれている。また、p側電極21とp型I
nP層19とのオーミックコンタクトを良好にするため
に、p型InP層19には、例えば,Zn等のp型ドー
パントからなる拡散領域20が形成されている。このよ
うに構成された受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
でも先の実施例と同様な効果が得られる。なお、本実施
例の場合も、誘電体多層膜反射鏡17の代わりに、p型
又はn型にドーピングした半導体多層膜反射鏡を用いて
も良い。図7は、本発明の第4の実施例に係る受光素子
付き面発光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図
である。
【0035】本実施例の受光素子付き面発光型半導体レ
ーザ装置がこれまでの実施例のそれと主として異なる点
は、垂直光共振器の代わりに、水平光共振器を用いたこ
とにある。
ーザ装置がこれまでの実施例のそれと主として異なる点
は、垂直光共振器の代わりに、水平光共振器を用いたこ
とにある。
【0036】即ち、n型InP半導体基板2にn側電極
1,n型InPクラッド層4,活性層6,13,p型I
nPクラッド層8,p側電極11,21を形成した後、
異方性を有するエッチャントを用いてn型InP半導体
基板2の途中までエッチングしてレーザ素子と受光素子
とを分離すると共に、このエッチングで得られた面方位
を利用して半透過型反射鏡22を形成する。この半透過
型反射鏡22で反射されたレーザ光16は、共振方向と
異なる方向に取り出され、半透過型反射鏡22を通過し
た光は受光素子に入射される。
1,n型InPクラッド層4,活性層6,13,p型I
nPクラッド層8,p側電極11,21を形成した後、
異方性を有するエッチャントを用いてn型InP半導体
基板2の途中までエッチングしてレーザ素子と受光素子
とを分離すると共に、このエッチングで得られた面方位
を利用して半透過型反射鏡22を形成する。この半透過
型反射鏡22で反射されたレーザ光16は、共振方向と
異なる方向に取り出され、半透過型反射鏡22を通過し
た光は受光素子に入射される。
【0037】素子分離を上述したエッチングにより行な
えば、高密度な二次元集積化が可能となり、さらに、本
実施例の場合、従来のストライプ型半導体レーザの技術
が利用できるので製作が容易になるなどの利点がある。
えば、高密度な二次元集積化が可能となり、さらに、本
実施例の場合、従来のストライプ型半導体レーザの技術
が利用できるので製作が容易になるなどの利点がある。
【0038】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、上記実施例では、面発光レー
ザ素子の活性層6は、pn接合を利用して埋め込まれて
いるが、活性層6の側壁にH+ などのイオンを打ち込む
などして電流狭窄構造にすることもできる。
るものではない。例えば、上記実施例では、面発光レー
ザ素子の活性層6は、pn接合を利用して埋め込まれて
いるが、活性層6の側壁にH+ などのイオンを打ち込む
などして電流狭窄構造にすることもできる。
【0039】また、上記実施例では、InGaAsP/
InP系のレーザの場合について説明したが、本発明
は、他の材料系、例えば、AlGaAs/GaAs系の
レーザの場合にも適用できる。また、ダブルヘテロ構造
以外のレーザの場合にも適用可能である。また、上記実
施例では、受光素子としてPINフォトダイオードを用
いたが、他の受光素子を用いても良い。
InP系のレーザの場合について説明したが、本発明
は、他の材料系、例えば、AlGaAs/GaAs系の
レーザの場合にも適用できる。また、ダブルヘテロ構造
以外のレーザの場合にも適用可能である。また、上記実
施例では、受光素子としてPINフォトダイオードを用
いたが、他の受光素子を用いても良い。
【0040】また、上記実施例では、レーザ光の光軸と
取り出し窓の面とが垂直の場合について説明したが、レ
ーザ光の光軸と取り出し窓の面とが多少垂直の関係から
ずれていも同様な効果が得られる。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
取り出し窓の面とが垂直の場合について説明したが、レ
ーザ光の光軸と取り出し窓の面とが多少垂直の関係から
ずれていも同様な効果が得られる。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、活
性層の出射光のうち2次以上の共振モードの自然放出光
が入射されない幅を有する受光素子を用いることによ
り、受光素子に入射される光のうち、自然放出光の成分
を低減でき、レーザ光出力を正確にモニタできるように
なる。
性層の出射光のうち2次以上の共振モードの自然放出光
が入射されない幅を有する受光素子を用いることによ
り、受光素子に入射される光のうち、自然放出光の成分
を低減でき、レーザ光出力を正確にモニタできるように
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る受光素子付き面発
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
【図2】図1の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
の平面図。
の平面図。
【図3】PINフォトダイオードと活性層との位置関係
を示す図。
を示す図。
【図4】本発明の効果を説明するための図。
【図5】本発明の第2の実施例に係る受光素子付き面発
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
【図6】本発明の第3の実施例に係る受光素子付き面発
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
【図7】本発明の第4の実施例に係る受光素子付き面発
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
光型半導体レーザ装置の構成を示す素子断面図。
【図8】従来の受光素子付き面発光型半導体レーザ装置
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図9】受光素子が受光する光を説明するための図。
【図10】従来の受光素子付き面発光型半導体レーザ装
置の問題点を説明するための図。
置の問題点を説明するための図。
1…n側電極、2…n型InP半導体基板、3…n型半
導体多層膜反射鏡、4…n型InPクラッド層、5…p
型InP電流ブロック層、6…活性層、7…n型InP
電流ブロック層、8…p型InPクラッド層、9…p型
半導体多層膜反射鏡、10…p+ 型InPコンタクト
層、11…p側電極、12…p型InP層、13…Ga
InAsP層、14…n型InP層、15…n側電極、
16…レーザ光、17…誘電体多層膜反射鏡、18…n
型InP層、19…p型InP層、20…拡散領域、2
1…p側電極、22…半透過型反射鏡、23…出力端
子、24…PINフォトダイオード、91…ステム、9
2…サブマウント、93…フォトダイオード、94…レ
ーザダイオード、95…レーザ光、96…キャップ、9
7…リード線、98…金線。
導体多層膜反射鏡、4…n型InPクラッド層、5…p
型InP電流ブロック層、6…活性層、7…n型InP
電流ブロック層、8…p型InPクラッド層、9…p型
半導体多層膜反射鏡、10…p+ 型InPコンタクト
層、11…p側電極、12…p型InP層、13…Ga
InAsP層、14…n型InP層、15…n側電極、
16…レーザ光、17…誘電体多層膜反射鏡、18…n
型InP層、19…p型InP層、20…拡散領域、2
1…p側電極、22…半透過型反射鏡、23…出力端
子、24…PINフォトダイオード、91…ステム、9
2…サブマウント、93…フォトダイオード、94…レ
ーザダイオード、95…レーザ光、96…キャップ、9
7…リード線、98…金線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岡 圭児 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板上に形成された第1の反射鏡
と、 この第1の反射鏡上に形成された活性層と、 この活性層上に形成された第2の反射鏡と、 この第2の反射鏡上に前記活性層と同心的に形成される
と共に、中心部に前記活性層の幅より狭い開口部を有
し、且つ前記活性層の出射光のうち2次以上の共振モー
ドの自然放出光が入射されない幅を有する受光素子とを
具備してなることを特徴とする受光素子付き面発光型半
導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24362592A JP3099921B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 受光素子付き面発光型半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24362592A JP3099921B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 受光素子付き面発光型半導体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697597A true JPH0697597A (ja) | 1994-04-08 |
JP3099921B2 JP3099921B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=17106613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24362592A Expired - Fee Related JP3099921B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 受光素子付き面発光型半導体レーザ装置 |
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---|---|
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-
1992
- 1992-09-11 JP JP24362592A patent/JP3099921B2/ja not_active Expired - Fee Related
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